Как горит солнце: Проверьте себя: как горит Солнце?

Содержание

Проверьте себя: как горит Солнце?

Проверьте свои знания. Согласны ли вы с этим утверждением? Большинство участников акции «Открытая лабораторная» не смогло дать верный ответ.

Задумывались ли вы о том, что там вообще горит на Солнце? Сам термин «горение» означает самоподдерживающийся химический процесс окисления, протекающий при высокой температуре, с выделением энергии, которая поддерживает эту температуру. В земных условиях горение без кислорода невозможно. А вот в составе Солнца кислорода очень мало. Да и вообще, химическое горение там невозможно, поскольку при таких температурах не могут существовать молекулы, которые являются продуктами такого горения.

Энерговыделение Солнца обеспечивается не химическими, а термоядерными реакциями превращения водорода в гелий, которые протекают в его ядре.

Однако это тоже высокотемпературный процесс, который поддерживается за счет выделяемого тепла. Поэтому о нем часто говорят как о горении, но в переносном, не строго научном смысле. Кислород для термоядерного горения водорода не требуется и в качестве продукта реакции тоже не образуется.

Интересно еще вот что: на поздних стадиях эволюции Солнца (примерно через 6,5 млрд лет) горение водорода в его ядре сменится горением гелия, который будет превращаться в углерод, а в дальнейшем и в кислород. Солнце при этом значительно увеличит свою светимость и вырастет в размерах, став красным гигантом. Именно такие ядерные реакции в звездах предыдущего поколения наработали тот кислород, которым мы дышим. В конце жизни этих звезд часть их вещества, обогащенного кислородом, была рассеяна в окружающей среде и вошла в состав звезд и планет, которые образовались из него в дальнейшем.

Правильный ответ: Да.

Если хотите проверить свои знания о космосе, пройдите наш «Большой космотест». Он наверняка расширит границы вашего восприятия Вселенной.

Почему Солнце до сих пор не сгорело? | by Сергей Базанов | Space Review

Наше Солнце — довольно средняя звезда в галактике Млечный путь — не самая яркая, не самая большая и существует всего 4,5 миллиарда лет. Она уникальна только тем, что её свет и тепло поддерживают жизнь на единственной обитаемой планете, которую мы знаем во Вселенной. К счастью для нас, людей, Солнце не сгорело с тех пор, как мы появились несколько сотен тысяч лет назад. Но откуда у него могло быть столько топлива? Почему оно не погасло, как свеча или костер? И когда оно наконец сгорит?

Это был насущный вопрос в XIX веке. В 1848 году немецкий естествоиспытатель Роберт фон Майер (Robert von Mayer) выдвинул гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке его метеоритами. Разумеется, эта теория даже в то время не выдерживала критики. Поэтому, во второй половине XIX века наиболее правдоподобной считалась теория, выдвинутая немецким и британским физиками Германом Гельмгольцем (Hermann von Helmholtz) и Уильямом Томсоном (лордом Кельвином), согласно которой Солнце нагревается за счёт медленного гравитационного сжатия. Этот процесс известен, как механизм Кельвина — Гельмгольца остывание поверхности небесного тела приводит к падению внутреннего давления, из-за чего звезда сжимается, что в свою очередь приводит к разогреванию её ядра.

Однако, основанные на этом механизме расчёты оценивали максимальный возраст Солнца в 20 млн лет, что значительно меньше его действительного возраста.

Согласно другой гипотезе, популярной в XIX веке, Солнце буквально горит, т.е. происходит химическая реакция, которую мы видим, когда зажигаем спичку или разводим костер. Но и расчеты возраста Солнца по это гипотезе давали результат, который не соответствовал тому, что мы знали о возрасте Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет. Если бы Солнце сжималось или горело, у него бы закончилось топливо задолго до того, как мы появились в этом мире. Очевидно, что-то происходило ещё, помимо сжатия и горения.

Спустя несколько десятилетий, в 1920-х годах, было найдено правильное объяснение механизмов «горения» Солнца. Сначала «отец» ядерной физики и лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года Эрнест Резерфорд (Ernest Rutherford) предположил, что источником энергии Солнца является радиоактивный распад.

Позднее, вооружившись знаменитым уравнением Эйнштейна E=mc², которое утверждает, что всё, что имеет массу, должно иметь эквивалентное количество энергии, британский астрофизик Артур Стэнли Эддингтон (Arthur Stanley Eddington) предположил, что Солнце фактически преобразует свою массу в энергию. Вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу (попутно испуская свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.

Солнце содержит огромное количество атомов водорода. Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречает один из других атомов водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкиваются друг друга. Это предотвращает столкновение и слияние протонов друг с другом. Но ядро Солнца настолько горячее и сжатое, что атомы носятся с такой громадной кинетической энергией, что они преодолевают силу, связывающую их частицы вместе, и электроны отделяются от своих протонов. Это означает, что протоны, обычно защищенные электронами внутри ядра атома водорода, могут соприкасаться друг с другом и соединяются вместе в процессе, называемом термоядерным синтезом.

Так же, как внутри ядерного реактора, атомы внутри ядра Солнца постоянно врезаются друг в друга. Чаще всего четыре протона водорода сливаются друг с другом, чтобы создать один атом гелия. Попутно в этом процессе крошечная часть массы в этих четырех микроскопических протонах «теряется», но поскольку Вселенная сохраняет материю, она не может просто так исчезнуть. Эта «потерянная» масса ежесекундно трансформируется в огромное количество энергии, которую и излучает Солнце. Мощность этого излучения составляет 3,9×10²⁶ Вт. Это настолько огромное количество энергии, оно больше, чем всё электричество на Земле, которое будет использоваться свыше нескольких сотен тысяч столетий.

Эффективность термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце так долго излучает тепло. Энергия, выделяемая при превращении всего одного килограмма водорода в гелий, такая же, как при сжигании 20 000 тонн угля. Поскольку Солнце очень массивное и относительно молодое, ученые считают, что оно использовало только около половины своего производящего энергию водорода.

В конце концов, ядро Солнца преобразует весь внутренний водород в гелий, и наша звезда умрет. Но, это произойдет только через около пяти миллиардов лет.

10 популярных заблуждений о космосе

Человек в космосе взрывается

Типичный пример заблуждения, созданного кинематографом ради зрелищности. Ну вы знаете, эти вылезающие из орбит глаза и раздувающееся тело, после чего человек лопается, как мыльный пузырь. Кровь и кишки во все стороны добавляются опционально, если позволяет возрастной рейтинг фильма. Попадание в открытый космос без специального скафандра действительно убивает, но не так зрелищно, как мы видим в фильмах.

На самом деле человек без защиты может пробыть в открытом космосе примерно 30 секунд, не получив при этом необратимых нарушений здоровья.

Это будет далеко не мгновенная смерть. Человек умрёт от удушья из-за отсутствия кислорода. Если хотите увидеть, как это происходит на самом деле, посмотрите «Космическую одиссею 2001 года» Стэнли Кубрика. Вот в этом фильме тема раскрыта вполне реалистично.

Венера и Земля похожи

Когда речь заходит о космической колонизации, то кандидата на роль нового дома для человечества два: Марс либо Венера. Венеру называют сестрой Земли, но только из-за схожести этих планет по размеру, силе гравитации и составу.

Вряд ли нам понравится жить на планете с густыми плотными облаками из серной кислоты, отражающими весь солнечный свет. Атмосфера — почти чистый углекислый газ, атмосферное давление в 92 раза выше нашего, температура на поверхности равна 477 градусам по Цельсию. Не очень дружелюбная сестра.

Солнце горит

На самом деле оно не горит, а светится. Можно подумать, что особой разницы нет, но горение — это химическая реакция, а свет, испускаемый Солнцем, является результатом ядерных реакций.

Солнце жёлтое

Попросите ребёнка или даже взрослого нарисовать Солнце. Результатом обязательно будет жёлтый круг. И правда, можно посмотреть на Солнце собственными глазами — оно жёлтое.

На самом деле мы видим Солнце жёлтым из-за атмосферы Земли. Тут можно поспорить, указав на снимки Солнца из космоса, где оно тоже жёлтое. Действительно, только зачастую такие снимки предварительно обрабатывают, чтобы сделать нашу звезду узнаваемой.

Настоящий цвет Солнца — белый. И чтобы убедиться в этом, совсем не обязательно лететь в космос, достаточно лишь знать температуру. Более холодные звёзды светятся коричневым или тёмно-красным светом. С повышением температуры цвет смещается к красному. Самые горячие звёзды с температурой поверхности в 10 тысяч градусов по Кельвину излучают свет, близкий к противоположной границе спектра видимого света, и дают голубой цвет.

Наше Солнце с температурой поверхности 6 тысяч градусов по Кельвину находится примерно в середине спектра и даёт чистое белое свечение.

Летом Земля ближе к Солнцу

Кажется вполне логичным, что температура на поверхности Земли тем выше, чем ближе она к телу, дающему тепло, то есть к Солнцу. Но причина смены времён года кроется в том, что ось вращения Земли наклонена. Когда ось, выходящая из северного полушария, наклонена в сторону Солнца, в этом полушарии лето, и наоборот. Именно поэтому говорят, что в Австралии зима летом.

При этом не становится заблуждением мысль о том, что Земля периодически отдаляется от Солнца и приближается к нему. Орбита Земли эллиптическая, как и у большинства других планет. Среднее расстояние от Земли до Солнца считается равным 150 миллионам километров. Однако в момент наибольшего приближения планеты к звезде расстояние уменьшается до 147 миллионов километров, а при наибольшем удалении увеличивается до 152 миллионов километров. То есть Земля действительно бывает ближе и дальше от Солнца, но этот факт не влияет на времена года.

Тёмная сторона Луны

Луна действительно всегда обращена к Земле одной стороной, потому что её вращение вокруг собственной оси и вокруг Земли синхронизировано. Однако это не значит, что другая её сторона всегда в темноте. Вы наверняка видели лунные затмения. Угадайте, если сторона, всегда обращённая к нам, закрывает часть Солнца, то куда попадает в это время свет звезды?

Луна всегда обращена одной стороной к Земле, но не к Солнцу.

Звук в космосе

Ещё один миф кинематографа, который, к счастью, используют не все режиссёры. В той же «Одиссее» Кубрика и нашумевшем «Интерстелларе» всё правильно. Космос — безвоздушное пространство, то есть там звуковым волнам просто не через что распространяться. Но это не значит, что Земля — это единственное место, где можно слышать звуки. Везде, где есть какая-то атмосфера, будет и звук, но он покажется вам странным. Например, на Марсе звук будет выше.

Сквозь пояс астероидов нельзя пролететь

Привет «Звёздным войнам». Там мы видели пояс астероидов как очень плотное скопление, пройти сквозь которое под силу лишь таким крутым пилотам, как Хан Соло.

В реальности космос другой. Он больше. Гораздо больше. Несоизмеримо больше. И расстояние между объектами в поясе астероидов тоже гораздо больше. По факту, чтобы пролететь сквозь пояс и врезаться хоть в один астероид, нужно быть самым невезучим человеком во Вселенной.

Для примера можно обратиться к поясу астероидов в нашей системе. Самый большой объект в нём — Церера, карликовая планета — имеет диаметр всего 950 километров. Расстояние между двумя объектами в поясе колеблется в пределах сотен тысяч километров. На данный момент на исследование пояса было отправлено уже 11 зондов, и все они благополучно прошли его без каких-то инцидентов.

Великая Китайская стена видна из космоса

Миф появился ещё до того, как человек побывал в космосе. А ещё до первого полёта на Луну некто утверждал, что стену будет видно и с естественного спутника Земли. Ну что же, вот снимок даже не с Луны, а с довольно низкой орбиты. Найдите Великую Китайскую стену.

Где стена?

На космические технологии тратят четверть бюджета страны

Конечно, не у нас, а в США, но и это чушь. Да, расходы на космическую программу в Штатах выше, чем у любой другой страны, но ни о каких 25% речи не идёт. Вот ссылка на предлагаемый бюджет NASA на 2015 год. Это 0,5% федерального бюджета США. Наибольшие средства в отрасль вкладывались во время космической гонки в шестидесятые годы, но и тогда расходы достигали среднего уровня лишь в 1% от федерального бюджета. Рекорд составляет 4,41% в 1966 году, но то были очень специфические времена.

Мы надеемся, что данная подборка получилась интересной и познавательной. Предлагайте тематики следующих подборок в комментариях.

Сколько лет солнцу?

Солнечный паспорт


Солнце — центральное тело Солнечной системы — является типичным представителем звёзд, наиболее распространённых во Вселенной тел. Масса Солнца составляет 2 * 10 в 30 степени кг. Как и многие другие звёзды, Солнце представляет собой огромный шар, который состоит из водородно-гелиевой плазмы и находится в равновесии (о чем ниже). 





Диаграмма химического состава Солнца

Современные данные о химическом составе Солнца таковы: водород составляет около 70% солнечной массы, гелий — более 28%, остальные элементы — менее 2%.

Количество атомов этих элементов в 1000 раз меньше, чем атомов водорода и гелия. Вещество Солнца сильно ионизовано: атомы, потерявшие электроны своих внешних оболочек и ставшие ионами, вместе со свободными электронами образуют плазму. Средняя плотность солнечного вещества примерно 1400 кг/м3. Она соизмерима с плотностью воды и в 1000 раз больше плотности воздуха у поверхности Земли.



Сколько лет Солнцу?


Ему 4,6 млрд лет. Немало, да? Учитывая, что жизнь (членистоногие – предки современных насекомых) на нашей планете появилась около 570 млн лет назад. Простейшие организмы намного раньше – около 3,5 миллиардов лет назад

Может ли Солнце погаснуть?

Бояться того, что Солнце погаснет, не стоит, потому что сначала оно очень-очень сильно вспыхнет!
Внутри светила (и любой звезды, находящейся в состоянии равновесия между давлением изнутри и давлением снаружи), в определенный момент вспыхивает новая ступень термоядерного синтеза. Температуры становятся настолько высокими – давление вырастает так, что внешние оболочки звезды раздуваются. Звезда необратимо изменится, превращаясь в красного гиганта с огромными размерами. Наше Солнце превратиться в такого же гиганта. 


Кстати, свои вопросы для наших «Почемучек» вы можете предложить в личные сообщения наших групп в социальных сетях: там вас ждет уникальный и интересны контент: ВКонтакте, Facebook, Одноклассники

Большое ли Солнце?



Диаметр Солнца составляет почти 1 400 000 км. Много? Сравните с картинкой ниже! Внутри Солнца могут поместиться миллионы планет, равных Земле. 99,8 % массы Солнечной системы сосредоточены в Солнце. А из 0,2 % всего остального сделаны планеты (причем 70 % планетарной массы пришлось на Юпитер). Кстати, Солнце постоянно худеет: теряет 4 миллиона тонн своей массы каждую секунду – они улетают в виде излучения, каждое мгновение около 700 миллионов тонн водорода превращаются в 696 тонн гелия. 



Когда и как наше Солнце взорвется?


Правильнее сказать – превратится в красного гиганта. В данный момент Солнце находится в состоянии желтого карлика и просто сжигает водород. В течение всего времени своего существования – 5,7 млрд лет, как мы уже говорили, – Солнце находится в стабильном режиме выгорания водорода. И этого топлива ему хватит на 5 миллиардов лет (больше, чем существует от начала времен Земля!) 


После того как включатся следующие ступени синтеза, Солнце покраснеет, увеличится в размерах – до земной орбиты (!) – и поглотит нашу планету. И, да, перед этим слопает Венеру и Меркурий. Но жизнь на Земле прекратится еще раньше, чем Солнце начнет свое превращение, ведь рост светимости и повышение температуры приведет к тому, что наши океаны испарятся за миллиард лет до этого. 

Насколько Солнце горячее?


Температура на поверхности Солнца составляет примерно 6 тысяч градусов по Цельсию. Внутри Солнца, там, где идут, не прекращаясь, термоядерные реакции, температура НАМНОГО выше – она достигает 20 миллионов градусов по Цельсию. 

 Так происходит со всеми звездами? Как же тогда появляется жизнь?

Солнце еще очень небольшая звезда, а потому и работать может долгое время, стабильно сжигая свой водород. Большие же звезды из-за своей огромной массы и необходимости постоянно противостоять гравитационному сдавливанию (то, что снаружи) своим же мощным противодавлением очень быстро тратят свое топливо. В итоги их цикл завершается не за миллиарды, как у Солнца, а за миллионы лет. Из-за этого жизнь на близлежащих планетах не успевает зародиться.  
Совет будущим космонавтам: если будете искать жизнь на планетах в других системах, не выбирайте массивные звезды, а лучше сразу ориентируйтесь на звезду класса Солнца (Класс G – температура на поверхности 5000–6000 градусов. Цвет желтый).


Астрономия. 11 класс. Учебник


Учебник Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута соответствует требованиям ФГОС и предназначен для изучения астрономии на базовом уровне. В нем сохранена классическая структура изложения учебного материала, большое внимание уделено современному состоянию науки. За последние десятилетия астрономия достигла огромных успехов. Сегодня она принадлежит к числу наиболее быстро развивающихся областей естествознания. Новые устоявшиеся данные по исследованию небесных тел с космических аппаратов и современных крупных наземных и космических телескопов нашли свое место в учебнике.

Купить

Что будет с Солнцем после того, как оно поглотит Землю?


А также Меркурий и Венеру!


Итак, Солнце раздуется и разогреется, истратит б0льшую часть топлива. В определенный момент начнется гравитационное сжатие, которому никакое распирающее изучение противостоять не сможет (топливо кончилось). Так как масса у Солнца недостаточно велика, то сжатия не хватит на то, чтобы запустить следующую ступень синтеза и приступить к работе с тяжелыми химическими элементами. В итоге наша любимая звезда сбросит свою огромную внешнюю оболочку, которая станет туманностью. Середина же Солнца превратится в белого карлика – маленькую звезду, которая рано или поздно остынет, отдавая остаточное тепло. 


Читать также:

Урок 23. почему солнце светит днём, а звёзды – ночью? почему луна бывает разной? — Окружающий мир — 1 класс

Окружающий мир, 1 класс

Урок 23. Почему Солнце светит днём, а звёзды — ночью?Почему Луна бывает разной?

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Что такое солнце?
  2. Почему днём не видно звёзд?
  3. Почему луна бывает разной?

Глоссарий по теме:

Спутник — небесное тело, которое движется вокруг более крупного тела.

Астроном – учёный, изучающий небесные объекты, такие, как звёзды, планеты, их спутники и прочее.

Телескоп – это прибор, с помощью которого можно изучать небесные объекты, находящиеся очень далеко.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 1 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций. в 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. Стр.21-23

2. Окружающий мир. Тетрадь учебных достижений. 1 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций / А. А. Плешаков, З. Д. Назарова. — М.: Просвещение, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Еще с давних времен люди направляли свой взор к небу. У них было много вопросов: что такое солнце? Почему днём не видно звёзд? Как узнать, где какое созвездие? Солнце дает жизнь всему, что есть на нашей планете: людям, животным, растениям. У жителей Древнего Египта, например, бог Солнца считался главным богом, ему приносились жертвы и возносились молитвы.

Что такое Солнце?

Солнце – это звезда. Как и любая из звёзд, Солнце представляет собой раскалённое небесное тело. Учёные выяснили, что температура на его поверхности очень высокая. Масса Солнца в 333 раза больше Земли. И хотя нам оно кажется маленьким ярким кружочком, Солнце по размеру в соотношении с нашей планетой является великаном. От Земли до Солнца 150 миллионов километров. Именно это огромное расстояние позволяет солнечным лучам не сжигать нашу планету, а только освещать и обогревать её.

Почему днём не видно звёзд?

Звёзды – это небесные тела.Все они находятся на огромных расстояниях от Земли и поэтому не греют. Если присмотреться, звёзды в ночном небе блестят разными цветами. Они мерцают белым, голубым, жёлтым и даже красным цветом. Самые горячие звёзды – белые и голубые. Их температура намного превышает температуру Солнца. Жёлтые звёзды по раскалённости близки к нашему светилу. Ну, а красные звёзды имеют сравнительно с Солнцем низкий градус нагрева. Так же звёзды между собой отличаются и по размерам. В небе наблюдаются красные гиганты, звёзды нормального размера и звёзды-карлики.

Днём, когда Солнце освещает всё пространство земли и неба, блеск других звёзд не заметен. Вот почему мы не можем наблюдать звёзды днём. Но как только Солнце исчезает с небосклона, они начинают проявляться в ночном небе. Конечно, в течение дня звёзды с неба никуда не уходят. Просто из-за яркого солнечного света мы не можем видеть их блеск. Особенно хорошо видны звёзды в безлунную ночь. Самые яркие и заметные звёзды ещё в древности люди объединили в созвездия. Каждое созвездие имеет своё имя и место среди россыпи остальных звёзд.

Почему Луна бывает разной?

Часто в ночном небе мы можем увидеть ещё одно светило – Луну. Это и не звезда, как Солнце, и не планета, как наша Земля. Это естественный спутник Земли. Естественный спутник, потому что его создала природа. Луна вращается вокруг Земли, а так же вокруг своей оси.

Во все времена людей интересовало то, что находится в небе. Они наблюдали, как у Луны меняется форма, и не могли найти этому объяснение. То она похожа на круглое яблоко, то на серп, который назвали Месяцем. Много сказок, легенд и мифов было придумано о Луне.

На самом деле Луна имеет круглую форму. Сама она не излучает свет, как звёзды, но отражает свет Солнца. И в течение месяца Солнце с разных сторон освещает Луну. Ведь она всё время оборачивается вокруг своей оси. А нам кажется, что форма Луны меняется.Ведь мы видим только ту её часть, которая освещена Солнцем. Тёмная, неосвещённая часть Луны нам не видна. Луна находится ближе всех к Земле. Космический корабль летит до Луны 3 дня и 3 ночи.

Изучают и наблюдают за всеми небесными телами учёные, которые имеют для этого специальную подготовку. Их называют астрономами. Для наблюдением за самыми дальними объектами астрономы используют такие приборы, как телескопы.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

1. Установите соответствие между картинками и названиями.

Луна

Солнце

Месяц

Созвездие

Правильный вариант ответа

Созвездие

Луна

Солнце

Месяц

2. Разместите предложенные варианты ответов в пропуски в тексте.

Солнце–это ближайшая к Земле _________.

_______ — спутник Земли.

Группа звёзд – это __________.

________ — это раскалённый огненный шар.

Варианты ответов:

  1. Звезда
  2. Луна
  3. Созвездие
  4. Солнце

Правильный вариант ответа:

Солнце — ближайшая к Земле звезда.

Луна — спутник Земли.

Группа звёзд — это созвездие.

Солнце — это раскалённый огненный шар.

GISMETEO.RU: Как появилось Солнце? — События

В безграничном пространстве космоса гравитация собирала пыль и газ для создания Солнечной системы. Сначала из огромного скопления материала сформировалось Солнце, затем близкие к нему планеты. Но как море кружащих частиц стало самой яркой звездой небосвода?

© Amanda Carden | shutterstock

«Солнце ужасно и прекрасно, и это лучшая физическая лаборатория в нашей системе», — говорит Сабрина Сэвидж, научный сотрудник Центра космических полетов им. Джорджа Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама.

Космос может выглядеть пустым, но на самом деле он заполнен газом и пылью. В основном это водород и гелий, но часть материала представлена остатками от мощной гибели звезд. Около 4,5 миллиарда лет назад волны энергии, проходящие через пространство, сжимали облака таких частиц, и гравитация заставляла их соединяться и затем начинать вращаться. Вращение придавало облаку форму диска. Из собравшегося в центре материала образовалась протозвезда, ставшая в итоге Солнцем.

Молодая протозвезда была шаром водорода и гелия, еще не сильно нагретых. В течение десятков миллионов лет температура и давление внутри материала увеличились, что привело к разогреву водорода, который управляет Солнцем сегодня.

«Звезде размером с наше Солнце требуется около 50 миллионов лет, чтобы созреть с начала коллапса до взрослой жизни. Наше Солнце останется на этой зрелой фазе еще примерно 10 миллиардов лет», — сообщает НАСА. На образование Солнца ушло не все облако. Оставшийся материал продолжал вращаться вокруг звезды, и позднее из него образовались планеты.

Солнце — звезда среднего размера, не слишком большая и не слишком маленькая. Благодаря этому оно имеет оптимальную для нас яркость.

Спустя несколько миллиардов лет водород на Солнце иссякнет, и звезда превратится в красного гиганта, радиус которого достигнет орбиты Земли. Запасы гелия в его ядре тоже со временем израсходуются. Звезда никогда не будет достаточно горячей, чтобы сжигать оставшиеся кислород и углерод, поэтому Солнце выгорит и станет белым карликом.

Загадки о солнце

Загадки о солнце

Кто утром раньше всех встаёт.
Кто всем тепло и свет даёт?
Кто, лучистым, ярким светом
Пробежался по предметам?
Луч горячий выпускает,
Землю нашу освещает?
Если к нам в окно заглянет,
Все, как в сказке засияет! (Солнце)

Ты весь мир обогреваешь
И усталости не знаешь,
Улыбаешься в оконце,
А зовут тебя все. .. (солнце).

Без него плачемся,
А как появится,
От него прячемся. (Солнце)

Что выше леса,
Краше света,
Без огня горит?(Солнце).

Утром рано я проснусь,
Посмотрю — и засмеюсь,
Ведь в моё оконце
Ярко светит…(солнце)

Кто входит в окно
И не раскрывает его? (Солнце)

Колокольчик синенький прозвенел букашке:
— Ты скажи мне, милая, что там за ромашка
Выросла над облаком жёлтая такая,
Яркая, лучистая, очень уж большая?
— Это, кроха, не цветок, — та в ответ смеётся,
— Это крупное светило под названьем… (солнце).

Жёлтая тарелка на небе висит.
Жёлтая тарелка всем тепло дарит. (Солнце)

Утром рано я проснусь,
Посмотрю — и засмеюсь,
Ведь в моё оконце
Ярко светит … (солнце).

Ну-ка, кто из вас ответит:
Не огонь, а больно жжёт,
Не фонарь, а ярко светит,
И не пекарь, а печёт? (Солнце)

Не огонь, а греет.
Не лампа, а светит.
Как мячик, круглое.
Как тыква, жёлтое. (Солнце)

Над рекой остановился
Шар воздушный, золотой.
А потом за лесом скрылся,
Покачавшись над водой. (Солнце)

Кто-то утром не спеша
Надувает красный шар,
А как выпустит из рук —
Станет вдруг светло вокруг. (Солнце)

В синей чаше алый мяч,
Он и светел, и горяч. (Солнце)

Бродит одиноко
Огненное око.
Всюду, где бывает,
Взглядом согревает. (Солнце)

Что выше леса,
Краше света,
Без огня горит? (Солнце)
На тарелке колобок —
Золотой горячий бок.
А тарелка голубая —
Не видать конца и края. (Солнце на небе)

Доброе, хорошее
На людей глядит,
А людям на себя
Глядеть не велит. (Солнце)

От одного очага весь свет греется. (Солнце)

И увидеть рады,
И отводим взгляды. (Солнце)

До чего сияет ярко,
Щедро дарит всем подарки:
Теплоту, добро и свет
Миллионы долгих лет.
Утром выгляну в оконце,
В небе радостное… (солнце).

Сито свито,
Золотом покрыто,
Кто взглянет,
Тот заплачет. (Солнце)

По небу ходит
Маляр без кистей.
Краской коричневой
Красит людей. (Солнце)

В день дождливый и погожий
Через небо держит путь.
Коль захочет, разом может
В сотню окон заглянуть! (Солнце)

Удивилась очень Катя,
Посмотрев в оконце —
Почему-то на закате
Стало красным … (солнце).

Что видим мы, взглянув в оконце?
Нам ярким светом светит … (солнце).

Без него плачемся,
А как появится – прячемся. (Солнце)

Голубой платок, алый колобок,
По платку катается, людям улыбается. (Солнце на небе)

Влезет в окно,
Растянется, как сукно.
Не прогонишь ни пестом, ни шестом.
Пора придёт – само уйдёт. (Солнце)

Почему у солнца не заканчивается кислород во время горения?

Категория: Космос Опубликовано: 20 марта 2015 г.

Public Domain Image, источник: SOHO / ESA / NASA.

У солнца не заканчивается кислород по той простой причине, что оно не использует кислород для горения. Сжигание солнца — это не химическое горение. Это ядерный синтез. Не думайте о солнце как о гигантском костре. Это больше похоже на гигантскую водородную бомбу.

При стандартном сгорании углерода атомы углерода в топливе движутся ближе к атомам кислорода в воздухе и связываются вместе, образуя диоксид углерода и монооксид углерода.В то же время атомы водорода в топливе связываются с атомами кислорода, образуя молекулы воды. Часто при пожаре на основе углерода происходят другие химические реакции, но основными из них являются сгорание атомов углерода и водорода. Это горение высвобождает энергию, которую мы воспринимаем как тепло и свет, исходящие от пламени. Большинство пожаров, которые мы видим в повседневной жизни, связаны с сжиганием углерода: костры, пламя духовок, пламя свечей, грили для барбекю, лесные пожары, газовые печи, горение бензина в двигателях и т. Д.Важно помнить, что для сжигания углерода требуется кислород. Как только не остается кислорода, горение угля прекращается.

При ядерном синтезе ядра атомов сливаются вместе, образуя новые, более крупные ядра. Поскольку ядро ​​атома определяет, что это за атом и как он себя ведет, изменение ядра заставляет атом стать новым элементом. Например, два атома водорода сливаются вместе, образуя один атом гелия. Ядерный синтез не требует кислорода. На самом деле, вам вообще не нужен никакой другой материал.Вам просто нужно достаточно давления или тепла, чтобы сжать ядра атомов достаточно близко, чтобы они преодолели свое электростатическое отталкивание и связались в единое ядро. В ядерной термоядерной бомбе высокое давление и температура обеспечивается другими бомбами. В термоядерном термоядерном реакторе токамак высокие давления и температуры создаются магнитными ограничивающими полями, введением электромагнитных волн и инжекцией высокоэнергетических частиц. В звездах сильное давление и температура обеспечивается гравитацией. Звезда имеет такую ​​большую массу, что гравитация, создаваемая этой массой, раздавливает звезду настолько, что вызывает ядерный синтез. Ядерный синтез в звездах высвобождает огромное количество энергии, которую мы в конечном итоге воспринимаем как солнечный свет. Энергия, выделяемая при синтезе, также помогает поддерживать реакцию ядерного синтеза. Внутренняя температура нашего Солнца составляет 16 миллионов Кельвинов, а давление в ядре — 25 тысяч триллионов Ньютонов на квадратный метр. Солнце становится настолько горячим от ядерного синтеза, что светится и излучает свет, точно так же, как кусок металла светится красным, если его нагреть.

В ядерном синтезе действуют две основные силы: электромагнитная сила и сильная ядерная сила. Электромагнитная сила отталкивания между положительно заряженными ядрами является дальнодействующей, но относительно слабой, в то время как сильная ядерная сила притяжения является короткодействующей, но сильной. Когда два ядра находятся достаточно далеко друг от друга, преобладает отталкивающая электромагнитная сила, разделяющая ядра. По мере приближения двух ядер электромагнитное отталкивание усиливается, и сталкивать ядра становится все труднее и труднее.Когда два ядра сближаются достаточно близко, доминирует короткодействующая ядерная сила притяжения, и два ядра слипаются, образуя новое ядро. По этой причине требуется большое давление, чтобы подтолкнуть ядра достаточно близко, чтобы они слились вместе.

В принципе, любые два ядра могут быть слиты в одно ядро. Однако легче всего объединить (и больше всего энергии выделяется) ядра, которые имеют небольшое электромагнитное отталкивание, потому что у них небольшой электрический заряд. Ядра с наименьшим электрическим зарядом — это более легкие элементы, такие как водород и гелий.В звездах происходит синтез водорода в основном с самим собой или с другими легкими элементами. Поскольку гравитация — это то, что обеспечивает давление, чтобы зажечь ядерный синтез в звездах, и поскольку гравитация вызвана массой, все, что вам нужно, — это достаточно большая масса водорода, чтобы в конечном итоге горящие звезды. В звездах очень мало кислорода. Кислород, который там есть, был создан путем многократного плавления водорода, пока не превратился в кислород.

Темы:
горение, горение, огонь, ядерный синтез, солнце

Когда умрет Солнце?

Солнце дает энергию жизни на Земле, и без этой звезды нас бы здесь не было.Но, как и большинство вещей в космосе, даже звезды имеют ограниченный срок жизни, и когда-нибудь наше Солнце умрет.

Впрочем, вам не стоит беспокоиться об этой солнечной смерти в ближайшее время. Внутри Солнца вращающийся термоядерный двигатель питает звезду, и у него все еще осталось много топлива — примерно на 5 миллиардов лет.

Звезды, подобные нашему Солнцу , образуются, когда огромное облако газа (в основном водорода и гелия) становится настолько большим, что коллапсирует под собственным весом. В центре этой схлопывающейся массы газа давление настолько велико, что тепло достигает невообразимых уровней, причем температура настолько высока, что атомы водорода теряют свои электроны. Эти обнаженные атомы водорода затем сливаются вместе в атомы гелия, и эта реакция высвобождает достаточно энергии, чтобы противостоять интенсивному давлению гравитации, разрушающему облако газа. Битва между гравитацией и энергией термоядерных реакций питает наше Солнце и миллиарды других звезд в нашей галактике и за ее пределами. [ Протонный синтез, источник энергии Солнца, объяснение (инфографика) ]

Что произойдет, когда солнце умрет?

Но примерно через 5 миллиардов лет у Солнца закончится водород.Наша звезда в настоящее время находится в наиболее стабильной фазе своего жизненного цикла, с момента рождения нашей солнечной системы года, примерно 4,5 миллиарда лет назад. Как только весь водород будет израсходован, солнце выйдет из этой стабильной фазы. Как написала астрофизик Джиллиан Скаддер в статье для The Conversation , когда в ядре не останется водорода для плавления, вокруг заполненного гелием ядра сформируется оболочка из термоядерного водорода. Гравитационные силы возьмут верх, сжимая ядро ​​и позволяя остальной части Солнца расширяться.Наша звезда вырастет и станет больше, чем мы можем себе представить — настолько большой, что окутает внутренние планеты, включая Землю. Именно тогда солнце станет красным гигантом .

Примерно миллиард лет солнце будет гореть как красный гигант. Затем водород во внешнем ядре истощится, и останется много гелия. Затем этот элемент будет сливаться с более тяжелыми элементами, такими как кислород и углерод, в реакциях, которые не выделяют столько энергии. Как только весь гелий исчезнет, ​​силы тяжести возьмут верх, и Солнце превратится в белого карлика .Весь внешний материал рассеется, оставив после себя планетарную туманность .

«Когда звезда умирает, она выбрасывает в космос массу газа и пыли, известную как ее оболочка. Оболочка может составлять половину массы звезды. Это показывает ядро ​​звезды, которое к этому моменту находится в звездной оболочке. у жизни заканчивается топливо, она в конце концов выключается и, прежде чем окончательно умирает, — сказал астроном Альберт Зейлстра из Манчестерского университета в Соединенном Королевстве в заявлении .

По оценкам астрономов, Солнцу осталось от 7 до 8 миллиардов лет до того, как оно рассосется и умрет. К тому времени человечество может уже давно исчезнуть, или, возможно, мы уже колонизируем другую планету.

Дополнительные ресурсы:

как горит Солнце?

Curious Kids — серия для детей. Если у вас есть вопрос, на который вам нужен эксперт, отправьте его по адресу [email protected] Возможно, вам также понравится подкаст «Представь это», совместное производство ABC KIDS listen и The Conversation, основанное на «Любопытных детях».


Если ничто не может гореть без кислорода, то как же горит Солнце? — вопрос Шашикант Патил.


Это правда, что здесь, на Земле, если вы хотите что-то сжечь, вам нужен кислород. Но Солнце другое. Он не горит таким же пламенем, как на Земле, если бы вы зажгли свечу.

Вы слышали о ядерной реакции? Это очень мощный процесс, который вызывает выделение лота и энергии. Что ж, внутри гигантского газового шара, который мы называем Солнцем, прямо сейчас происходит ядерная реакция.

Обсерватория солнечной динамики НАСА сделала этот снимок солнечной вспышки — как видно на яркой вспышке справа — 10 сентября 2017 года.
Кредиты: НАСА / SDO / Годдард

Это означает, что легкие частицы врезаются друг в друга очень и очень быстро. Они бьют друг друга так быстро и так сильно, что как бы склеиваются. Это то, что ученые называют «синтезом», и это может вызвать создание других элементов и атомов.Вся эта деятельность вызывает высвобождение большого количества энергии, которая нагревает все рядом с собой.

Самая горячая часть Солнца — это его ядро. Тепло и свет распространяются от центра газового шара к краям, и это то, что заставляет Солнце светиться.

Итак, на Солнце нет нормального «пламени» — по крайней мере, не такого, как пламя, которое мы имеем в огне здесь, на Земле, — потому что энергия, свет и тепло исходят от ядерной реакции.

А поскольку обычного пламени нет, кислород вам не нужен.




Читать далее:
Любопытные дети: почему мир хранит ядерные отходы, а не просто выбрасывает их на Солнце или в глубокий космос?


Знаете ли вы, что Солнце тоже громкое?

Вся эта активность внутри Солнца создает множество звуковых волн. Итак, Солнце громкое и вибрирует, как церковный колокол.

Из-за высоких температур внутри звуковые волны распространяются очень быстро и сталкиваются друг с другом, что и вызывает вибрацию.Солнечные землетрясения очень сильно сотрясают Солнце. Они могут вызвать то, что мы называем «солнечными вспышками», когда мощный выброс энергии исходит от Солнца.

Вот видео солнечной вспышки, произошедшей в 2017 году:


НАСА.

Я астрофизик, увлеченный вибрациями Солнца. Я ищу больше землетрясений внутри Солнца и других звезд (в конце концов, Солнце — это просто звезда).

Если вы тоже заинтересованы в обнаружении солнечных землетрясений, посмотрите изображения, полученные из обсерватории солнечной динамики НАСА.




Читать далее:
Любопытные дети: Есть ли что-нибудь горячее Солнца?


Здравствуйте, любопытные ребята! У вас есть вопрос, на который вы хотите дать ответ эксперта? Попросите взрослого отправить свой вопрос по адресу [email protected]

CC BY-ND

Сообщите нам свое имя, возраст и город, в котором вы живете. Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все возможное.

Любопытных детей: Как горит Солнце? — The Conversation — ABC Education

The Conversation просит детей присылать вопросы, на которые им нужен эксперт. Шашикант спрашивает: если ничто не может гореть без кислорода, как горит Солнце? Объясняет астрофизик.

Это правда, что здесь, на Земле, если вы хотите что-то сжечь, вам нужен кислород. Но Солнце другое. Он не горит таким же пламенем, как на Земле, если бы вы зажгли свечу.

Вы слышали о ядерной реакции? Это очень мощный процесс, который вызывает выделение лота и энергии. Что ж, внутри гигантского газового шара, который мы называем Солнцем, прямо сейчас происходит ядерная реакция.

Обсерватория солнечной динамики НАСА сделала это изображение солнечной вспышки — как видно на яркой вспышке справа — 10 сентября 2017 года. (Источники: NASA / SDO / Goddard)

Это означает, что частицы света врезаются в друг друга очень и очень быстро.Они бьют друг друга так быстро и так сильно, что как бы склеиваются. Это то, что ученые называют «синтезом», и это может вызвать создание других элементов и атомов. Вся эта деятельность вызывает высвобождение большого количества энергии, которая нагревает все рядом с собой.

Самая горячая часть Солнца — это его ядро. Тепло и свет распространяются от центра газового шара к краям, и это то, что заставляет Солнце светиться.

Итак, на Солнце нет нормального «пламени» — по крайней мере, не такого, как пламя, которое возникает в огне здесь, на Земле, — потому что энергия, свет и тепло исходят от ядерной реакции.

А поскольку нормального пламени нет, кислород вам не нужен.

Знаете ли вы, что Солнце тоже громкое?

Вся эта активность внутри Солнца создает множество звуковых волн. Итак, Солнце громкое и вибрирует, как церковный колокол.

Из-за высоких температур внутри звуковые волны распространяются очень быстро и сталкиваются друг с другом, что и вызывает вибрацию. Солнечные землетрясения очень сильно сотрясают Солнце. Они могут вызвать то, что мы называем «солнечными вспышками», когда мощный выброс энергии исходит от Солнца.

Вот видео солнечной вспышки, произошедшей в 2017 году:

НАСА.

Я астрофизик, увлеченный вибрациями Солнца. Я ищу больше землетрясений внутри Солнца и других звезд (в конце концов, Солнце — это просто звезда).

Если вы тоже заинтересованы в поиске солнечных землетрясений, посмотрите изображения, полученные из обсерватории солнечной динамики НАСА.

Найдите дополнительные образовательные ресурсы о Солнце на сайте ABC Education.


Здравствуйте, любопытные ребята! У вас есть вопрос, на который вы хотите получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить его curiouskids @ theconversation.edu.au. Убедитесь, что они включают ваше имя, возраст и город, в котором вы живете. Приветствуются все вопросы — серьезные, странные или дурацкие!

Алина Донеа, старший преподаватель, Центр астрофизики Монаш, Университет Монаша . Эта статья переиздана из журнала The Conversation. Прочтите оригинальную статью.
Изображение 1: Эмили Нанелл / The Conversation CC-NY-BD, CC BY

Солнце не умрет в течение 5 миллиардов лет, так почему же людям осталось на Земле всего 1 миллиард лет?

Когда Солнце превратится в красного гиганта, океаны закипят, и Земля станет непригодной для жизни. Предоставлено: Fsgregs, CC BY-SA.

Через несколько миллиардов лет Солнце станет таким большим красным гигантом, что поглотит нашу планету. Но Земля станет непригодной для жизни гораздо раньше. Примерно через миллиард лет солнце станет достаточно горячим, чтобы вскипятить наши океаны.

Солнце в настоящее время классифицируется как звезда «главной последовательности». Это означает, что он находится в наиболее стабильной части своей жизни, превращая водород, присутствующий в его ядре, в гелий.Для звезды такого размера, как наша, эта фаза длится немногим более 8 миллиардов лет. Нашей Солнечной системе чуть более 4,5 миллиардов лет, поэтому Солнце прошло чуть больше половины своего стабильного срока жизни.

Даже звезды умирают

По прошествии 8 миллиардов лет счастливого сжигания водорода в гелий жизнь на Солнце становится немного интереснее. Ситуация изменится, потому что у Солнца закончится водород в ядре — все, что останется, — это гелий. Проблема в том, что солнечное ядро ​​недостаточно горячее или плотное, чтобы сжигать гелий.

В звезде гравитационная сила притягивает все газы к центру. Когда у звезды есть водород для горения, образование гелия создает достаточное внешнее давление, чтобы уравновесить гравитационное притяжение. Но когда в ядре звезды не остается ничего, что можно было бы сжечь, силы тяжести берут верх.

В конце концов эта сила сжимает центр звезды до такой степени, что он начинает сжигать водород в небольшой оболочке вокруг мертвого ядра, которое все еще полно гелия. Как только Солнце начнет сжигать больше водорода, его сочтут «красным гигантом».

Великолепное корональное массовое извержение. Предоставлено: НАСА, CC BY.

Процесс сжатия в центре позволяет внешним областям звезды расширяться наружу. Горящий водород в оболочке вокруг ядра значительно увеличивает яркость солнца. Поскольку размер звезды увеличился, поверхность остывает и превращается из раскаленной добела в раскаленную докрасна. Поскольку звезда ярче, краснее и физически больше, чем раньше, мы называем эти звезды «красными гигантами».

Огненная кончина Земли

Широко известно, что Земля как планета не выживет после расширения Солнца в полномасштабную красную гигантскую звезду. Поверхность Солнца, вероятно, достигнет текущей орбиты Марса — и, хотя орбита Земли, возможно, также немного расширилась наружу, этого будет недостаточно, чтобы спасти ее от втягивания на поверхность Солнца, после чего наша планета будет быстро распадаются.

Жизнь на планете столкнется с проблемами задолго до того, как сама планета распадется.Даже до того, как Солнце перестанет сжигать водород, оно изменится по сравнению с нынешним состоянием. Солнце увеличивает свою яркость примерно на 10% каждые миллиард лет, которые оно использует для сжигания водорода. Повышенная яркость означает увеличение количества тепла, получаемого нашей планетой. По мере того, как планета нагревается, вода на поверхности нашей планеты начнет испаряться.

Увеличение яркости Солнца на 10% по сравнению с нынешним уровнем звучит не так уж и много, но это небольшое изменение яркости нашей звезды будет довольно катастрофическим для нашей планеты.Это изменение является достаточным увеличением энергии, чтобы изменить расположение обитаемой зоны вокруг нашей звезды. Обитаемая зона определяется как диапазон расстояний от любой данной звезды, где жидкая вода может быть стабильной на поверхности планеты.

При увеличении яркости нашей звезды на 10% Земля больше не будет находиться в зоне обитания. Это будет означать начало испарения наших океанов. К тому времени, когда Солнце перестанет сжигать водород в своем ядре, Марс окажется в обитаемой зоне, а Земля будет слишком горячей, чтобы поддерживать воду на своей поверхности.

Неопределенные модели

Это 10% -ное увеличение яркости Солнца, вызывающее испарение наших океанов, произойдет в течение следующего миллиарда лет или около того. Прогнозирование того, насколько быстро будет развиваться этот процесс, зависит от того, с кем вы разговариваете. Большинство моделей предполагают, что по мере испарения океанов все больше и больше воды будет присутствовать в атмосфере, а не на поверхности. Это будет действовать как парниковый газ, улавливая еще больше тепла и вызывая испарение все большего и большего количества океанов, пока земля в основном не станет сухой, а атмосфера не будет удерживать воду, но при чрезвычайно высокой температуре.

По мере насыщения атмосферы водой, вода, находящаяся в верхних частях нашей атмосферы, будет подвергаться бомбардировке солнечным светом высокой энергии, который расщепит молекулы и позволит воде уйти в виде водорода и кислорода, в конечном итоге истекая кровью Земли сухой от воды.

Модели различаются по скорости, с которой земля достигает точки невозврата. Некоторые предполагают, что Земля станет негостеприимной до отметки в 1 миллиард лет, поскольку взаимодействие между нагретой планетой и скалами, океанами и тектоникой плит высушит планету еще быстрее.Другие предполагают, что жизнь может продержаться чуть дольше 1 миллиарда лет из-за различных требований различных форм жизни и периодических выбросов критических химикатов в результате тектоники плит.

Земля — ​​сложная система, и ни одна модель не идеальна. Однако вполне вероятно, что у нас осталось не более миллиарда лет, чтобы жизнь на нашей планете могла процветать.


Некоторые потенциально пригодные для жизни планеты начинались как газообразные, похожие на Нептун миры.


Эта история любезно опубликована The Conversation (по лицензии Creative Commons-Attribution / Без производных).

Ссылка :
Солнце не умрет в течение 5 миллиардов лет, так почему же людям осталось на Земле всего 1 миллиард лет? (2015, 13 февраля)
получено 6 мая 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2015-02-sun-wont-die-миллиард-years.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Наша Звезда, Солнце | StarDate Online

По человеческим меркам Солнце вечно.Он поднимается на востоке каждое утро, садится на западе каждый вечер и ярко сияет, пересекая небо. Однако, как и все звезды, Солнце постоянно меняется. Некоторые изменения происходят в течение дней или даже минут, для других требуются десятилетия, а для третьих — миллионы или миллиарды лет.

Солнце родилось около 4,6 миллиарда лет назад в результате гравитационного коллапса огромного облака газа и пыли. Материал в центре облака был сжат так сильно, что стал достаточно горячим, чтобы зажечь ядерный синтез.

Сегодня Солнце продолжает синтезировать атомы водорода, чтобы в ядре образовался гелий. Каждую секунду он сжигает около 600 миллионов тонн водорода, в результате чего получается 596 миллионов тонн гелия. Оставшиеся четыре миллиона тонн водорода преобразуются в энергию, заставляющую сиять Солнце. Большая часть этой энергии находится в форме гамма-лучей и рентгеновских лучей. По мере того, как энергия продвигается к поверхности — процесс, который занимает столетия — она ​​поглощается другими атомами, а затем повторно излучается на других длинах волн. Когда он достигает поверхности, откуда он может уйти в космос, большая часть энергии находится в форме видимого света.

Движение горячего газа под поверхностью Солнца создает мощное магнитное поле. Поле окружает Солнце магнитными силовыми линиями. Эти линии переплетаются, образуя на поверхности Солнца относительно холодные темные магнитные бури, известные как солнечные пятна. Иногда запутанные линии «лопаются», вызывая огромные энергетические взрывы, известные как солнечные вспышки. Магнитные эффекты также вытягивают большие потоки горячего газа с поверхности Солнца, и они нагревают тонкую внешнюю атмосферу Солнца до более чем одного миллиона градусов.

Число солнечных пятен и вспышек достигает пика каждые 11 лет, когда магнитное поле Солнца переворачивается. Для завершения полного цикла требуется два «переворота».

Солнце будет сжигать водород еще несколько миллиардов лет. По мере того, как он истощает запасы водорода, его ядро ​​сжимается, а температура поднимается достаточно высоко, чтобы вместо этого он мог сжигать гелий. Поверхность Солнца раздувается, как воздушный шар, становясь все холоднее, ярче и краснее, образуя красного гиганта.

В конце концов, когда Солнце сжигает гелий, чтобы сформировать более тяжелые элементы, оно достигнет критической точки, когда синтез не может высвободить достаточно энергии для образования новых элементов, поэтому синтез закончится.

После этого Солнце сбросит свои внешние слои, окружив себя красочным пузырем газа, называемым планетарной туманностью. По мере того как туманность рассеивается, распределяя углерод, кислород и другие элементы в галактике, останется только коллапсировавшее ядро ​​Солнца — плотный шар не больше Земли, содержащий около 60 процентов первоначальной массы Солнца. Этот мертвый остаток называется белым карликом. В течение многих миллиардов лет Солнце в виде белого карлика остынет и исчезнет из поля зрения, оставив после себя темный космический тлеющий уголек.

Что такое солнечные пятна?

Солнечные пятна — это области на видимой поверхности Солнца или «фотосфере», где газы были захвачены магнитными полями. Более горячий материал, вырывающийся из недр Солнца, не может проникнуть через сильные магнитные поля (примерно в 10 000 раз сильнее земных) и, таким образом, не может достичь поверхности. Эти магнитные области холоднее (около 6700 градусов по Фаренгейту (3750 C)), чем остальная часть фотосферы, поэтому светятся они не так ярко. Солнечные пятна на самом деле довольно яркие, но выглядят как темные пятна на гораздо более ярком фоне.

Солнечные пятна имеют сложную структуру, обусловленную геометрией магнитных полей. Самая темная область в центре, «тень», — это место, где магнитное поле наиболее сильное. По краю пятна поле ослабевает, поэтому эта «полутень» немного ярче и показывает радиальные полосы. Иногда «световые мосты» пересекают тень, как искры, прыгающие через зазор в свече зажигания.

Количество солнечных пятен, видимых на поверхности Солнца, варьируется от максимального до минимального и обратно в течение среднего периода в 11 лет, называемого циклом солнечных пятен.Самый последний солнечный максимум произошел в 2014 году и был одним из самых слабых за всю историю наблюдений. Самый последний минимум произошел в 2019 году. Ученые предсказывают, что следующий пик будет между 2023 и 2026 годами и может быть даже слабее предыдущего.

DOE объясняет … Горящая плазма | Министерство энергетики

Устойчивые, продолжающиеся реакции синтеза, подобные тем, что происходят на нашем Солнце, зависят от горящей плазмы . Плазма, одно из четырех основных состояний вещества, состоит из газа ионов и свободных электронов.Горящая плазма — это плазма, в которой большая часть нагрева происходит за счет термоядерных реакций с участием тепловых ионов плазмы. На Солнце в этих реакциях синтеза участвуют ионы водорода. Высокие температуры, необходимые для поддержания реакций термоядерного синтеза, поддерживаются процессом «самонагрева», в котором энергия реакции термоядерного синтеза нагревает ионы термической плазмы посредством столкновений частиц. Плазма входит в то, что ученые называют режимом горения плазмы , когда мощность самонагрева превышает любой внешний нагрев.

Многие новые научные задачи ждут ученых, стоящих на переднем крае науки о горящей плазме, включая понимание и управление сильно связанной, самоорганизованной плазмой; управление теплом и частицами, которые достигают поверхностей, обращенных к плазме; демонстрация технологии воспроизводства топлива; и физика энергичных частиц. Токамак ИТЭР станет первым экспериментом по магнитному удержанию, который исследует проблемы горящей плазмы. Ученые и инженеры ИТЭР будут исследовать физику, технику и технологии, связанные с саморазогревающейся плазмой.Все эти вопросы имеют решающее значение для более широкой цели ИТЭР, заключающейся в использовании реакций самонагревающейся плазмы, чтобы стать первым термоядерным энергетическим устройством, которое производит больше энергии, чем потребляет, что является огромным шагом на пути к коммерческому производству термоядерной энергии.

Департамент науки Министерства энергетики: вклад в науку о горящей плазме

Министерство энергетики оказывает значительную поддержку исследованиям и разработкам, связанным с горением плазмы. Исследовательская деятельность Министерства энергетики осуществляется в рамках программы Fusion Energy Sciences (FES) в рамках Управления науки Министерства энергетики США.Программа FES поддерживает организацию США по сжиганию плазмы (USBPO). USBPO — это национальная организация финансируемых FES ученых и инженеров, занимающихся исследованием свойств горящей термоядерной плазмы с магнитным удержанием. Министерство энергетики также поддерживает строительство международного проекта ИТЭР через программу FES и проектный офис ИТЭР в США. Установка ИТЭР будет способна работать в режиме горящей плазмы и нацелена на выработку 500 МВт термоядерной мощности в течение 400 секунд с уровнями мощности самонагрева, которые в два раза превышают мощность внешнего нагрева.

Факты о горящей плазме

  • Солнце — это горящая плазма, достигшая «воспламенения», что означает, что температура солнечной плазмы поддерживается исключительно за счет энергии, выделяющейся в результате синтеза. Солнце сжигает водород в течение 4,5 миллиардов лет и прошло примерно половину своего жизненного цикла.
  • Для достижения температур, необходимых для термоядерного синтеза, токамак ИТЭР будет нагревать плазму тремя способами. Омический нагрев включает тепло, выделяемое сопротивлением току плазмы, подобно тому, как нагреваются катушки в тостере. Инжекция пучка нейтральных частиц включает нагрев плазмы путем инжекции высокоэнергетических частиц в токамак. Высокочастотное электромагнитное излучение включает нагрев плазмы за счет передачи энергии от электромагнитного излучения к частицам в плазме.

Ресурсы и связанные с ними термины

Благодарности

Мэтью Ланктот (менеджер программы FES Министерства энергетики США)

Научные термины могут сбивать с толку.DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.