Основні фізичні характеристики Сонця

Лекція 7

Загальні характеристики Сонця.Джерело сонячної енергії. Сонячна активність, сонячно-земні зв'язки

Основні фізичні характеристики Сонця

Сонце — рядова зоря нашої Галактики. Це єдина зоря, настільки наближена до Землі, що на ній видні окремі деталі її поверхні. Вивчаючи їх, ми можемо глибше зрозуміти природу інших зір, що перебувають на значно більших відстанях.

Сонце— найближча до Землі зоря. Воно дає необхідне для життя світло, тепло, енергію.

Древні навіть поклонялися Сонцю як божеству, яке дає життя. Безпосередньо із Землі Сонце вивчають оптичними й радіометодами. Позаатмосферна астрономія дозволила значно розширити досліджуваний діапазон частот електромагнітного випромінювання Сонця, а також взятися за детальне дослідження його корпускулярного випромінювання. Все різноманіття сонячних явищ, які ми розглянемо, притаманно і для інших зір. Тому фізика сонячних явищ має величезне значення для розвитку астрофізики в цілому.

Сонце — газова, точніше, плазмова куля.

Радіус Сонця становить 696 тис. км, що в 109 разів перевищує радіус Землі, причому полярний й екваторіальний діаметри різняться не більш ніж на 10 км. Відповідно, об’єм Сонця перевищує земний в 1, 3 мільйона разів. Маса Сонця дорівнює 1, 99 10³⁰ кг і в 330 000 разів більше від маси Землі. Середня густина — всього 4 г/см³, хоча в центрі Сонця вона досягає 150 г/см³. Прискорення вільного падіння на поверхні Сонця дорівнює 27, 9g, а друга космічна швидкість — 618 км/с.

Щомиті Сонце випромінює 3, 84 10²⁶ Дж енергії, що в мас-енергетичному еквіваленті відповідає зменшенню маси на 4, 26 млн. тонни за секунду. Температура поверхні Сонця дорівнює 5800 К, у центрі Сонця температура досягає 15 000 000 К.

Із Землі Сонце виглядає як сліпучий диск із кутовим розміром близько половини градуса (видимий кутовий розмір Сонця незначною мірою міняється протягом року через зміну відстані Сонце — Земля під час річного руху Землі по орбіті). Зоряна величина Сонця дорівнює -26, 7^m; це найяскравіший об’єкт на земному небі.

Спостереження деталей на поверхні Сонця показують, що воно обертається навколо осі, нахиленої до площини земної орбіти на 82°45'. При цьому поверхневі шари Сонця обертаються не як тверде тіло: кутова швидкість обертання убуває в міру наближення до полюсів, так що точка на екваторі Сонця робить один оберт за 25 діб, а точка поблизу полюса — за 30 діб.

У видимій області Сонце випромінює безперервний спектр, на тлі якого видні десятки тисяч темних ліній поглинання, що утворюються під час проходження сонячного світла через атмосферу Сонця й Землі. Уперше вони були описані 1814 р. австрійським фізиком Фраунгофером і тому часто називаються фраунгоферовими лініями. Їх вивчення дозволяє судити про хімічний склад Сонця. Установлено, що переважними хімічними елементами на Сонці є водень і гелій. Водень становить 92 % за кількістю атомів й 70 % за масою, гелій — 7, 8 й 29 % відповідно. Інші елементи, разом узяті, становлять менше відсотка маси Сонця.