Slnko - Lexikón astronómie

Lexikón astronómie: Slnko

Slnko je teleso s najväčšou hmotou v slnečnej sústave a tak ovláda pohyby všetkých telies v slnečnej sústave. Slnko je tiež darcom života, pretože jeho elektromagnetické žiarenie dodáva Zemi teplo. Preto sa tiež nazývajú naše Centrálna hviezda.

Gravitácia slnka

Presne povedané, slnko nie je presne v strede slnečnej sústavy, pretože masy sa otáčajú okolo ich spoločného ťažiska. Ťažisko slnečnej sústavy je veľmi blízko slnka (dokonca aj na jeho povrchu), pretože je také hmotné.
Dominantné gravitačné pole slnka významne ovplyvňuje pohyby planét, asteroidov, komét a ďalších, oveľa menších nebeských telies. Gravitón slnka možno zvyčajne dobre opísať Newtonovou gravitačnou teóriou - odchýlky vykazuje iba najvnútornejšia planéta Merkúr (Perihélium), ktoré vyžadujú všeobecnú teóriu relativity. Z relativistického hľadiska by potom bolo treba hovoriť o slnečnom zakrivenom časopriestore.

Si moja hviezda

Ale slnko je tiež veľmi zvláštne medzi všetkými telesami v slnečnej sústave: Slnko je hviezda, t. J. Súhrn horúceho ionizovaného plynu, ktorý je značný prostredníctvom procesov termonukleárnej fúzie Žiarivé energie správy. Zvyšok telies v slnečnej sústave tiež emituje hlavne tepelné žiarenie, ale slnko je jediné teleso, ktoré prijíma radiačnú energiu z fúzie ľahkých atómových jadier. Je to zďaleka najjasnejšie nebeské telo.
Napríklad Jupiter je druhým najťažším telesom v slnečnej sústave (0,001 slnečnej hmoty), ale emituje viac tepelného žiarenia (ktoré získava kompresiou plynu), ako prijíma zo slnka.

Slnko je najbližšia hviezda k Zemi: jeho vzdialenosť od Zeme je v priemere asi 150 miliónov kilometrov, čo je vzdialenosť, ktorá bola v astronómii pomenovaná: Astronomická jednotka (Nemecky AE, skrátene internat. AU). Táto mierka je typická pre dĺžky planetárnych systémov a používa sa tiež pre extrasolárne planéty.

Fázy, Mofi a Sofi

Slnečné žiarenie spôsobuje v slnečnej sústave rôzne svetelné efekty: vytvárajú sa tak charakteristické Fázy vnútorných planét (Merkúr a Venuša), v závislosti od aktuálnej, relatívnej polohy medzi slnkom, zemou a vnútornou planétou. Pozemský mesiac tiež ukazuje tieto fázy z rovnakého dôvodu, ktoré poznáme ako nový mesiac, fáza voskovania, úplný mesiac a fáza klesania.
Existujú aj veľmi zvláštne fenomény osvetlenia, ako napríklad zatmenie slnka a zatmenie Mesiaca. Astronomicky sú to triviálne tiene vrhané medzi nebeské objekty, ktoré pri pohľade na určité miesta nechávajú „zmiznúť“ nebeské telesá: Zatmenie Slnka Ak nový mesiac stojí medzi čiarou spájajúcou slnko a zem, mesačný tieň zasiahne zem a jeden v oblasti umbra (ktorá na zemskom povrchu meria asi 200 km) Celkom Zatmenie slnka, jedno v penumbre čiastočné Zatmenie Slnka. V zatmenie Mesiaca na druhej strane je mesiac v súčasnosti v umbra Zeme a javí sa ako červený v dôsledku slnečného žiarenia rozptýleného na zemi.

Slnečná fyzika

Z pohľadu astronóma je slnko samozrejme úderom šťastia, a to nielen preto, že v prvom rade umožnil život, ale aj preto, že je to najbližšia hviezda k Zemi, a teda ideálny študijný objekt pre Hviezdna fyzika je. Témami výskumu v oblasti fyziky slnka sú fyzikálne vlastnosti slnka, ako aj vznik a vývoj slnka. Naša ústredná hviezda ponúka možnosť preskúmať dosť nenápadného člena rodu hviezd. V priebehu hviezdnej fyziky, keď bolo možné opísať čoraz viac hviezd v blízkosti slnka aj s fyzikálnymi parametrami, vyšlo najavo, že slnko nie je ani zvlášť veľké a ťažké, ani zvlášť horúce alebo svietiace.

astronómie

Štruktúra slnka

Solárne jadro

The Slnečný interiér sa skladá z horúceho, radiačné jadro, v ktorých prebiehajú procesy fúzie. Toto je miesto, kde sa generujú fotóny, ktoré potrebujú pomerne dlhý čas na to, aby mohli cestovať dovnútra slnka, pretože sú rozptýlené a znovu emitované (transport žiarenia). Potom sa dovnútra zatvára aj tzv Vodíková konvekčná zóna o. Ich hrúbka je asi 1/10 polomeru slnka. Tu je cirkulácia plynných hmôt efektívnym mechanizmom transportu energie: bubliny horúceho plynu stúpajú rýchlosťou niekoľko kilometrov za sekundu, zatiaľ čo ochladené plynné hmoty klesajú (obdobne ako prúdenie v zemskej atmosfére).

Fotosféra

Tento proces vytvára charakteristiku granulácia slnečný povrch, zrnko v konvekčných bunkách (Granule) s typickým priemerom okolo 1400 km, ktoré majú priemernú životnosť iba do 10 minút. Teplotný rozdiel medzi granulami a medzikryštálovými oblasťami je asi 300 K. Granulácia je obdobou granulácie Super granulácia na váhach oveľa väčšej dĺžky asi 30 000 km: tieto majú dlhšiu životnosť v rozmedzí asi 30 hodín.
Granuláciu je možné pozorovať na slnečnom povrchu, v oblasti známej ako fotosféra. Je to vlastne vrstva, ktorá má hrúbku iba asi 100 až 200 km. Za svoj názov vďačí skutočnosti, že fotóny, ktoré pozorujeme, pochádzajú z tejto škrupiny. Toto je iba viditeľný solárny disk.

Chromosféra

Nad ním leží chromosféra s hrúbkou okolo 10 000 km. Pri zatmení slnka sa javí ako červená (odtiaľ názov: grch. chromozómy znamená farbu). Táto nehomogénna oblasť je podobná plameňom Spicules pruhovaný. V tzv Flash Spectra môžete krátko spektroskopicky vidieť chromosféru pred a po úplnom zatmení Slnka (2. a 3. kontakt). Za týmto účelom solárni vedci vyberajú vhodné emisné vedenia pre vodík a vápnik.

koróna

Koróna je najvzdialenejšou vrstvou slnka a pri úplnom zatmení slnka sa javí ako slávna svätožiara, odtiaľ pochádza aj jej názov (dt. „Koruna“). Koróna má extrémne nízku hustotu častíc (108 častíc na kubický centimeter); na koróne je úžasné to, že sa dodáva 2 až 5 miliónov stupňov je mnohokrát teplejšia ako povrch slnka (iba asi 6 000 K)! Toto dlho zostávalo záhadou Zahrievanie koróny môže vysvetliť magnetohydrodynamiku (MHD): MHD vlny prenikajú do koronálnej oblasti zo slnečnej plazmy. Tam sú magnetické polia s opačnou polaritou zničené (Opätovné pripojenie). Čo sa stane s energiou, ktorá bola uložená v magnetickom poli? Premieňa sa na kinetickú energiu, konkrétne na tepelnú energiu častíc v koróne. Vysoké teploty sa vysvetľujú magnetickými efektmi.

  • The K-koróna vykazuje kontinuum (teda K), ktorý je spôsobený rozptylom fotónov fotosféry na horúce koronálne elektróny.
  • The F-koróna ukazuje slávny Fraunhoferove čiary (preto F.), Absorpčné čiary, ktoré viedli k objaveniu nového prvku: hélium (grch. helios: Sun), ktorý bol zistený až neskôr na Zemi. Čiary zostávajú ostré, pretože rozptyl vo F-koróne prebieha na pomalých prachových časticiach.
  • The L-koróna tvorí iba 1% z celkového koronálneho žiarenia a pozostáva z niekoľkých emisných línií, najmä tých zo železa a vápnika. Toto je skutočný „odtlačok prsta“ korónového žiarenia alebo korónovej hmoty.

fyzikálne údaje slnka

  • Omša: Msol = 1 899 × 10 30 kg. Táto veličina definuje základnú hmotnostnú škálu v astrofyzike, Slnečná hmota.
  • Polomer slnka: Rsol = 6,96 × 10 5 km
  • Solárny povrch: 6,09 × 10 18 m 2
  • Solárny objem: 1,41 × 10 27 m 3
  • Solárna konštanta (hustota toku slnečného žiarenia integrovaná cez všetky frekvencie): S = 1,37 kW m -2
  • Svietivosť (produkt solárnej konštanty a solárneho povrchu; ale tiež vyplýva z polomeru slnka a efektívnej teploty): Lsol = 3 853 × 10 26 W = 3 853 × 10 33 erg/s
  • Röntgenová svietivosť: 4,7 × 10 27 erg/s (maximum), 2,7 × 10 26 erg/s (minimum)
  • stredná hustota plynu (kvocient solárnej hmotnosti a solárneho objemu): 1 408 g cm -3
  • Efektívna teplota (slnko ako Planckov radiátor, zákon T 4): Teff = 5780 K.
  • Spektrálny typ (odvodený od povrchovej teploty): G2V, a žltý trpaslík
  • zdanlivá vizuálna jasnosť: mV = -26,7 mag
  • absolútny vizuálny jas: MV = 4,87 mag
  • Gravitačné zrýchlenie na povrchu: Gsol = 274,0 m/s 2 = 27,93 G (G: priemerné gravitačné zrýchlenie)
  • veľmi variabilné z hľadiska času a priestoru Magnetické pole s 10 -4 T strednou silou a 1 T silnou, miestnou špičkou!
  • stredná úniková rýchlosť na povrchu: vesc = 617,7 km s -1
  • siderický čas rotácie v stredných šírkach: 2,1928 × 10 6 s = 23,38 d (diferenciálna rotácia)
  • Sklon slnečnej rovníkovej roviny proti ekliptike: 7 stupňov 15 minút
  • Priemerná vzdialenosť od slnka k zemi: 149,597870 × 10 6 km = 1 AU. Astronomická jednotka AU je základnou jednotkou dĺžky pre veľkostné stupnice v slnečnej sústave.
  • Metalicita (frekvencia kovov v pomere k nekovom): 2%

(Zdroje dát: Astronómia študentov, Stav 1989 a vypočítané; LX vypnuté Peres a kol. ApJ 528, 537, 2000)

Hviezdny vývoj slnka

Z pohľadu hviezdnej evolúcie je Slnko v súčasnej fáze na hlavnej postupnosti, na ktorej zotrvá niekoľko miliárd rokov. Potom nasleduje štádium červeného obra. Proces centrálnej termonukleárnej fúzie je reťazec pp, zatiaľ čo cyklus CNO hrá iba okrajovú úlohu (podiel 3% na výrobe hélia). Asi za päť miliárd rokov, keď sa vodík pre fúzne procesy vo vnútri vyčerpá, bude slnko odpudzovať jeho vonkajšie obaly a zjednotiť sa ako stabilná konečná konfigurácia. Biely trpaslík asi polovica hmotnosti Slnka. vľavo, ktorá je zakomponovaná do farebnej planetárnej hmloviny. Najneskôr do tej doby sú slnečné dni v našej slnečnej sústave spočítané.

Modely slnka

Slnečný vietor a polárne svetlá

Tiež prudké vyžarovanie častíc slnka, Slnečný vietor, je spôsobené magnetohydrodynamickými vlnami (torzný vlak Alfv? n, TAWT), ktoré sa pohybujú mimo slnečný povrch a strhávajú pri tom slnečnú plazmu. Takto sa vytvárajú typické klenuté štruktúry (slučky), ktoré nakoniec prasknú a uvoľnia plazmu do medziplanetárneho média. Menej silne viazané koronálne častice ale difundujú aj do medziplanetárneho priestoru. Ak je kinetická energia častíc dostatočne veľká, môžu dokonca dosiahnuť zem. Potom sú zachytené pozemskou magnetosférou a nazývajú sa farebnými Severné svetlá vynoril sa. Najlepšie sa to deje na magnetických (nie geografických) póloch Zeme, pretože tam dipólové magnetické pole vo forme lievika nemôže blokovať nabité častice.

Slnko ako žiarič röntgenových lúčov

Namerané Röntgenová emisia zo slnka je spôsobené tepelnou emisiou koróny a erupciami, ako aj bremsstrahlung, ktorý je generovaný brzdenými časticami plazmy (napríklad v slnečnom magnetickom poli).

exotické častice zo slnka?

Slnko môže emitovať exotickú formu veľmi ľahkých častíc: hypotetické osi. Niektorí fyzici predpokladajú, že ich možno vytvoriť z fotónov osciláciami (Primakoffov efekt) a sú detegovateľné v pozemských axiálnych helioskopoch. Nefyzikom určite znie zle: Axióny sú pseudoskalárne Nambu-Goldstoneove bozóny, ktoré porušujú chirálnu Peccei-Quinnovu symetriu (oblasť kvantovej chromodynamiky). Pre časticovú fyziku a kozmológiu by malo veľký význam vedieť, či sa tento Primakoffov efekt skutočne odohráva v prírode.

Mohlo by vás zaujímať: Spektrum - Die Woche: 48/2020