Немного о Солнце

Анализ данных, собранных спутником ESA «Gaia», показал, что белые карлики, остатки звезд, подобных нашему Солнцу, начинают кристаллизоваться в какой-то момент их жизненного цикла, и многие из них уже обладают ядром из твердого кислорода и углерода. Это процесс подобен превращению воды в лед, но протекает при гораздо более высоких температурах. Результаты исследования представлены в журнале Nature.

«Получено первое прямое доказательство того, что белые карлики кристаллизуются или переходят из жидкого состояния в твердое. Эти объекты выдают определенные яркость и цвет. Обнаружение затвердевших белых карликов было предсказано пятьдесят лет назад, но лишь сегодня мы смогли их идентифицировать», – рассказывает Пьер-Эммануэль Трамбле, ведущий автор исследования из Уорикского университета (Великобритания). Белые карлики – тлеющие и остывающие миллиарды лет космические «угольки», которые остаются после того, как красные гиганты сбрасывают свои внешние слои. Они являются одними из старейших звезд во Вселенной. Такие объекты невероятно полезны для астрономов, так как их предсказуемый жизненный цикл позволяет использовать белые карлики в качестве космических часов для оценки возраста групп соседних светил с высокой степенью точности, поэтому понимание их эволюции играет решающую роль в этих расчетах.

В рамках исследования команда астрономов отобрала 15 тысяч белых карликов, удаленных от Земли на расстояние до 300 световых лет. Затем они выявили несколько групп, в которых находится большое количество звезд с определенными цветом и светимостью, но при этом с различными массами и возрастами. Сравнив полученные данные с эволюционными моделями светил, ученые получили убедительные доказательства замедления остывания, то есть кристаллизации исследуемых белых карликов. «Все белые карлики кристаллизуются в какой-то момент своей эволюции, и более массивные из них проходят через этот процесс раньше. Это означает, что тысячи белых карликов в Млечном Пути уже по сути являются кристаллическими сферами на небе. Это ожидает Солнце примерно через 10 миллиардов лет», – пояснил Пьер-Эммануэль Трамбле. Кристаллизация – это процесс перехода вещества в твердое состояние, при котором его атомы образуют упорядоченную структуру. При экстремальных давлениях в ядрах белых карликов атомы упакованы настолько плотно, что их электроны становятся несвязанными, плавающими в горячей плазме. Когда ядро охлаждается примерно до 10 миллионов градусов, выделяется достаточно энергии, чтобы «жидкость» начала затвердевать, образуя металлическое ядро с углеродной оболочкой.

«Мы сделали большой шаг вперед в определении точного возраста холодных и старых белых карликов, проживающих в Млечном Пути. Благодаря точным измерениям «Gaia» теперь у нас не 200 белых карликов с точно известными расстояниями и светимостью, а более 200 тысяч», – заключил Пьер-Эммануэль Трамбле.

На Солнце обнаружены волны Россби

Команда ученых под руководством специалистов из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка и Университета Геттингена обнаружила волновые завихрения на Солнце, известные как волны Россби. Эти образования распространяются в направлении, противоположном вращению Солнца, сохраняются в течение нескольких месяцев и имеют максимальные амплитуды на экваторе звезды. Десятки лет ученые размышляли о существовании на Солнце таких волн, которые должны присутствовать в каждой вращающейся жидкостной системе. Солнечные волны Россби являются близкими родственниками волн Россби в атмосфере и океанах Земли. Атмосферные волны Россби можно увидеть почти на каждой погодной карте северного полушария Земли как извилины в струйном потоке, отделяющем холодный полярный воздух на севере от более теплого субтропического воздуха на юге. Иногда эти волны достигают экваториальных областей и могут влиять даже на погоду в Австралии. Волны этого типа, часто называемые планетными волнами, возникают на каждой вращающейся сфере из-за силы Кориолиса. Сатурианский шестиугольник — устойчивый облачный паттерн на северном полюсе планеты — также может быть проявлением этих волн. Существование волн Россби на звездах было предсказано около сорока лет назад. «Солнечные волны Россби имеют очень малые амплитуды и периоды в несколько месяцев, поэтому их чрезвычайно сложно обнаружить», — говорит доктор Лоран Гизон. Исследование потребовало многолетних высокоточных наблюдений. Ученые проанализировали шестилетний набор данных, полученных с гелиосейсмического и магнитного детекора HMI(Helioseismic and Magnetic Imager) на борту космической обсерватории солнечной динамики НАСА SDO (Solar Dynamics Observatory), запущенной в 2010 году. «Изображения HMI имеют достаточно высокое пространственное разрешение, чтобы мы могли следить за движением фотосферных гранул на видимой поверхности Солнца», — говорит доктор Бьерн Лептьен. Эти гранулы представляют собой небольшие конвективные ячейки размером около 1500 километров. В новом исследовании ученые использовали гранулы в качестве пассивных индикаторов, чтобы выявить лежащие в их основе гораздо более крупные вихревые потоки, связанные с волнами Россби. Кроме того, были использованы методы гелиосейсмологии для подтверждения открытия и изучения волн внутри светила на глубине до 20 000 километров. «Мы обнаружили широкомасштабные волновые завихрения, которые движутся в направлении, противоположном вращению звезды. То, что эти волны видны только в экваториальных областях, совершенно неожиданно», — говорит Гизон. Вихревые паттерны стабильны в течение нескольких месяцев. Исследователи смогли определить четкую зависимость между частотой и длиной волн, что позволило идентифицировать их как волны Россби. Солнечные волны Россби имеют гигантские размеры, их длины сравнимы с солнечным радиусом. Они являются неотъемлемым компонентом внутренней динамики Солнца, поскольку обеспечивают половину его крупномасштабной кинетической энергии.

Почему корона Солнца такая горячая?

Солнечная корона, невидимая человеческому глазу, за исключением момента, когда на короткое время появляется как плазменное гало во время солнечного затмения, остается загадкой даже для ученых, которые ее изучает. Расположенная в 2000 км от поверхности звезды, корона более чем в 100 раз горячее нижних слоев, которые находятся намного ближе к термоядерному реактору в ядре Солнца. Обсерватория солнечной динамики НАСА обнаружила области в короне, где был повышен уровень ионов тяжелых металлов, — трубки магнитных потоков. Их яркие изображения, сделанные в экстремальном коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне, показывают, что концентрация заряженных металлов в 5 и более раз выше, чем концентрация одноэлектронных ионов водорода в фотосфере.
Ионы железа расположены в так называемых «ионных ловушках», которые находятся у основания корональных петель, арок из электрифицированной плазмы, управляемой линиями магнитных полей. Существование этих «ловушек» означает, что есть высокоэнергетичные корональные петли, лишенные ионов железа, которые, таким образом, не были выявлены в экстремальном ультрафиолетовом световом диапазоне. Только ионы металлов производят выбросы, которые делают их видимыми.
Наблюдения предполагают, что корона может содержать еще больше тепловой энергии, чем показывают исследования в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне.

Огромный корональный «каньон», более 700 000 километров открылся в атмосфере солнца и был непосредственно обращен к земле 22 октября. По данным обсерватории Солнечной динамики НАСА, солнечный ветер, выходящих из этой дыры дует быстрее, чем 600 км/с и, по пронозу, полярные геомагнитные бури ожидались на октябрь 24-го, с увеличением на 25-е октября.

Шумные сияния

23-го Октября наблюдатели неба сообщили, что слышали звуки Авроры : хлопки, треск, шипение. Что лежит в основе их происхождения, все еще остается спорным". Для меня привычно слышать полярные сияния, так как я работаю с Северным сиянием на регулярной основе", - говорит один из наблюдателей. Как правило, звуки убывает с яркостью сияния. Я слышал особенно громкие звуки во время сильных солнечных бурь 17 марта 2015 года. Звук так силен, что, казалось, он исходит из моих костей!". Другой наблюдатель, Оливер Райт из Швеции, сравнивает эти звуки с треском льда.

О СОЛНЦЕ

Солнце это самая приближенная к Земле звезда во вселенной, которая дарит нам тепло и свет уже миллиарды лет. Приведем некоторые данные о его размерах.

• Масса Солнца занимает 99,86% массы всей Солнечной системы.
• Около 74% веса этой звезды приходится на водород, 24% -гелий, 1,5% -углерода и 0,1% всех остальных элементов. • Гравитация на поверхности Солнца в 28 раз превышает гравитацию Земли. Это означает, что если человек на Земле весом в 60 кг ,то на Солнце он станет весить 1680кг..
• Гравитационное притяжение звезды настолько велико, что даже Плутон, планета, которая удалена на 5900 млн. км. от Солнца, находится под его влиянием и сохраняет орбиту.
• Среднее расстояние от нашей планеты до светила составляет 149,6 млн. км.
• Солнечный свет преодолевает это расстояние до поверхности Земли за 8,3 минуты. Зато до Плутона солнечный свет долетает за 5,5 часа.
• Звезда вращается вокруг своей оси за 25,38 земных суток.
• Солнце обладает дифференциальным вращением. Период вращения на экваторе составляет около 25 дней, тогда как в полярных регионах достигает 36 дней.
• Оно удалено от от центра нашей галактики на 26 тыс. световых лет.
• Солнечная система является частью галактики Млечный Путь и вращается вокруг ее центра со скоростью 217 км/с, делая полный оборот примерно за 240 млн. лет.
• В дополнение к свету и теплу, звезда испускает поток электронов и протонов. Этот поток называют солнечным ветром, а скорость его движения от Солнца равна 450 км / сек.
• Температура на поверхности составляет около 5500 градусов Цельсия, в то время как в ядре все 13 599 726 градусов Цельсия.
• В данный момент Солнце прожило уже половину свое жизни, его возраст составляет 4,57 млрд. лет.
• Солнце является одним из 6000 звезд, которые мы можем увидеть с поверхности Земли без применения телескопов, а просто невооруженным глазом.
• Наша звезда одна из 200 миллиардов звезд в галактике Млечный Путь.
• Солнце генерирует огромное количество энергии путем объединения ядер водорода в гелий. Этот процесс называется ядерным синтезом.
• За каждую секунду светило сжигает 5 миллионов тонн материала.
• Каждую секунду 0,7 миллиарда тонн водорода путем термоядерного синтеза трансформируется в 695 миллионов тонн гелия высвобождая 5 млн. тонн энергии в виде гамма-лучей.
• Плотность вещества в ядре составляет в 150 раз больше плотности воды на Земле.
• Если бы капля вещества из ядра Солнца упала на поверхность Земли, то ни одно живое существо не выжило бы на расстоянии 150 км от падения.
• Количество солнечной энергии, которая достигает поверхности атмосферы Земли, составляет 1,37кВт электроэнергии на квадратный метр. При прохождении через нашу атмосферу, часть энергии утрачивается. В конечном итоге в солнечный день, когда светило в зените, на 1 метр квадратный поверхности земли приходится 1 кВт энергии, которая потребляется живыми организмами для фотосинтеза и жизни.
• Количество энергии, достигающей поверхности Земли от Солнца в 6000 раз больше энергии, используемой всем человечеством по всему миру. Около 5 млрд. лет назад, наша солнечная система была просто огромным облаком пыли и газа, оставшимся после разрушения предыдущих звезд. Постепенно под действием силы гравитации, мельчайшие частицы начали собираться в более плотные облака. В центре будущей Солнечной системы сформировался большой сгусток материи и газов – это было будущее Солнце. Тогда оно находилось в состоянии протозвезды. Далее под все возрастающим давлением из-за гравитационных сил, это облако вспыхнуло. Это была новорожденная звезда. В ней начали протекать термоядерные реакции по превращению водорода в гелий и как следствие выделяться тепло и свет, а также поток заряженных частиц – солнечный ветер. Солнце каждый день сопровождает нас, некоторых всего несколько часов, других – не покидает вовсе. В давние времена люди уважали солнце и поклонялись небесному спутнику, дающему жизнь. Даже сейчас, во времена, когда погода солнечная, человек чувствует удовлетворение, радость, положительные эмоции, а когда пасмурно – грустит.

Также всем городам солнце дарит разное количество своего света, поэтому жители города Кирун, который расположен за полярным кругом, видят солнце 24 часа в сутки, правда зимой солнца не видно вовсе. Мальта может похвастать всего лишь 10 часами светлого времени суток, а Стокгольм уже 18, в Самарканде солнце встает на 15 часов. Дневные сутки (24 часа) были позаимствованы у египтян. По их верованиям бог Ра (бог солнца), 12 часов движется на своей колеснице по небосводу, проверяя свои владения. Затмения солнца также имеют определенную периодичность. Несмотря на то что в большинстве фильмов и сказок, затмение ассоциируется с каким-то колдовством, данное астрологическое событие вполне объяснимо и понятно. В целом раз в 200-300 лет затмение можно наблюдать в любой определенной точке земного шара, если же говорить о ежегодном затмении, то оно бывает 1-2 раза, но обязательно в разных точках Земли. Интересным периодом истории было время с 1640 по 1700 год. В эти года, на солнце, не было пятен, то есть небесное светило снизило свою активность. Этот период истории назвали минимумом «Маундера». Также исчезновение пятен повлияло на возникновение малого ледникового периода, из-за которого замерзли реки, которые ранее никогда не замерзали, а общая температура воздуха понизилась. На данный момент, солнце находится в пике своей активности. На небе мы видим солнце, как оранжевый или желтый круг, но это всего лишь игра света, на самом деле солнце белое.

Разлом на Солнце

9 августа 2016 года, учёные обнаружили гигантский разлом на Солнце. Специалисты утверждают, что область затемнения, в котором присутствует пониженная температура, стремительно увеличивается в размерах: за три дня она успела вырасти в 3 раза и на данный момент достигает длины в 800 тысяч километров. Исследователи из разных групп при помощи различных астрономических приборов в одно и то же время фиксировали это необычное явление.