Сонце (лат. Sol) — це середньорозмірна зоря, що є центром Сонячної системи. Найбільше світлове джерело, яке надає нам тепло і світло. Це єдина зоря, навколо якої обертаються планети нашої системи, включаючи Землю.
Сонце випромінює переважно у спектрі видимого світла, в ультрафіолетовому та інфрачервоному діапазонах і є найважливішим джерелом енергії для життя на Землі, а також визначає клімат планети.
Характеристики
- Вік: Приблизно 4,6 мільярдів років.
- Діаметр: близько 1,39 мільйона кілометрів (приблизно в 109 разів більше за діаметр Землі)
- Маса: Сонця становить приблизно 1.989 × 1030 кілограмів. Це близько 333,000 разів більше маси Землі.
- Температура поверхні: близько 5500 °C
- Температура ядра: близько 15 мільйонів °C
- Середня густина сонячної речовини: 1400 кг/куб.м.
- Відстань до Землі: 1.496×108 км
Хімічний склад Сонця
Сонце, як і всі зорі, складається з хімічних елементів. Їхній склад можна визначити, аналізуючи спектр Сонця.
- Водень: близько 73% за масою і 92% за об’ємом.
- Гелій: близько 25% за масою і 7% за об’ємом.
- Інші елементи: менше 2% за масою, включаючи кисень, вуглець, неон, азот, магній, кремній, сірку, залізо, хром, кальцій та титан.
Речовина Сонця дуже іонізована, тобто атоми втратили свої зовнішні електрони й разом з ними стали вільними частинками іонізованого газу — плазми.
Будова Сонця
- Ядро: Центральна частина Сонця, де відбуваються ядерні реакції, перетворюючи водень у гелій і випромінюючи величезну кількість енергії.
- Зона випромінювання (радіативна зона): є регіоном, розташованим між його центральним ядром і конвективною зоною. Вона займає проміжок від приблизно 0,3 до 0,7 радіуса від центра Сонця. У цій зоні енергія, вироблена в ядрі внаслідок термоядерних реакцій, передається назовні головним чином через процеси випромінювання та поглинання фотонів.
- Конвективна зона: Зона, де тепло переміщується за допомогою конвекції, а не випромінюванням. Тут гарячі гази піднімаються вгору, а холодні гази опускаються вниз. (0,7 радіуса Сонця до його видимої поверхні, фотосфери)
- Фотосфера: Зовнішній шар Сонця, який видимий для спостереження. Тут спостерігаються сонячні плями і сонячні спалахи.
- Хромосфера: Шар, розташований вище фотосфери, видимий під час сонячних затемнень.
- Сонячні плями: Темні утворення на Сонці, температура яких знижена приблизно на 1500 К у порівнянні з навколишніми ділянками фотосфери.
- Сонячна корона: Зовнішній шар атмосфери Сонця, що простягається на дуже великі відстані в космос. Її температура набагато вища, ніж у будь-якому іншому шарі Сонця.
Ядро
В центрі Сонця, на відстані до 0,3 радіуса від його центру, відбуваються умови, сприятливі для термоядерних реакцій, які перетворюють атоми легких хімічних елементів у більш важкі атоми. Зокрема, із ядер гідрогену утворюється другий з легких елементів – гелій. Для утворення одного ядра гелію потрібно чотири ядра гідрогену. На проміжних стадіях реакції виникають ядра дейтерію і тритію. Ця реакція називається протон-протонною реакцією.
Під час цієї реакції частина маси реагуючих ядер гідрогену перетворюється на величезну кількість енергії, яка й підтримує випромінювання Сонця. Енергія, що виробляється в центральній частині зорі, передається назовні через шари, які оточують центр.
Зона випромінювання (радіативна зона)
Усередині Сонця, від 0,3 до 0,7 радіуса від його центру, знаходиться зона випромінювання, де енергія поширюється через процеси поглинання та випромінювання γ-квантів. Народжені в центрі Сонця γ-кванти мають енергію в мільйони разів більшу, ніж енергія квантів видимого світла. Довжина хвилі γ-квантів дуже мала. У процесі поглинання γ-квантів атомами і подальшого їх перевипромінювання, відбувається поступове зменшення їхньої енергії та збільшення довжини хвилі. Кількість квантів при цьому процесі збільшується. Потужні γ-кванти поступово діляться на кванти з меншою енергією: виникають рентгенівські, ультрафіолетові, видимі та інфрачервоні промені.
Конвективна зона
Від приблизно 0,7 радіуса Сонця до його видимої поверхні, фотосфери це – конвективна зона де енергія передається не випромінюванням, а за допомогою конвекції. Гаряча плазма підіймається від нижніх шарів до поверхні, де вона охолоджується, віддаючи свою енергію, і знову опускається вниз.
Атмосфера Сонця
Все видиме випромінювання Сонця виходить з дуже тонкого шару фотосфери. Слабке випромінювання більш високих шарів Сонця можна спостерігати під час повного сонячного затемнення, коли диск Місяця повністю закриває фотосферу і стає видно
хромосферу й корону. Фотосфера, хромосфера й корона утворюють атмосферу Сонця
Фотосфера знаходиться безпосередньо над конвективною зоною і є найнижчим шаром сонячної атмосфери. Це область, з якої випромінюється основна частина сонячного світла, що досягає Землі.
- Фотосфера має товщину приблизно 500 км.
- Температура фотосфери коливається від приблизно 4500 К до 6000 К (близько 4200-5700°C).
Сонячні плями – це тимчасові явища на фотосфері, які виглядають як темні плями. Вони утворюються внаслідок концентрації магнітного поля, яке пригнічує конвекцію і знижує температуру цих областей.
Хромосфера – це шар атмосфери Сонця, розташований над фотосферою і під короною. Вона є другою за товщиною після фотосфери і займає проміжне місце між фотосферою і короною.
- Температура хромосфери зростає з висотою, від приблизно 4500 К біля нижньої межі до 25 000 К у верхніх шарах.
- Хромосфера має товщину близько 2000-3000 км.
На краю сонячного диска добре видно протуберанці – це гігантські арки або виступи, що ніби спираються на хромосферу. Протуберанці добре видно під час сонячних затемнень, коли місяць закриває яскраву фотосферу.
Корона Сонця – це найзовнішній шар сонячної атмосфери, який простягається на мільйони кілометрів у космос. Це розріджений шар плазми, який має дуже високу температуру і низьку густину.
Рух і положення Сонця в галактиці
Сонце знаходиться в одному з зовнішніх рукавів галактики Чумацький шлях, який відомий як Рукав Оріона.
Відстань Сонця до Галактичного центру складає 26 660 світлових років, а його швидкість відносно центру — приблизно 220 км/с.
Повний оберт Сонце здійснює кожні 240 мільйонів років. Такий оберт називають також Галактичним роком Сонячної системи.
Сонце грає важливу роль у підтримці життя на Землі, забезпечуючи необхідне тепло для рослинного та тваринного життя.