Солнце — ближайшая к нам звезда

В этом уроке ты узнаешь

Знать размеры, расстояние и возраст Солнца
Называть слои Солнца
Объяснять термоядерный синтез как источник энергии Солнца
Вычислять время, за которое солнечный свет доходит до Земли

Утренний солнечный луч, заглянувший в твоё окно, пролетел 150 миллионов километров. Он даёт растениям энергию для фотосинтеза, нагревает Землю, порождает ветры и дожди. Но что такое Солнце и как оно светит миллиарды лет, не угасая?

Солнце — это звезда

Солнце — ближайшая к Земле звезда, огромный раскалённый газовый шар, который светит собственным светом. Его диаметр около 1,39 млн км — в 109 раз больше земного. На Солнце приходится около 99,8 % всей массы Солнечной системы. Возраст Солнца — около 4,6 млрд лет; оно состоит в основном из водорода (около ¾) и гелия (около ¼).

Определение

Астрономическая единица (а. е.)

Среднее расстояние от Земли до Солнца: около 150 млн км (точнее 149,6 млн км). Используется для измерения расстояний в Солнечной системе.

t = s / ct = s / c

где:

tвремя движения света, в секундах (с)
sрасстояние, в км
cскорость света ≈ 300 000 км/с

Пример задачи: сколько летит солнечный свет?

Расстояние до Солнца около 150 000 000 км, скорость света 300 000 км/с. За какое время свет доходит от Солнца до Земли?

Показать решение

t = s / c = 150 000 000 км : 300 000 км/с = 500 с.
500 с = 8 · 60 с + 20 с = 8 мин 20 с.
Значит, мы видим Солнце таким, каким оно было примерно 8 минут 20 секунд назад.

Строение Солнца

Слой	Что там происходит?
Ядро	Температура около 15 млн °C. Здесь идёт термоядерный синтез и выделяется энергия.
Зона лучистого переноса	Энергия очень медленно — десятки тысяч лет и дольше — переносится наружу излучением.
Конвективная зона	Горячий газ поднимается, как в кипящей воде, остывает и опускается обратно.
Фотосфера	Видимая «поверхность»; около 5500 °C.
Хромосфера и корона	Атмосфера Солнца. Температура короны больше 1 млн °C; её видно во время полного солнечного затмения.

Слои Солнца от центра наружу

Откуда берётся энергия Солнца?

Солнце не горит, как костёр. В его ядре при огромных температуре и давлении ядра водорода сливаются, образуя ядра гелия. Этот процесс называется термоядерным синтезом. В реакции небольшая часть массы исчезает и превращается в огромную энергию — по знаменитой формуле Эйнштейна.

E = m · c²

где:

Eвыделившаяся энергия, в джоулях (Дж)
mмасса, превратившаяся в энергию, в кг
cскорость света, 3 · 10⁸ м/с

Так как c² — огромное число, даже малая масса даёт колоссальную энергию.

Солнечные пятна и солнечный ветер

Солнечные пятна — тёмные области фотосферы. Они примерно на 1500–2000 °C холоднее окружающего газа, поэтому кажутся тёмными; сильное магнитное поле мешает там подъёму горячего газа. Число пятен растёт и убывает с периодом около 11 лет. В годы, когда пятен много, чаще случаются и солнечные вспышки.

Из солнечной короны в космос постоянно истекает поток заряженных частиц (протонов и электронов) — солнечный ветер. Его скорость обычно около 400 км/с. Магнитное поле Земли защищает нас, но вблизи полюсов частицы проникают в атмосферу и вызывают полярные сияния. Сильные потоки вызывают магнитные бури, которые могут нарушать работу спутников и связи.

Пример: сколько Земель уложится в ряд?

Диаметр Солнца около 1 392 000 км, диаметр Земли — около 12 760 км. Сколько Земель можно уложить в ряд вдоль диаметра Солнца?

Показать решение

1 392 000 км : 12 760 км ≈ 109.
Вдоль диаметра Солнца уложится около 109 Земель.

Главное

Солнце — ближайшая звезда; среднее расстояние до него около 150 млн км (1 а. е.).
Солнечный свет доходит до Земли примерно за 8 минут 20 секунд.
Энергия Солнца рождается в ядре при термоядерном синтезе гелия из водорода.
Слои: ядро, зона лучистого переноса, конвективная зона, фотосфера, хромосфера и корона.
Солнечные пятна — более холодные области; солнечный ветер вызывает полярные сияния.

Проверь себя

Вопросов: 10. Каждый правильный ответ приносит XP.

1 / 10

Примерно за какое время солнечный свет доходит до Земли?