Kelionė per saulės sistemą: mūsų saulė

VICTOR HABBICK VISIONS/Science Photo Library/Getty Images

Saulė yra ne tik pagrindinis šviesos ir šilumos šaltinis mūsų saulės sistemoje, bet ir istorinio, religinio ir mokslinio įkvėpimo šaltinis. Dėl svarbaus Saulės vaidmens mūsų gyvenime ji buvo ištirta daugiau nei bet kuris kitas objektas visatoje už mūsų planetos ribų. Šiandien saulės fizikai gilinasi į jos struktūrą ir veiklą, kad suprastų, kaip ji ir kitos žvaigždės veikia.

Saulė iš Žemės

Saugiausias būdas stebėti Saulę yra pro teleskopo priekį, pro okuliarą ir ant balto popieriaus lapo nukreipti saulės šviesą. NIEKADA nežiūrėkite tiesiai į saulę pro okuliarą, nebent jis turi specialų saulės filtrą. Carolyn Collins Petersen

Žiūrint iš mūsų čia, Žemėje, Saulė atrodo kaip geltonai baltas šviesos rutulys danguje. Jis yra maždaug 150 milijonų kilometrų atstumu nuo Žemės, Paukščių Tako galaktikos dalyje, vadinamoje Oriono ranka.

Stebint Saulę reikia ypatingų atsargumo priemonių, nes ji tokia ryški. Niekada nesaugu žiūrėti į jį pro teleskopą, nebent jūsų teleskopas turi specialų saulės filtrą.

Vienas žavus būdas stebėti Saulę yra visiško saulės užtemimo metu . Šis ypatingas įvykis yra tada, kai Mėnulis ir Saulė išsirikiuoja, žvelgiant iš mūsų Žemės požiūrio taško. Mėnulis trumpam užstoja saulę ir į jį žiūrėti saugu. Dauguma žmonių mato perlamutriškai baltą saulės vainiką, besidriekiantį į kosmosą.

Įtaka planetoms

Saulė ir planetos jų santykinėje padėtyje. SPĄSTAI

Gravitacija yra jėga, kuri palaiko planetas skriejant Saulės sistemos viduje. Saulės paviršiaus gravitacija yra 274,0 m/s^du. Palyginimui, Žemės gravitacinė trauka yra 9,8 m/s^du. Žmonės, skriejantys raketa netoli Saulės paviršiaus ir bandantys pabėgti nuo jos gravitacinės traukos, norėdami pabėgti, turėtų įsibėgėti 2 223 720 km/h greičiu. Tai keletas stiprus gravitacija!

Saulė taip pat skleidžia nuolatinį dalelių srautą, vadinamą „saulės vėju“, kuris visas planetas apgaubia spinduliuote. Šis vėjas yra nematomas ryšys tarp Saulės ir visų Saulės sistemos objektų, skatinantis sezoninius pokyčius. Žemėje šis saulės vėjas taip pat veikia sroves vandenyne, mūsų kasdienis oras , ir mūsų ilgalaikis klimatas.

Mišios

Saulė dominuoja Saulės sistemoje pagal masę ir per savo šilumą bei šviesą. Kartais jis praranda masę dėl tokių iškilimų, kaip čia parodyta. Stocktrek/ Digital Vision/ Getty Images

Saulė yra masyvi. Pagal tūrį jame yra didžioji dalis Saulės sistemos masės – daugiau nei 99,8% visos planetų, mėnulių, žiedų, asteroidų ir kometų masės kartu paėmus. Jis taip pat gana didelis – aplink pusiaują siekia 4 379 000 km. Jo viduje tilptų daugiau nei 1 300 000 Žemių.

Saulės viduje

Sluoksniuota Saulės struktūra ir jos išorinis paviršius bei atmosfera. NASA

Saulė yra perkaitusių dujų sfera. Jo medžiaga yra padalinta į kelis sluoksnius, beveik kaip liepsnojantis svogūnas. Štai kas vyksta Saulėje iš vidaus.

Pirma, energija gaminama pačiame centre, vadinamame šerdimi. Ten vandenilis susilieja, kad susidarytų helis. Lydymosi procesas sukuria šviesą ir šilumą. Šerdis įkaista iki daugiau nei 15 milijonų laipsnių dėl sintezės, taip pat dėl ​​neįtikėtinai didelio slėgio iš virš jos esančių sluoksnių. Pačios Saulės gravitacija subalansuoja šilumos slėgį jos šerdyje, išlaikydama ją sferine forma.

Virš šerdies yra spinduliavimo ir konvekcinės zonos. Ten temperatūra vėsesnė, maždaug iki 7000 K–8000 K. Šviesos fotonams iš tankios šerdies ištrūkti ir per šiuos regionus nukeliauti prireikia kelių šimtų tūkstančių metų. Galiausiai jie pasiekia paviršių, vadinamą fotosfera.

Saulės paviršius ir atmosfera

Klaidingos spalvos Saulės vaizdas, kaip matoma Saulės dinamikos observatorijoje. Mūsų žvaigždė yra G tipo geltona nykštukė. NASA/SDO

Ši fotosfera yra matomas 500 km storio sluoksnis, iš kurio galiausiai išeina didžioji dalis Saulės spinduliuotės ir šviesos. Tai taip pat saulės dėmių atsiradimo vieta . Virš fotosferos yra chromosfera („spalvos sfera“), kuri gali būti trumpai matoma per visišką saulės užtemimą kaip rausvas apvadas. Temperatūra nuolat kyla aukštyje iki 50 000 K, o tankis sumažėja iki 100 000 kartų mažiau nei fotosferoje.

Virš chromosferos yra vainikas. Tai išorinė Saulės atmosfera. Tai sritis, kurioje saulės vėjas išeina iš Saulės ir kerta Saulės sistemą. Korona yra labai karšta, iki milijonų Kelvino laipsnių. Dar visai neseniai saulės fizikai nesuprato, kaip korona gali būti tokia karšta. Pasirodo, milijonai mažų raketų, vadinami nanoflyksniais , gali turėti įtakos kaitinant vainiką.

Formavimasis ir istorija

Dailininkės iliustruota jauna naujagimė Saulė, apsupta dujų ir dulkių disko, iš kurio ji susiformavo. Diske yra medžiagų, kurios ilgainiui taps planetomis, mėnuliais, asteroidais ir kometomis. NASA

Palyginti su kitomis žvaigždėmis, astronomai mano, kad mūsų žvaigždė yra geltonoji nykštukė ir vadina ją spektrinis tipas G2 V. Jo dydis mažesnis nei daugelio galaktikos žvaigždžių. Dėl 4,6 milijardo metų amžiaus ji yra vidutinio amžiaus žvaigždė. Nors kai kurios žvaigždės yra beveik tokios pat senos kaip Visata, maždaug 13,7 milijardo metų, Saulė yra antrosios kartos žvaigždė, ty susiformavo gerokai po pirmosios žvaigždžių kartos gimimo. Dalis jo medžiagos atkeliavo iš žvaigždžių, kurių dabar jau seniai nebėra.

Saulė susiformavo dujų ir dulkių debesyje maždaug prieš 4,5 mlrd. Jis pradėjo šviesti, kai tik jo šerdis pradėjo lydyti vandenilį, kad susidarytų helis. Jis tęs šį sintezės procesą dar maždaug penkis milijardus metų. Tada, kai baigsis vandenilis, jis pradės lydyti helią. Tuo metu Saulė išgyvens radikalius pokyčius. Jo išorinė atmosfera išsiplės, o tai greičiausiai sukels visišką Žemės planetos sunaikinimą. Galiausiai mirštanti Saulė susitrauks ir taps balta nykštuke, o tai, kas liko iš jos išorinės atmosferos, gali būti išpūsta į kosmosą žiedo formos debesyje, vadinamame planetiniu ūku.

Saulės tyrinėjimas

Saulės poliarinis erdvėlaivis „Ulysses“ netrukus po to, kai 1990 m. spalį buvo dislokuotas iš kosminio laivo „Discovery“. NASA

Saulės mokslininkai tiria Saulę su daugybe skirtingų observatorijų tiek žemėje, tiek erdvėje. Jie stebi jo paviršiaus pokyčius, saulės dėmių judėjimą, nuolat kintančius magnetinius laukus, blyksnius ir vainikinės masės išmetimą, matuoja saulės vėjo stiprumą.

Geriausiai žinomi antžeminiai saulės teleskopai yra Švedijos 1 metro observatorija La Palmoje (Kanarų salose), Mt Wilson observatorija Kalifornijoje, pora saulės observatorijų Tenerifėje Kanarų salose ir kiti visame pasaulyje.

Orbitiniai teleskopai suteikia jiems vaizdą iš už mūsų atmosferos ribų. Jie suteikia nuolatinį vaizdą į Saulę ir nuolat besikeičiantį jos paviršių. Kai kurios iš geriausiai žinomų kosminių saulės misijų yra SOHO, Saulės dinamikos observatorija (SDO) ir dvynys STEREO erdvėlaivis .

Vienas erdvėlaivis iš tikrųjų keletą metų skriejo aplink Saulę; tai buvo pavadinta į Ulisas misija . Jis pasuko į poliarinę orbitą aplink Saulę.

Redagavo ir atnaujinoCarolyn Collins Petersen.