Cum Funcționează Soarele

{h1}

Soarele ne încălzește planeta în fiecare zi, furnizează lumina prin care vedem și este necesară vieții pe pământ. Aflați despre soare.

Când a fost ultima dată când ai privit în sus și te-ai minunat de forța misterioasă, care dă viață, care este soarele?

Dacă credeți că tot ceea ce privește soarele-te-face-te-te-duce-orb (ceea ce este de fapt adevărat), probabil că nu faci o mulțime de priviri solare. Dar este o adevărată minunăție: Soarele ne încălzește planeta în fiecare zi, furnizează lumina prin care vedem și este necesară vieții pe Pământ. De asemenea, poate provoca moartea celulară și ne poate face orbi. S-ar putea încadra 1,3 milioane de Pământuri în sfera sa [sursa: SpaceDaily]. Produce apusuri de soare demne de poezie și o cantitate mai mare de energie ca 1 trilion de megaton bombe în fiecare secundă [sursa: Boston Globe].

Toate acestea, iar soarele nostru este doar o stea obișnuită medie, conform standardelor universale. Este chiar apropierea care o face atât de specială pentru Pământ. Nu am fi aici dacă soarele nu ar fi atât de aproape.

Deci, cât de aproape este soarele? Și cât spațiu necesită pentru a deține 1,3 milioane de Pământ? Și în timp ce suntem la ea:

  • Dacă soarele este în vidul spațiului, cum arde?
  • Ce împiedică tot gazul să se scurgă în spațiu?
  • De ce soarele emite raze solare?
  • Soarele va înceta vreodată să ardă? (Și dacă da, când? Și ce se va întâmpla cu Pământul și cu locuitorii săi?)

În acest articol, vom examina lumea fascinantă a celei mai apropiate stele noastre. Vom analiza părțile soarelui, vom afla cum face lumina și căldura și vom explora caracteristicile sale majore.

Soarele „a ars” de mai bine de 4,5 miliarde de ani. Este o colecție masivă de gaze, în mare parte hidrogen și heliu. Deoarece este atât de masiv, are o gravitate imensă, o forță gravitațională suficientă pentru a ține tot hidrogenul și heliul împreună (și pentru a ține toate planetele în orbitele lor în jurul soarelui).

Spunem că soarele arde, dar nu arde ca arderile din lemn. În schimb, soarele este un reactor nuclear gigantic.

Părțile Soarelui

Figura 1. Prezentare de bază a părților soarelui. Flare, petele solare și proeminența sunt toate tăiate din imagini SOHO reale.

Figura 1. Prezentare de bază a părților soarelui. Flare, petele solare și proeminența sunt toate tăiate din imagini SOHO reale.

Soarele este o stea, la fel ca celelalte stele pe care le vedem noaptea. Diferența este distanța - celelalte stele pe care le vedem sunt la ani-lumină distanță, în timp ce soarele nostru este doar la aproximativ 8 minute-lumină - multe mii de ori mai aproape.

-În mod normal, soarele este clasificat ca o stea de tip G2, în funcție de temperatura și lungimile de undă sau spectru de lumină pe care o emite. Există o mulțime de G2-uri, iar soarele Pământului este doar unul dintre miliardele de sters care orbitează centrul galaxiei noastre, format din aceeași substanță și componente.

Soarele T-he este compus din gaz. Nu are o suprafață solidă. Cu toate acestea, are încă o structură definită. Cele trei zone structurale principale ale soarelui sunt prezentate în jumătatea superioară a figura 1. Ei includ:

  • miez -- Centrul soarelui, care cuprinde 25 la sută din raza sa.
  • Zona radiativă - Secțiunea care înconjoară imediat miezul, cuprinzând 45 la sută din raza sa.
  • Zona convectivă -- Inelul cel mai exterior al soarelui, care cuprinde 30% din raza sa.

Deasupra suprafeței soarelui se află atmosfera sa, care este formată din trei părți, prezentate în jumătatea inferioară a figura 1:

  • Fotosferă - Partea cea mai interioară a atmosferei soarelui și singura parte pe care o putem vedea.
  • cromosfera - Zona dintre fotosferă și coronă; mai cald decât fotosfera.
  • coroană - Stratul exterior extrem de fierbinte, extinzându-se spre câteva milioane de kilometri de cromosferă.

-Toate caracteristicile majore ale soarelui se pot explica prin reacțiile nucleare care își produc energia, prin câmpurile magnetice rezultate din mișcările gazului și prin imensitatea sa gravitațională.

Începe de la miez.

Interiorul Soarelui: Nucleu

O flacără solară puternică a izbucnit de la Sunspot 486 pe 28 octombrie 2003. Flacăra a trimis raze X care călătoresc cu viteza luminii spre Pământ, provocând o furtună radio în ionosferă.

O flacără solară puternică a izbucnit de la Sunspot 486 pe 28 octombrie 2003. Flacăra a trimis raze X care călătoresc cu viteza luminii spre Pământ, provocând o furtună radio în ionosferă.

Nucleul pornește de la centru și se extinde spre exterior pentru a cuprinde 25 la sută din raza soarelui. Temperatura sa este mai mare de 15 milioane de grade Kelvin [sursa: Montana]. La miez, gravitația trage toată masa spre interior și creează o presiune intensă. Presiunea este suficient de mare pentru a forța atomii de hidrogen să se reunească în reacțiile de fuziune nucleară - ceva ce încercăm să imităm aici pe Pământ. Doi atomi de hidrogen sunt combinați pentru a crea heliu-4 și energie în mai multe etape:

  1. Doi protoni se combină pentru a forma un atom de deuteriu (atom de hidrogen cu un neutron și un proton), un pozitron (similar cu electronul, dar cu o sarcină pozitivă) și un neutrino.
  2. Un proton și un atom de deuteriu se combină pentru a forma un atom de heliu-3 (doi protoni cu un neutron) și o rază gamma.
  3. Doi atomi de heliu-3 se combină pentru a forma un atom de heliu-4 (doi protoni și doi neutroni) și doi protoni.

Aceste reacții reprezintă 85 la sută din energia soarelui. Restul de 15 la sută provin din următoarele reacții:

  1. Un atom de heliu-3 și un atom de heliu-4 se combină pentru a forma un beriliu-7 (patru protoni și trei neutroni) și o rază gamma.
  2. Un atom de beriliu-7 captează un electron pentru a deveni litiu-7 atom (trei protoni și patru neutroni) și un neutrin.
  3. Litiu-7 se combină cu un proton pentru a forma doi atomi de heliu-4.

-Atomii de heliu-4 sunt mai puțin masivi decât cei doi atomi de hidrogen care au început procesul, astfel încât diferența de masă este convertită în energie așa cum este descris de teoria relativității (E = mc²) a lui Einstein. Energia este emisă în diferite forme de lumină: lumină ultravioletă, raze X, lumină vizibilă, infraroșu, microunde și unde radio.

Soarele emite, de asemenea, particule energizate (neutrini, protoni) care alcătuiesc vânt solar. Această energie lovește Pământul, unde încălzește planeta, ne conduce vremea și oferă energie pentru viață. Nu ne este rănit de cea mai mare parte a radiațiilor sau a vântului solar, deoarece atmosfera Pământului ne protejează.

Interiorul Soarelui: Zonele radiative și convective

După acoperirea miezului, este timpul să ne extindem spre exterior în structura soarelui. Următoarele sunt zonele radiaționale și convective.

zona radiativă se extinde spre exterior din miez, reprezentând 45 la sută din raza soarelui. În această zonă, energia din miez este realizată prin fotoni sau unități de lumină. Pe măsură ce se formează un foton, acesta călătorește aproximativ 1 micron (1 milionime de metru) înainte de a fi absorbit de o moleculă de gaz. La absorbție, molecula de gaz este încălzită și emite un alt foton de aceeași lungime de undă. Fotonul reeditat călătorește un alt micron înainte de a fi absorbit de o altă moleculă de gaz, iar ciclul se repetă; fiecare interacțiune dintre foton și molecula de gaz necesită timp. Aproximativ 1025 absorbțiile și reemisiile au loc în această zonă înainte ca un foton să ajungă la suprafață, astfel încât există un întârziere semnificativă între un foton realizat în miez și cel care ajunge la suprafață.

zona convectivă, care este 30% la sută din raza soarelui, este dominată de curenți de convecție care transportă energia spre suprafață. Acești curenți de convecție sunt mișcări în creștere de gaz fierbinte, alături de mișcări de cădere a gazului rece, și seamănă cu sclipici într-un vas de apă fierbinte. Curenții de convecție duc fotoni către suprafață mai repede decât transferul radiativ care are loc în miez și în zona radiativă. Cu atât de multe interacțiuni care au loc între fotoni și molecule de gaz din zonele de radiație și de convecție, este nevoie de un foton de aproximativ 100.000 până la 200.000 de ani pentru a ajunge la suprafață.

Fapte Soare
  • Distanța medie față de Pământ: 93 de milioane de mile (150 de milioane de kilometri)
  • Rază: 418.000 de mile (696.000 de kilometri)
  • Masa: 1,99 x 1030 kilograme (330.000 mase de pământ)
  • Machiaj (în masă): 74 la sută hidrogen, 25 la sută heliu, 1 la sută alte elemente
  • Temperatura medie: 5.800 grade Kelvin (suprafață), 15.5 milioane grade Kelvin (miez)
  • Densitatea medie: 1,41 grame pe cm3
  • Volum: 1,4 x 1027 metri cubi
  • Perioada de rotatie: 25 de zile (centru) la 35 de zile (poli)
  • Distanța din centrul Căii Lactee: 25.000 de ani-lumină
  • Viteza orbitala / perioada: 138 mile pe secundă / 200 milioane de ani

Atmosfera Soarelui

În sfârșit, ne-am croit spre suprafață. Să urmărim atmosfera alăturată. La fel ca Pământul, soarele se mândrește cu o atmosferă. Cu toate acestea, soarele este compus din fotosfera, cromosfera si coroană.

fotosferă este cea mai joasă regiune a atmosferei soarelui și este regiunea pe care o putem vedea. „Suprafața soarelui” se referă de obicei la fotosferă, cel puțin în termeni laici. Are 180-240 mile (300-400 kilometri lățime) și are o temperatură medie de 5.800 grade Kelvin. Apare granulat sau bubit, la fel ca suprafața unui vas de apă fierbinte. Umflăturile sunt suprafețele superioare ale celulelor de convecție de dedesubt; fiecare granulație poate avea o lățime de 600 de mile (1.000 de kilometri). Pe măsură ce trecem prin fotosferă, temperatura scade și gazele, pentru că sunt mai reci, nu emit atâta energie lumină. Acest lucru le face mai puțin opace ochiului uman. Prin urmare, marginea exterioară a fotosferei pare întunecată, efect numit întunecarea membrelor asta reprezintă marginea limpede și clar a suprafeței soarelui.

cromosfera se extinde deasupra fotosferei la aproximativ 1.200 de mile (2.000 de kilometri). Temperatura crește pe întreaga cromosferă de la 4.500 de grade Kelvin la aproximativ 10.000 de grade Kelvin. Se crede că cromosfera este încălzită prin convecție în interiorul fotosferei. Pe măsură ce gazele ard în fotosferă, acestea produc valuri de șoc care încălzesc gazul înconjurător și îl trimit prin străpungerea cromosferei în milioane de picuri minuscule de gaz fierbinte numite corpusculi. Fiecare spicule se ridică la aproximativ 3.000 de mile (5.000 de kilometri) deasupra fotosferei și durează doar câteva minute. Spiculele pot urma, de asemenea, de-a lungul liniilor de câmp magnetic ale soarelui, care se realizează prin mișcările gazelor în interiorul soarelui.

coroană este stratul final al soarelui și se extinde la câteva milioane de kilometri sau kilometri spre exterior din celelalte sfere. Poate fi văzut cel mai bine în timpul unei eclipse solare și în imagini cu raze X ale soarelui. Temperatura coronei este de 2 milioane de grade Kelvin. Deși nimeni nu este sigur de ce corona este atât de fierbinte, se crede că este cauzată de magnetismul soarelui. Corona are zone luminoase (calde) și zone întunecate numite găuri coronale. Găurile coronale sunt relativ răcoroase și se crede că sunt zone în care particulele din vântul solar scapă.

Imagini ale telescopului prin T putem vedea mai multe caracteristici interesante asupra soarelui, care pot avea efecte aici pe Pământ. Haideți să aruncăm o privire la trei dintre ele: pete solare, proeminențe solare și rafale solare.

Caracteristicile Soarelui: Pete de soare, promițe solare și rafale solare

După multe săptămâni de un soare alb, fără pete, a apărut o nouă petecă solară pe 23 septembrie 2008, marcând un nou ciclu solar.

După multe săptămâni de un soare alb, fără pete, a apărut o nouă petecă solară pe 23 septembrie 2008, marcând un nou ciclu solar.

Desigur, sferele sunt pline de caracteristici și de activități interesante. Vom arunca o privire aici.

Zonele întunecate, reci, numite petele solare apar pe fotosferă. Petele solare apar întotdeauna în perechi și sunt câmpuri magnetice intense (de aproximativ 5.000 de ori mai mari decât câmpul magnetic al Pământului), care se rup prin suprafață. Liniile de câmp pleacă printr-un petus solar și reintră prin celălalt. Câmpul magnetic este cauzat de mișcările gazelor în interiorul soarelui.

Activitatea petelor solare apare ca parte a unui ciclu de 11 ani numit ciclu solar unde există perioade de activitate maximă și minimă.

Nu se știe care sunt cauzele acestui ciclu de 11 ani, dar au fost propuse două ipoteze:

  • Rotația neuniformă a soarelui denaturează și răsucește liniile de câmp magnetic în interior. Liniile răsucite de câmp se rup prin suprafață formând perechi de petele solare. În cele din urmă, liniile de câmp se despart și activitatea petelor solare scade. Ciclul începe din nou.
  • Tuburi enorme de gaz înconjoară interiorul soarelui la latitudini mari și încep să se deplaseze spre ecuator. Când se rostogolesc între ele, formează pete. Când ajung la ecuator, se despart și petele solare scad.

-În mod ocazional, nori de gaze din cromosferă se vor ridica și se vor orienta de-a lungul liniilor magnetice din perechi de petele solare. Aceste arcuri de gaz sunt numite solar protuberanțe.

Prominențele pot dura două-trei luni și se pot extinde cu 30.000 de mile (50.000 de kilometri) sau mai mult deasupra suprafeței soarelui. Până la atingerea acestei înălțimi, pot erupa câteva minute la ore și pot trimite cantități mari de curse de materiale prin corona și spre exterior în spațiu la 600 de mile pe secundă (1.000 de kilometri pe secundă); aceste erupții sunt numite ejectii de masă coronală.

Uneori, în grupuri complexe de pete, apar explozii abrupte și violente de la soare. Acestea sunt numite raze solare.

Lumina solară se crede că este cauzată de schimbări bruște ale câmpului magnetic în zonele în care este concentrat câmpul magnetic al soarelui. Sunt însoțite de eliberarea de gaze, electroni, lumină vizibilă, lumină ultravioletă și raze X. Când această radiație și aceste particule ating câmpul magnetic al Pământului, interacționează cu ea la poli pentru a produce aurorele (borealis și australis). Lumini solare pot de asemenea perturba comunicațiile, sateliții, sistemele de navigație și chiar rețelele electrice. Radiația și particulele ionizează atmosfera și împiedică mișcarea undelor radio între sateliți și sol sau între sol și sol. Particulele ionizate din atmosferă pot induce curenți electrici în liniile electrice și pot provoca creștere a puterii. Aceste creșteri de putere pot supraîncărca o rețea electrică și pot cauza opriri. Puteți afla mai multe despre rafalele solare citind Poate o flacără solară extrem de puternică să distrugă toate componentele electronice de pe Pământ?

Toată această activitate necesită energie, care este în aprovizionare limitată. În cele din urmă, soarele va rămâne fără combustibil.

Soarta Soarelui

Când soarele nostru va deveni un gigant roșu, raza lui va fi de aproximativ 100 de ori decât acum. Nebuloasele planetare sunt rămășițele unor stele asemănătoare soarelui care au ajuns la sfârșitul etapei lor uriașe roșii.

Când soarele nostru va deveni un gigant roșu, raza lui va fi de aproximativ 100 de ori decât acum. Nebuloasele planetare sunt rămășițele unor stele asemănătoare soarelui care au ajuns la sfârșitul etapei lor uriașe roșii.

-S-soarele strălucește de aproximativ 4,5 miliarde de ani [sursa: Berkeley]. Mărimea soarelui este un echilibru între presiunea exterioară realizată prin eliberarea de energie din fuziunea nucleară și tragerea în interior a gravitației. De-a lungul a 4,5 milioane de ani de viață, raza soarelui a devenit cu aproximativ 6% mai mare [sursa: Berkeley]. Are suficient combustibil pentru hidrogen pentru a „arde” aproximativ 10 miliarde de ani, ceea ce înseamnă că a mai rămas puțin peste 5 miliarde de ani și în acest timp va continua să se extindă în același ritm [sursa: Berkeley].

Când miezul rămâne fără hidrogen combustibil, acesta se va contracta sub greutatea gravitației; cu toate acestea, unele straturi de hidrogen vor avea loc în straturile superioare. Pe măsură ce miezul se contractă, acesta se încălzește și acest lucru încălzește straturile superioare determinându-le să se extindă. Pe măsură ce straturile exterioare se extind, raza soarelui va crește și va deveni gigantul rosu, o vedetă în vârstă.

Raza soarelui gigant roșu va fi de 100 de ori mai mult decât este acum, situându-se chiar dincolo de orbita Pământului, astfel încât Pământul se va cufunda în miezul soarelui gigant roșu și va fi vaporizat [sursa: NASA]. La un moment dat după aceasta, miezul va deveni suficient de fierbinte pentru a provoca fuziunea heliului în carbon.

Când combustibilul cu heliu s-a epuizat, miezul se va extinde și se va răci. Straturile superioare se vor extinde și vor expulza materialul.

În cele din urmă, miezul se va răci într-o pitic alb.

În cele din urmă, se va răci și mai mult într-un aproape invizibil pitic negru. Acest întreg proces va dura câteva miliarde de ani.

Deci, pentru următorii câțiva miliarde de ani, umanitatea este în siguranță - în ceea ce privește existența soarelui, cel puțin. Alte dezbateri sunt ghicirea oricui.

Pentru mai multe informații despre soare și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


5 Riscuri Pentru Sănătate De A Fi Roșcată
5 Riscuri Pentru Sănătate De A Fi Roșcată

Fotografii: Arheologii Săpate Câmpul De Luptă Din Războaiele Napoleoniene
Fotografii: Arheologii Săpate Câmpul De Luptă Din Războaiele Napoleoniene

Surpriza Care Dă Cadouri: Mai Multe Nu Sunt Întotdeauna Mai Bune
Surpriza Care Dă Cadouri: Mai Multe Nu Sunt Întotdeauna Mai Bune

Pește Robot Nou Înoată Ca Adevăratul Lucru
Pește Robot Nou Înoată Ca Adevăratul Lucru

Uscarea Din Trecutul Mării Moarte Indică Un Viitor Nefavorabil
Uscarea Din Trecutul Mării Moarte Indică Un Viitor Nefavorabil


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com