Opis, sastav i unutarnja struktura Sunca

Od davnina, sunce je izazvalo oduševljenje ljudi širom svijeta. Nije slučajno da su postojali u različitim dijelovima našeg planeta, a na nekim mjestima još uvijek postoje solarni mitovi i kultovi koji su manje ili više svojstveni štovanju Sunca. Oni su odigrali važnu ulogu u religiji Egipćana, Indijaca, Indijanaca, kao i, prema nekim znanstvenicima, u slavenskim religijama. Ne posjedujući opremu koju moderni znanstvenici imaju, a ne znajući što je unutarnja struktura Sunca, naši preci su shvatili da je to izvor života na Zemlji.

Sunce je jedna od zvijezda Mliječnog puta, jedina zvijezda u Sunčevom sustavu. Prema spektralnoj klasifikaciji, pripada klasi žutih patuljaka. Sunce nije jako vruća i relativno mala zvijezda, ali u odnosu na Zemlju njezine su dimenzije ogromne. U svim točkama Sunca uvijek se održava ravnoteža gravitacije i tlaka plina. Te sile djeluju u suprotnim smjerovima. Dakle, zbog njihovog optimalnog omjera, Sunce ostaje prilično stabilno astronomsko tijelo. Sastav i unutarnja struktura Sunca je trenutno dobro proučena.

Sastav sunca

Sunce sadrži oko 75% vodika i 25% helija po masi (92,1% vodika i 7,8% helija po broju atoma). Ostali elementi (silicij, kisik, dušik, sumpor, magnezij, kalcij, krom, željezo, nikal, ugljik i neon) čine samo 0,1% ukupne mase.

Znanstvenici su odavno pokušali shvatiti sastav i unutarnju strukturu Sunca koristeći metode astronomije kao što su promatranje, spektroskopija, teorijska analiza itd. Kao rezultat toga, zaključili su da je zahvaljujući eksploziji nastala zvijezda koja se sastoji uglavnom od helija i vodika. Njihov odnos je promjenjiv, jer se u dubinama Sunca vodik pretvara u helij zbog kontinuiranog procesa nuklearne fuzije. Pokretanje ovog procesa je nemoguće bez iznimno visoke temperature i velike mase nebeskog tijela.

Unutarnja struktura sunca

Sunce je sferno tijelo u ravnoteži. Na jednakim udaljenostima od centra, fizički pokazatelji su svugdje isti, ali se stalno mijenjaju ako se pomaknemo od središta prema referentnoj površini. Sunce ima nekoliko slojeva, a njihova je temperatura viša nego što su bliže sredini. Da ne spominjemo da helij i vodik u različitim slojevima imaju različite karakteristike.

Solarna jezgra

Jezgra je središnji dio sunca. Eksperimentalno je utvrđeno da je solarna jezgra veličine oko 25% ukupnog radijusa Sunca i sastoji se od visoko komprimirane tvari. Masa jezgre - gotovo polovica sunčeve mase. Uvjeti u srži našeg svjetla su ekstremni. Temperatura i tlak postižu maksimalne performanse: temperatura jezgre iznosi oko 14 milijuna K, a tlak u njoj doseže 250 milijardi atm. Plin u solarnoj jezgri je više od 150 puta gušći od vode. To je upravo mjesto gdje se odvija termonuklearna reakcija, praćeno oslobađanjem energije. Vodik se pretvara u helij, a uz njega dolazi svjetlost i toplina, koje zatim dosežu naš planet i daju mu život.

Na udaljenosti od više od 30% radijusa od jezgre, temperatura postaje manja od 5 milijuna stupnjeva, tako da se nuklearne reakcije tamo gotovo nikada ne pojavljuju.

Zona prijenosa zračenja

Zona prijenosa zračenja nalazi se na granici jezgre. Navodno, zauzima oko 70% cijelog radijusa zvijezde i sastoji se od vruće materije, kroz koju se toplinska energija prenosi iz jezgre u vanjski sloj.

Kao rezultat termonuklearne reakcije koja se odvija u solarnoj jezgri, formiraju se različiti fotoni zračenja. Prolazeći kroz zonu prijenosa zračenja i sve naknadne slojeve, bacaju se u svemir i lutaju sunčevim vjetrom, dopirući od Sunca do Zemlje za samo 8 minuta. Znanstvenici su uspjeli ustanoviti da fotonima treba približno 200.000 godina da prevladaju ovu zonu.

Zona prijenosa zračenja nije samo Sunce, već i druge zvijezde. Njegova veličina i snaga ovise o veličini zvijezde.

Konvektivna zona

Konvekcijska zona je posljednja u unutarnjoj strukturi Sunca i drugih zvijezda poput nje. Nalazi se izvan zone prijenosa zračenja i zauzima posljednjih 20% radijusa Sunca (oko jedne trećine volumena zvijezde). Energija u njoj prenosi se konvekcijom. Konvekcija je prijenos topline mlazom i strujanjem kroz aktivno miješanje. Ovaj proces je poput kipuće vode. Tokovi vrućeg plina se kreću prema površini i odaju toplinu izvana, a ohlađeni plin natrag ulazi u sunce, zahvaljujući kojem se reakcija nuklearne fuzije nastavlja. Kako se približava površini, temperatura tvari u konvektivnoj zoni pada na 5800 K. Gotovo sve zvijezde imaju konvektivnu zonu, kao i zonu prijenosa zračenja.

Svi gore navedeni slojevi Sunca nisu vidljivi.

Atmosfera sunca

Iznad konvektivne zone nalazi se nekoliko vidljivih slojeva sunca - atmosfera. Njegov kemijski sastav određen je spektralnom analizom. Unutarnja struktura sunčeve atmosfere uključuje tri sloja: fotosferu (prevedenu iz grčkog - "svjetlosna sfera"), kromosferu ("obojenu sferu") i koronu. U posljednja dva sloja javljaju se magnetske baklje.

fotosfera

Fotosfera je jedini sloj sunca vidljiv s našeg planeta. Temperatura fotosfere je 6000 K. Ona svijetli bijelim i žutim svjetlom. To je sredina ovog sloja koja se smatra uvjetnom površinom Sunca i koristi se za izračunavanje udaljenosti, odnosno brojanja visine i dubine.

Debljina fotosfere je oko 700 km, sastoji se od plina i emitira sunčevo zračenje koje dopire do Zemlje. Gornji slojevi fotosfere su hladniji i manje ispražnjeni od onih nižih. Valovi koji se pojavljuju u konvektivnoj zoni i fotosferi prenose mehaničku energiju na područja iznad i zagrijavaju ih. Kao rezultat toga, gornji dio fotosfere je najhladniji - oko 4500 K. Na obje strane, temperatura brzo raste.

kromosfera

Kromosfera je vrlo razrijeđena zračna ovojnica Sunca koja prati fotosferu i sastoji se uglavnom od vodika. Zbog svoje izvanredne svjetline, može se vidjeti samo s potpunim pomračenjem Sunca. Riječ "kromosfera" na grčkom znači "oslikana sfera". Kada mjesec zaklanja sunce, kromosfera postaje ružičasta zbog prisutnosti vodika. Ovaj sloj je hladniji od prethodnog jer je njegova gustoća niža. Temperatura plinova u gornjim slojevima kromosfere iznosi 50.000 K.

Na nadmorskoj visini od 12.000 km iznad fotosfere, linija spektra vodika postaje nerazlučiva. Nešto viši tragovi kalcija. Njegova spektralna linija završava za još 2.000 km. Što je dalje od površine Sunca, to je topliji i ispuštaniji plin.

kruna

Iznad visine 14.000 km iznad fotosfere počinje korona - treća vanjska ljuska Sunca. Kruna se sastoji od energetskih erupcija i izbočina - posebnih plazma formacija. Njegova temperatura varira od 1 do 20 milijuna K, tu su i koronalne rupe s temperaturom od 600 tisuća K, odakle zrači solarni vjetar. Počevši od dna, temperatura raste, a na nadmorskoj visini od 70.000 km od površine Sunca počinje opadati.

Gornja granica krune još nije utvrđena, kao ni točan uzrok neuobičajeno visoke temperature. Kao i kromosfera, solarna korona je također vidljiva samo tijekom pomračenja ili kada se koristi posebna oprema. Solarna korona je moćan izvor stalnog rendgenskog i ultraljubičastog zračenja.

Do danas, čovječanstvo zna dosta o unutarnjoj strukturi Sunca io procesima koji se u njemu događaju. Pojašnjenje njihove prirode uvelike je olakšano tehničkim napretkom. Stjecanjem znanja o Suncu, može se dobiti ideja o drugim zvijezdama. Ali budući da se Sunce može gledati samo iz daljine, on još uvijek ima mnogo neriješenih misterija.