Стандартная модель Солнца

Модель СолнцаСолнце интересовало астрономов с древних времен. Например, англичанин Уильям Гершель, открывший планету Уран, в конце XVIII века предполагал, что наше светило — это окруженный горячей атмосферой твердый шар, поверхность которого проглядывает в виде темных пятен. Сегодня в науке господствует стандартная модель Солнца, разработанная физиками-ядерщиками в первой половине XX века.

Согласно этой модели, наша звезда — почти идеальный по форме газоплазменный водородно-гелиевый шар диаметром около полутора миллионов километров. Ее средняя плотность в четыре раза меньше земной, около полутора граммов на кубический сантиметр. За счет осевого вращения шар чуть сплюснут у полюсов, всего на тысячную долю процента. По нынешним представлениям, внутри солнечного ядра, занимающего около трети радиуса звезды, миллиарды лет идет ядерный синтез, реакции водородного и углеродного ядерных циклов. В них в результате многостадийного слияния атомов водорода либо замкнутой реакции с участием в качестве катиализатора углерода образуются атомы гелия и выделяется колоссальная энергия. Считается, что еще пять миллиардов лет они будут обеспечивать теперешнее энергетическое состояние Солнца и его планетной системы.

Следующую треть радиуса занимает так называемая зона лучистого переноса. Температура в ней уже недостаточна для ядерных реакций, здесь энергию к внешним слоям передают фотоны, изначально образовавшиеся при ядерных реакциях в виде гамма-квантов. Они в своем движении к внешней поверхности постоянно рассеиваются на ионах. Согласно расчетам, отдельный фотон проходит от ядра до поверхности за десять — сто тысяч лет.

Верхнюю треть солнечного шара составляет конвективная зона, в которой постоянно перемешиваются потоки вещества. Из-за них поверхность Солнца выглядит гранулированной. Гранулы-ячейки — это области подъема горячей плазмы, их более темные границы — области ее опускания. Получается что-то вроде ячеек Бенара, возникающих в слое масла, налитого на горячую сковородку. Размер ячеек на Солнце порядка сотни километров, и живут они с десяток минут.

Эту равномерную картину нарушает образование крупных ассоциаций гранул, а также появление очень неоднородных, более холодных и темных на вид из-за своего сильного магнитного поля солнечных пятен. Периодичность их появления составляет одиннадцать с небольшим лет, однако она не строга. На поверхности конвективной зоны также постоянно возникают и другие проявления солнечной активности. Это выбросы различного рода, протуберанцы, факелы, арки, струи, нити и прочие разнообразнейшие поверхностные явления, простирающиеся из конвективной зоны в солнечную атмосферу.Солнце интересовало астрономов с древних времен. Например, англичанин Уильям Гершель, открывший планету Уран, в конце XVIII века предполагал, что наше светило — это окруженный горячей атмосферой твердый шар, поверхность которого проглядывает в виде темных пятен. Сегодня в науке господствует стандартная модель Солнца, разработанная физиками-ядерщиками в первой половине XX века.

Согласно этой модели, наша звезда — почти идеальный по форме газоплазменный водородно-гелиевый шар диаметром около полутора миллионов километров. Ее средняя плотность в четыре раза меньше земной, около полутора граммов на кубический сантиметр. За счет осевого вращения шар чуть сплюснут у полюсов, всего на тысячную долю процента. По нынешним представлениям, внутри солнечного ядра, занимающего около трети радиуса звезды, миллиарды лет идет ядерный синтез, реакции водородного и углеродного ядерных циклов. В них в результате многостадийного слияния атомов водорода либо замкнутой реакции с участием в качестве катиализатора углерода образуются атомы гелия и выделяется колоссальная энергия. Считается, что еще пять миллиардов лет они будут обеспечивать теперешнее энергетическое состояние Солнца и его планетной системы.

Следующую треть радиуса занимает так называемая зона лучистого переноса. Температура в ней уже недостаточна для ядерных реакций, здесь энергию к внешним слоям передают фотоны, изначально образовавшиеся при ядерных реакциях в виде гамма-квантов. Они в своем движении к внешней поверхности постоянно рассеиваются на ионах. Согласно расчетам, отдельный фотон проходит от ядра до поверхности за десять — сто тысяч лет.

Верхнюю треть солнечного шара составляет конвективная зона, в которой постоянно перемешиваются потоки вещества. Из-за них поверхность Солнца выглядит гранулированной. Гранулы-ячейки — это области подъема горячей плазмы, их более темные границы — области ее опускания. Получается что-то вроде ячеек Бенара, возникающих в слое масла, налитого на горячую сковородку. Размер ячеек на Солнце порядка сотни километров, и живут они с десяток минут.

Эту равномерную картину нарушает образование крупных ассоциаций гранул, а также появление очень неоднородных, более холодных и темных на вид из-за своего сильного магнитного поля солнечных пятен. Периодичность их появления составляет одиннадцать с небольшим лет, однако она не строга. На поверхности конвективной зоны также постоянно возникают и другие проявления солнечной активности. Это выбросы различного рода, протуберанцы, факелы, арки, струи, нити и прочие разнообразнейшие поверхностные явления, простирающиеся из конвективной зоны в солнечную атмосферу.