Vnitřní struktura Slunce a hlavních posloupností hvězd a zdrojů energie

Hvězdy jsou nejběžnějšími těly ve vesmíru. Mnoho astrofyziků věnuje svůj život studiu. Současně jsou všechny světelné zdroje z naší planety tak vzdáleny, že stále musíme snít o jejich přímém vyšetřování. Pouze Slunce je k dispozici pro stálé pozorování v relativně krátké vzdálenosti. Avšak i v případě centrální hvězdy našeho planetárního systému se většina parametrů získává z výpočtů založených na teoriích a nepřímo potvrzených pozorováním. Vnitřní struktura Slunce, zdroj její energie, vlastnosti určitých procesů, které se vyskytují ve vnitřku - všechny tyto vlastnosti jsou odvozeny "na špičce pera". Jsou však dostačující k vysvětlení mnoha nuancí chování nejen našich světel, ale i jiných hvězd, které jsou podobné.

Parametry

Slunce je hvězdou spektrální třídy G2, žlutá trpaslík. Jeho hmotnost se odhaduje na 2middot-10³⁰ kg a poloměr je 696 tisíc kilometrů. V chemickém složení světla silně převažuje vodík (90%), dále hélium (10%) a těžší prvky (méně než 0,1%). Zdroje energie a vnitřní struktura Slunce jsou úzce spjaty s vztahem a transformací těchto atomů.

V každém bodě hvězdy je rovnováha dvou protichůdných síly: gravitace a tlaku plynu. Vzhledem k jejich harmonické korelaci je Slunce víceméně stabilním kosmickým tělem. Podobný mechanismus je základem udržování stálosti všech hvězd.

Termonukleární kotel

Model vnitřní struktury Slunce je tvořen pozorovacími daty, teoretickou analýzou, spektroskopií a dalšími metodami astronomie. Na základě shromážděných informací jsou určeny charakteristiky hvězdy. Odvozené zákonitosti a vytvořené teorie existují, dokud dobře vysvětlují zjevné změny, ke kterým dochází u světelných a podobných hvězd hlavní sekvence.

Podle moderních koncepcí je hlavním zdrojem slunečního záření termonukleární reakce, neustále proudící v jádru. Při extrémně vysokých teplotách (14 milionů Kelvů) se vodík přemění na hélium. Současně je přiděleno působivé množství energie.

Vrstvy

Vnitřní struktura Slunce je tři zóny: jádrová, izotermická a konvektivní oblast. Jádro hvězdy zaujímá zhruba čtvrtinu svého poloměru a je velmi silně stlačenou látkou. Hmotnost jádra je téměř polovina celkové sluneční energie. Právě zde probíhají reakce syntézy prvků.

Poté následuje izotermická zóna. Zde se energie vytvářená během reakcí v jádře přenáší radiací. Toto je nejdelší zóna. Energie pomalu prochází skrze ni. Při pohybu vpřed se teplota a tlak v útrobách Slunce snižují. Při určitých parametrech těchto parametrů vznikají konvekční procesy - začíná další vrstva svítidla. Přenos energie se provádí samotnou látkou. Konvekční zóna poblíž Slunce je mnohem méně izotermická (sedmá část poloměru).

V blízkosti struktury

Vnitřní struktura slunce a hvězdy hlavní posloupnosti podobně. Je to poněkud odlišné v případě modrých hvězd a červených trpaslíků. První jsou charakterizovány konvekčním jádrem a poměrně rozšířenou oblastí sálavého přenosu (izotermická). Červení trpaslíci jsou podobní jako hvězdy typu Slunce. Dominují však konvekční zónu a zářivý přenos zaujímá pouze relativně malou plochu.

Atmosféra

Slunce nemá pro nás známý povrch. Stejně jako všechny hvězdy je zářivý plynový míček. Povrch je podmíněně přidělen a vymezuje konvekční zónu světla a jeho atmosféru. To také rozlišuje tři vrstvy.

Vnitřní struktura Slunce a hvězdy hlavní sekvence, podobná té, končí konvicí zónou. Je přímo v sousedství s fotosférou, 300 metrové vrstvy, odkud záření proniká do vesmíru, včetně Země. Průměrná teplota této části je 5800 K. Při odklonu od konvekční vrstvy klesá na hodnotu 4800 K. Fotosféra je silně ojedinělá. Jeho hustota je tisíckrát nižší než analogický parametr vzduchu na Zemi. Postupně se točí do chromosféry, za kterou stojí koruna Slunce.

Složení atmosféry

Obsah určitých prvků ve vnějších obalech světla je určen pomocí spektrální analýza. Jeho údaje ukazují, že podle chemického složení atmosféry je Slunce obdobou hvězd druhé generace (vznikla během posledních několika miliard let). Na rozdíl od svých předchůdců se vyznačují mnohem vyšší koncentrací elementárních atomů, těžší než vodík a hélium. Slunce a podobná svítidla vznikla po zničení části hvězd první generace, v jejichž hloubkách se během procesu termonukleární fúze vytvářely těžké prvky.

Chromosféra

Vnitřní struktura Slunce a hvězd není k dispozici pro přímé pozorování. Totéž lze říci i pro vzduchový kryt svítidla po fotosféře. Výrazný jas vám umožňuje vidět pouze během úplného zatmění Slunce. Tato skořápka se nazývá "chromosféra", která v překladu znamená "barevnou kouli". V okamžiku, kdy Měsíc blokuje Slunce, získává růžový odstín, jehož vzhled přispívá k vodíku. Právě tento prvek vytváří působivou část vysoce zřetelné chromosféry.

Zde je teplota vyšší než na předchozí vrstvě. Tento jev se vysvětluje poklesem hustoty hmoty. V horních vrstvách chromosféry teplota dosahuje 50 000 Kelvinů.

Crown

Rozsah vodíkového spektra přestává být rozlišitelný v nadmořské výšce 12 000 km nad fotosférou. Trochu pozoruhodnější je stopa vápníku. Jeho spektrální čára zmizí po dalších 2000 km. Výška 14 000 km nad fotosférou je považována za počátek koruny, třetí vnější plášť našeho svítidla.

Čím vyšší je od podmíněného povrchu Slunce, tím méně je hustý vzduch a je významnější než teplota. Koruna, která je zřetelnou plazmou, se zahřeje na 2 miliony kelvinů. V důsledku toho se látka regionu stává stálým silným zdrojem rentgenového a ultrafialového záření.

Studie ukazují, že délka koruny je 30 poloměrů slunečního záření. Čím dál od chromosféry, tím méně se to stává. Poslední vrstva proudí do vesmíru a vytváří sluneční vítr.

Budoucnost

Vnitřní struktura Slunce, jak ji vidí vědci dnes, nebude trvat navždy. Dříve nebo později, podle předpovědí zhruba 5 miliard let, svítidlo vyčerpá palivo. V důsledku toho se vnitřní struktura Slunce výrazně změní: jádro se zmenší na velikost, která je 100krát menší než moderní rozměry svítidla a její ostatní pláště se změní v pomalu chladící atmosféru. Naše hvězda vstoupí do stádia červeného obra. Po několika desítkách tisíc let se expandující skořápka Slunce rozptýlí ve vesmíru a světlo se změní na bílý trpaslík.

Pochybnosti

Vývoj události může jít v jiném scénáři, protože zdroje energie a vnitřní struktura Slunce, stejně jako podobné hvězdy, nejsou stále plně pochopeny. To bylo navrženo termonukleární fúze nehraje tak důležitou roli, jakou je započten. Nepřímé potvrzení tohoto - sluneční neutrino, přesněji jeho nepřítomnost. Tyto částice se vytvářejí v procesu termonukleárních reakcí a mají silnou schopnost děrování, tj. Musí se dostat na Zem bez překážek. Nicméně je ještě nedokázal opravit.

Data skupiny astronomů pod vedením akademika A.B. Sever. Podle nich má Slunce slabé výkyvy. Jsou možné pouze tehdy, je-li svítivost rovnoměrná. To znamená, že pokud by bylo možné zachytit vnitřní strukturu Slunce, fotografie by dokázala úplnou jednotnost vrstev. V takovém případě by měla být teplota dvora svítidla 6,5 ​​milionu kelvinů, což je nízké pro průchod termonukleárních reakcí. Zatímco tato hypotéza získává pouze hybnost.

Tudíž vnitřní soustava Slunce, shrnutá zde, vyžaduje další pečlivé studium. Možná konečné pochopení procesů probíhajících v hvězdách hvězd bude k dispozici až po významném zlepšení v zařízení a metodách poznávání.