Cesta slnečnou sústavou: Naše Slnko

VICTOR HABBICK VISIONS/Science Photo Library/Getty Images

Okrem toho, že Slnko je ústredným zdrojom svetla a tepla v našej slnečnej sústave, bolo aj zdrojom historickej, náboženskej a vedeckej inšpirácie. Vzhľadom na dôležitú úlohu, ktorú Slnko zohráva v našich životoch, bolo skúmané viac ako ktorýkoľvek iný objekt vo vesmíre, mimo našej vlastnej planéty Zem. Dnes sa solárni fyzici ponoria do jeho štruktúry a aktivít, aby pochopili viac o tom, ako funguje on a iné hviezdy.

Slnko zo Zeme

Najbezpečnejší spôsob pozorovania Slnka je premietať slnečné svetlo cez prednú časť ďalekohľadu, cez okulár a na biely list papiera. NIKDY sa cez okulár nepozerajte priamo do Slnka, pokiaľ nemá špeciálny solárny filter. Carolyn Collins Petersen

Z nášho pohľadu tu na Zemi vyzerá Slnko ako žlto-biela guľa svetla na oblohe. Leží asi 150 miliónov kilometrov od Zeme, v časti galaxie Mliečna dráha nazývanej Orionské rameno.

Pozorovanie Slnka si vyžaduje špeciálne opatrenia, pretože je také jasné. Nikdy nie je bezpečné pozerať sa na to cez ďalekohľad, pokiaľ váš ďalekohľad nemá špeciálny solárny filter.

Jeden fascinujúci spôsob pozorovania Slnka je počas úplného zatmenia Slnka . Táto špeciálna udalosť je, keď sa Mesiac a Slnko zoradia tak, ako to vidíme z nášho pohľadu na Zem. Mesiac na krátky čas blokuje Slnko a je bezpečné sa naň pozerať. To, čo väčšina ľudí vidí, je perleťovo biela slnečná koróna, ktorá sa tiahne do vesmíru.

Vplyv na planéty

Slnko a planéty v ich relatívnych polohách. PASCA

Gravitácia je sila, ktorá udržuje planéty na obežnej dráhe vnútri slnečnej sústavy. Povrchová gravitácia Slnka je 274,0 m/s^dva. Pre porovnanie, gravitačná sila Zeme je 9,8 m/s^dva. Ľudia jazdiaci na rakete blízko povrchu Slnka a snažiaci sa uniknúť jeho gravitačnej sile by museli zrýchliť rýchlosťou 2 223 720 km/h, aby sa dostali preč. To sú nejaké silný gravitácia!

Slnko tiež vyžaruje konštantný prúd častíc nazývaných „slnečný vietor“, ktorý zaplavuje všetky planéty žiarením. Tento vietor je neviditeľným spojením medzi Slnkom a všetkými objektmi v slnečnej sústave, ktoré riadi sezónne zmeny. Na Zemi tento slnečný vietor ovplyvňuje aj prúdy v oceáne, naše každodenné počasie a naša dlhodobá klíma.

omša

Slnko ovláda slnečnú sústavu hmotou a prostredníctvom svojho tepla a svetla. Príležitostne stráca hmotu vďaka vyvýšeninám, ako je tu znázornené. Stocktrek/ Digital Vision/ Getty Images

Slnko je masívne. Podľa objemu obsahuje väčšinu hmoty v slnečnej sústave – viac ako 99,8 % celkovej hmotnosti planét, mesiacov, prstencov, asteroidov a komét dohromady. Je tiež dosť veľký, okolo svojho rovníka meria 4 379 000 km. Do nej by sa zmestilo viac ako 1 300 000 Zemí.

Vo vnútri Slnka

Vrstvená štruktúra Slnka a jeho vonkajší povrch a atmosféra. NASA

Slnko je guľa prehriateho plynu. Jeho materiál je rozdelený do niekoľkých vrstiev, takmer ako horiaca cibuľa. Tu je to, čo sa deje na Slnku zvnútra von.

Po prvé, energia sa vyrába v samom strede, nazývanom jadro. Tam sa vodík spája a vytvára hélium. Proces fúzie vytvára svetlo a teplo. Jadro sa zohrieva na viac ako 15 miliónov stupňov fúziou a tiež neuveriteľne vysokým tlakom z vrstiev nad ním. Vlastná gravitácia Slnka vyrovnáva tlak tepla v jeho jadre a udržiava ho v guľovom tvare.

Nad jadrom ležia sálavé a konvekčné zóny. Tam sú teploty nižšie, okolo 7 000 K až 8 000 K. Fotónom svetla trvá niekoľko stoviek tisíc rokov, kým uniknú z hustého jadra a prejdú týmito oblasťami. Nakoniec sa dostanú na povrch nazývaný fotosféra.

Slnečný povrch a atmosféra

Obrázok Slnka vo falošných farbách, ako ho vidí observatórium Solar Dynamics Observatory. Naša hviezda je žltý trpaslík typu G. NASA/SDO

Táto fotosféra je viditeľná vrstva s hrúbkou 500 km, z ktorej nakoniec uniká väčšina slnečného žiarenia a svetla. Je to tiež východiskový bod pre slnečné škvrny . Nad fotosférou leží chromosféra („farebná sféra“), ktorú možno krátko vidieť počas úplného zatmenia Slnka ako červenkastý okraj. Teplota sa neustále zvyšuje s nadmorskou výškou až do 50 000 K, zatiaľ čo hustota klesá na 100 000 krát menej ako vo fotosfére.

Nad chromosférou leží koróna. Je to vonkajšia atmosféra Slnka. Toto je oblasť, kde slnečný vietor opúšťa Slnko a prechádza cez slnečnú sústavu. Koróna je extrémne horúca, viac ako milióny stupňov Kelvina. Až donedávna solárni fyzici celkom nechápali, ako môže byť koróna taká horúca. Ukazuje sa, že milióny malých svetlíc, nazývané nanoflare , môže hrať úlohu pri zahrievaní koróny.

Formácia a história

Umelecká ilustrácia mladého novorodenca Slnka obklopeného diskom plynu a prachu, z ktorého sa vytvorilo. Disk obsahuje materiály, z ktorých sa nakoniec stanú planéty, mesiace, asteroidy a kométy. NASA

V porovnaní s inými hviezdami považujú astronómovia našu hviezdu za žltého trpaslíka a označujú ju ako spektrálny typ G2 V. Jeho veľkosť je menšia ako u mnohých hviezd v galaxii. Jeho vek 4,6 miliardy rokov z neho robí hviezdu stredného veku. Zatiaľ čo niektoré hviezdy sú takmer také staré ako vesmír, približne 13,7 miliardy rokov, Slnko je hviezda druhej generácie, čo znamená, že vznikla až po narodení prvej generácie hviezd. Časť jeho materiálu pochádzala od hviezd, ktoré sú už dávno preč.

Slnko vzniklo v oblaku plynu a prachu asi pred 4,5 miliardami rokov. Začalo svietiť hneď, ako jeho jadro začalo spájať vodík, aby vytvorilo hélium. V tomto procese fúzie bude pokračovať ďalších približne päť miliárd rokov. Potom, keď mu dôjde vodík, začne taviť hélium. V tom momente Slnko prejde radikálnou zmenou. Jeho vonkajšia atmosféra sa rozšíri, čo pravdepodobne povedie k úplnému zničeniu planéty Zem. Nakoniec sa umierajúce Slnko stiahne späť a stane sa z neho biely trpaslík a to, čo zostalo z jeho vonkajšej atmosféry, môže byť vyfúknuté do vesmíru v oblaku v tvare prstenca nazývaného planetárna hmlovina.

Skúmanie Slnka

Solárne-polárna kozmická loď Ulysses krátko po tom, čo bola nasadená z raketoplánu Discovery v októbri 1990. NASA

Slneční vedci študujú Slnko s mnohými rôznymi observatóriami na zemi aj vo vesmíre. Sledujú zmeny na jeho povrchu, pohyby slnečných škvŕn, neustále sa meniace magnetické polia, erupcie a výrony koronálnej hmoty a merajú silu slnečného vetra.

Najznámejšie pozemné solárne teleskopy sú švédske 1-metrové observatórium na La Palma (Kanárske ostrovy), observatórium Mt Wilson v Kalifornii, pár slnečných observatórií na Tenerife na Kanárskych ostrovoch a ďalšie po celom svete.

Obiehajúce teleskopy im poskytujú pohľad zvonku našej atmosféry. Poskytujú neustále výhľady na Slnko a jeho neustále sa meniaci povrch. Niektoré z najznámejších vesmírnych solárnych misií zahŕňajú SOHO, ​ Observatórium slnečnej dynamiky (SDO) a dvojča STEREO kozmická loď .

Jedna kozmická loď skutočne obiehala okolo Slnka niekoľko rokov; nazývalo sa to a Ulysses poslanie . Dostal sa na polárnu obežnú dráhu okolo Slnka.

Upravil a aktualizovalCarolyn Collins Petersen.