SLUNCE: PŮVOD, VLASTNOSTI, STRUKTURA, SLOŽENÍ, AKTIVITA - ARTE - 2025

Slunce je hvězda, která představuje střed sluneční soustavy a nejbližší k Zemi, ke kterému se dodává energii v podobě světla a tepla, což vede k ročním obdobím, klimatické a oceánské proudy planety. Stručně řečeno, nabízí primární podmínky nezbytné pro život.

Slunce je nejdůležitějším nebeským objektem pro živé bytosti. Má se za to, že vznikl asi před 5 miliardami let, z obrovského oblaku hvězdné hmoty: plynu a prachu. Tyto materiály se začaly slepovat díky gravitační síle.

Slunce dodává energii a teplo planetě, aby se tam mohl rozvíjet život. Zdroj: Pexels

Pravděpodobně se zde počítaly zbytky nějaké supernovy, hvězdy zničené kolosální kataklyzmatem, které daly vzniknout struktuře zvané proto-hvězda.

Gravitační síla způsobila, že se hromadilo stále více hmoty, a tím se také zvýšila teplota protostarů do kritického bodu, kolem 1 milionu stupňů Celsia. Právě tam byl zapálen jaderný reaktor, který dal vznik nové stabilní hvězdě: Slunce.

Obecně lze říci, že Slunce lze považovat za docela typickou hvězdu, i když s hmotou, poloměrem a některými dalšími vlastnostmi mimo to, co by mohlo být považováno za „průměr“ mezi hvězdami. Později uvidíme, ve které kategorii je Slunce mezi hvězdami, které známe.

Lidstvo bylo vždy fascinováno Sluncem a vytvořilo mnoho způsobů, jak ho studovat. V zásadě se pozorování provádí pomocí dalekohledů, které byly na Zemi po dlouhou dobu a nyní jsou také na satelitech.

Světlem je známo mnoho vlastností Slunce, například spektroskopie nám umožňuje znát jeho složení, a to díky skutečnosti, že každý prvek zanechává výraznou stopu. Meteority jsou dalším velkým zdrojem informací, protože zachovávají původní složení protostelárního mraku.

Obecné vlastnosti

Zde jsou některé z hlavních charakteristik Slunce, které byly pozorovány ze Země:

-Jeho tvar je prakticky kulovitý, díky rotaci se jen mírně zplošťuje u pólů a ze Země je považován za disk, proto se někdy nazývá sluneční disk.

- Nejhojnějšími prvky jsou vodík a helium.

-Měřeno ze Země, úhlová velikost Slunce je přibližně ½ stupně.

- Poloměr Slunce je přibližně 700 000 km a odhaduje se na základě jeho úhlové velikosti. Průměr je tedy asi 1 400 000 km, což je přibližně 109násobek průměru Země.

- Průměrná vzdálenost mezi Sluncem a Zemí je Astronomická jednotka vzdálenosti.

-Jako jeho hmotnost se získává zrychlení, které Země získá, když se pohybuje kolem Slunce a slunečního poloměru: asi 330 000krát větší než Země nebo přibližně 2 x 10 ³⁰ kg.

-Zkušební cykly nebo období velké činnosti související se slunečním magnetismem. Pak se objeví sluneční skvrny, světlice nebo světlice a erupce koronální hmoty.

- Hustota Slunce je mnohem nižší než hustota Země, protože je to plynná entita.

- Stejně jako jeho svítivost, která je definována jako množství energie vyzařované na jednotku času - síla -, odpovídá 4 x 10 ³³ erg / s nebo více než 10 ²³ kilowattů. Pro srovnání, žárovka vyzařuje méně než 0,1 kilowattu.

- Efektivní teplota Slunce je 6000 ° C. Je to průměrná teplota, uvidíme později, že jádro a korona jsou oblasti mnohem horší než to.

Klasifikace Slunce

Slunce je považováno za žlutou trpasličí hvězdu. V této kategorii jsou hvězdy, které mají hmotnost mezi 0,8-1,2 krát hmotností Slunce.

Hvězdy mají podle své jasnosti, hmotnosti a teploty určité spektrální vlastnosti. Diagram může být vytvořen umístěním hvězdy na graf teploty versus jas, známý jako Hertzsprung-Russellův diagram.

Klasifikace hvězd v Hertzsprung-Russellově diagramu. Slunce je v hlavní posloupnosti. Zdroj: Wikimedia Commons.

Na tomto diagramu je oblast, kde se nachází většina známých hvězd: hlavní sekvence.

Tam hvězdy tráví téměř celý svůj život a podle uvedených charakteristik jim je přidělen spektrální typ označený velkým písmenem. Naše Slunce je v kategorii hvězd typu G2.

Jiný docela obecný způsob klasifikace hvězd je do tří velkých skupin hvězdných populací: I, II a III, což je rozlišení podle množství těžkých prvků v jejich složení.

Například hvězdy Populace III patří mezi nejstarší, vytvořené na začátku vesmíru, krátce po Velkém třesku. V nich převládá hélium a vodík.

Naproti tomu populace I a II jsou mladší a obsahují více těžkých prvků, takže se předpokládá, že byly vytvořeny s hmotou, která zůstala při výbuchu jiných hvězd supernovy.

Mezi nimi je populace II starší a je tvořena chladnějšími a méně zářícími hvězdami. Naše Slunce bylo zařazeno do Populace I, relativně mladé hvězdy.

Struktura

Vrstevnatá struktura Slunce. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pro usnadnění studia je struktura Slunce rozdělena do 6 vrstev, rozmístěných v dobře diferencovaných oblastech, počínaje zevnitř:

- Solární jádro

-Radiční zóna

- Ochranná zóna

-Fotosféra

-Chromosféra

Jádro

Jeho velikost je asi 1/5 slunečního poloměru. Tam slunce produkuje energii, která vyzařuje, díky vysokým teplotám (15 milionů stupňů Celsia) a převládajícím tlakům, díky nimž je fúzním reaktorem.

Gravitační síla působí jako stabilizátor v tomto reaktoru, kde dochází k reakcím, při nichž vznikají různé chemické prvky. V nejzákladnějších jádrech vodíku (protony) se stávají jádra helia (částice alfa), které jsou stabilní za podmínek, které převládají uvnitř jádra.

Pak se vytvoří těžší prvky, jako je uhlík a kyslík. Všechny tyto reakce uvolňují energii, která prochází vnitřkem Slunce a šíří se po Sluneční soustavě, včetně Země. Odhaduje se, že Slunce každou sekundu přemění 5 milionů tun hmoty na čistou energii.

Radiační zóna

Energie z jádra se pohybuje směrem ven radiačním mechanismem, stejně jako oheň v ohni ohřívá okolí.

V této oblasti je hmota v plazmatickém stavu, při teplotě ne tak vysoké jako v jádru, ale dosahuje přibližně 5 milionů kelvinů. Energie ve formě fotonů - pakety nebo „quanta“ světla - jsou mnohokrát přenášeny a reabsorbovány částicemi, které tvoří plazmu.

Proces je pomalý, ačkoli fotonům z jádra v průměru trvá, než se dostanou na povrch, někdy to může trvat až milión let, než bude pokračovat v cestování do vnějších oblastí, abychom ho mohli vidět ve formě světla.

Konvektivní zóna

Protože je příchod fotonů z radiační zóny zpožděn, teplota v této vrstvě rychle klesá na 2 miliony kelvinů. Transport energie se děje konvekcí, protože hmota zde není tak ionizovaná.

Transport energie konvekcí je vytvářen pohybem vířů plynů při různých teplotách. Zahřáté atomy tedy stoupají směrem k nejvzdálenějším vrstvám Slunce a nesou tuto energii s sebou, ale nehomogenním způsobem.

Fotosféra

Tato „sféra světla“ je zjevný povrch naší hvězdy, ten, který z ní vidíme (k přímému pohledu na Slunce musíte vždy použít speciální filtry). Je zřejmé, že Slunce není pevné, ale je vyrobeno z plazmy (velmi horký, vysoce ionizovaný plyn), a proto mu chybí skutečný povrch.

Fotosféru lze prohlížet dalekohledem vybaveným filtrem. Vypadá to jako lesklý granulát na mírně tmavším pozadí s jasem mírně klesajícím směrem k okrajům. Granule jsou způsobeny konvekčními proudy, které jsme zmínili dříve.

Fotosféra je do určité míry průhledná, ale potom se materiál stává tak hustým, že není možné jej vidět.

Chromosféra

Je to nejvzdálenější vrstva fotosféry, která je ekvivalentní atmosféře a načervenalé jasnosti, s proměnnou tloušťkou mezi 8 000 a 13 000 a teplotou mezi 5 000 a 15 000 ° C. To se stane viditelným během zatmění slunce a produkuje gigantické zářící plynové bouře, jejichž výška dosahuje tisíce kilometrů.

Koruna

Je to nepravidelně tvarovaná vrstva, která se rozprostírá přes několik poloměrů slunce a je viditelná pouhým okem. Hustota této vrstvy je nižší než hustota zbytku, ale může dosáhnout teploty až 2 miliony kelvinů.

Dosud není jasné, proč je teplota této vrstvy tak vysoká, ale nějakým způsobem to souvisí s intenzivními magnetickými poli, která slunce produkuje.

Na vnější straně korony je velké množství prachu koncentrované v rovníkové rovině Slunce, které rozptyluje světlo z fotosféry a vytváří tak zvané zvěrokruhové světlo, pás slabého světla, který lze po západu slunce vidět pouhým okem. Slunce, blízko bodu na obzoru, ze kterého vychází ekliptika.

Existují také smyčky, které jdou z fotosféry do korony, tvořené mnohem chladnějším plynem než ostatní: jedná se o sluneční výčnělky, viditelné během zatmění.

Heliosféra

Difuzní vrstva, která sahá za Pluto, ve kterém se vytváří sluneční vítr a projevuje se magnetické pole Slunce.

Složení

Téměř všechny prvky, které známe z periodické tabulky, se nacházejí na slunci. Hélium a vodík jsou nejhojnějšími prvky.

Z analýzy slunečního spektra je známo, že chromosféra je složena z vodíku, helia a vápníku, zatímco železo, nikl, vápník a argon byly nalezeny v ionizovaném stavu v koroně.

Slunce samozřejmě změnilo své složení v průběhu času a bude tak činit i nadále, protože spotřebovává vodík a hélium.

Solární aktivita

Z našeho pohledu se zdá, že Slunce je docela klidné. Ve skutečnosti je to však místo plné činnosti, ve kterém se jevy objevují v nepředstavitelném měřítku. Všechny poruchy, které se na Slunci vyskytují nepřetržitě, se nazývají sluneční aktivita.

Magnetismus hraje v této činnosti velmi důležitou roli. Mezi hlavní jevy, ke kterým dochází na slunci, patří:

Slunce

Prominence, hrboly nebo vlákna se tvoří v koruně a sestávají z vysokoteplotních plynových struktur, dosahujících velké výšky.

Jsou vidět na okraji solárního disku v podobě podlouhlých struktur, které se vzájemně blokují a jsou průběžně upravovány magnetickým polem Slunce.

Vyhození koronální hmoty

Jak jeho název napovídá, velké množství hmoty je vypuzováno při vysoké rychlosti Sluncem rychlostí asi 1000 km / s. Je to proto, že linie magnetického pole se prolínají mezi sebou a kolem slunečního výčnělku, což způsobuje únik materiálu.

Obvykle trvají hodiny, dokud se čáry magnetického pole nerozbijí. Ejekce koronální hmoty vytvářejí velký tok částic, které se během několika dnů dostanou na Zemi.

Tento proud částic interaguje s magnetickým polem Země a projevuje se mimo jiné jako polární a jižní světla.

Sluneční skvrny

Jsou to oblasti fotosféry, kde je magnetické pole velmi intenzivní. Vypadají jako tmavé skvrny na slunečním disku a mají nižší teplotu než ostatní. Obvykle se objevují ve vysoce variabilních skupinách, jejichž periodicita je 11 let: slavný Sluneční cyklus.

Skupiny bodů jsou velmi dynamické, sledují rotační pohyb Slunce, s větším bodem, který jde dopředu a dalším, který skupinu uzavírá. Vědci se pokusili předpovědět počet míst v každém cyklu s relativním úspěchem.

Plameny

Vyskytují se, když Slunce vypuzuje materiál z chromosféry a korony. Jsou považovány za záblesk světla, který způsobuje, že některé oblasti Slunce vypadají jasněji.

Smrt

Stejně jako jakákoli jiná hvězda, Slunce zmizí jednoho dne, ale nebude to v blízké budoucnosti. Zdroj: Pxhere.

Dokud její jaderné palivo vydrží, Slunce bude nadále existovat. Naše hvězda jen stěží splňuje podmínky pro smrt ve velké katastrofě typu supernovy, protože na to hvězda potřebuje mnohem větší hmotu.

Šance jsou tedy tak, že jakmile dojde k vyčerpání zásob, Slunce se zvětší a změní se na červeného obra, který vypařuje oceány Země.

Vrstvy Slunce se kolem ní rozprostírají, pohlcují planetu a vytvářejí mlhovinu sestávající z velmi jasného plynu, což je pohled, který by lidstvo mohlo ocenit, pokud by se poté usadilo na vzdálené planetě.

Zbytek starověkého Slunce, který zůstane uvnitř mlhoviny, bude velmi malý bílý trpaslík, o velikosti Země, ale mnohem hustší. Ochladí se velmi, velmi pomalu, v této fázi může utratit asi 1 miliardu dalších let, až se z něj stane černý trpaslík.

Ale v tuto chvíli není důvod se obávat. Odhaduje se, že Slunce v této době žilo méně než polovinu své životnosti a bude to mezi 5000 a 7000 miliony let, než začne fáze červeného obra.

Reference

1. Vše o vesmíru. 2016.Tour of the Universe. Představte si publikování.
2. Jak to funguje. 2016. Book of Space. Představte si publikování.
3. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redakční reverté.
4. Wikipedia. Hertzsprung-Russellův diagram. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Hvězdná populace. Obnoveno z: es.wikipedia.org.