Какова температура поверхности солнца в цельсиях

Какая температура Солнца

Космическое пространство содержит огромное количество звёзд с разными характеристиками. Для землян самым основным светилом является Солнце. Оно даёт энергию, греет и радует душу. Но какова температура Солнца? Ответ на этот вопрос будет изучен в статье.

Интересные факты

В составе звезды присутствуют следующие элементы:

• водород в количестве 70%;
• гелий в содержании 28%;
• металлические вещества и соединения – 2%.

Если бы этой звезды не существовало, жизни на Земле не было бы и не могло бы быть. Наши предки осознавали, насколько их жизнь зависит от «поведения» светила, поэтому нередко поклонялись ему и сравнивали его с божеством. С тех пор это стало существенным поводом для того, чтобы начать детальное изучение этого «огненного шара».

Изображение поверхности и короны Солнца, полученное Солнечным оптическим телескопом (SOT) на борту спутника Hinode. Получено 12 января 2007 года.

Многочисленные исследования, проведённые в научном мире, позволяют современным изыскателям заглянуть в далёкое прошлое. Возраст Солнца составляет 5 млрд. лет. Есть мнение, что спустя 4 млрд. лет его свечение станет более ярким, нежели сегодня. Науке также известен термин «солнечный цикл», которым характеризует минимальную и максимальную активность звезды Солнечной системы. В рамках нескольких последних циклов этот показатель увеличился на 0,1%.

О температурных значениях

Температура Солнца, особенно в центральной части звезды, является крайне высокой. Её значение составляет 14 млрд. градусов. Дело в том, что в ядерной части светила наблюдаются существенные термические реакции, при которых происходит деление ядер в условиях повышенного давления. Это провоцирует выделение одного ядра и вместе с ним огромного количества энергии.

Если изучать вопрос, какая температура на Солнце, с логической точки зрения, по мере углубления она должна становиться всё больше и больше, и происходит это резко. Однако определить точные показатели можно только в теории. Если рассматривать эти колебания послойно, можно сделать следующие отметки:

• корона имеет среднюю температуру, составляющую 1 500 000 градусов;
• ядро является наиболее «горячим», приблизительный показатель у его основания составляет 15 500 000 градусов по Цельсию;
• поверхность около 5 500° С.

Но это неточный ответ на вопрос, какая температура на Солнце. Дело в том, что в настоящее время большое количество учёных из разных стран мира занимаются проведением исследований, в отношении определения строения светила. В земных условиях они не прекращают попыток формирования явления термоядерного синтеза для получения информации о поведении плазмы в естественных условиях.

Снимок Солнца 9 апреля 2013 года. Иллюстрация NASA/SDO.

Атмосферные особенности

Относительно невысокая в сравнении с ядром и короной температура на поверхности Солнца вызывает ещё больше вопросов, нежели ответов. Есть ли у звезды атмосфера? И каковы её условия?

На самом деле, толщина этого слоя составляет 500 км и именуется как фотосфера. В ней регулярно происходят конвекционные процессы. Вследствие их течения тепловые потоки постепенно переходят в фотосферу из самых низких ярусов. Солнце способно вращаться, но делает это не так, как любая другая планета, обращающаяся вокруг него. Оно является нетвёрдым, что создаёт определённые особенности его вращения. Аналогичные траектории и эффекты можно наблюдать у газовых гигантов.

Условия в фотосфере

Изучая вопрос, какая температура на поверхности Солнца, стоит изучить данный аспект. В фотосфере её среднее значение приравнивается к отметке 5,5 тыс. градусов по Цельсию. В таких условиях радиация превращается в видимый свет. Что касается пятен, они являются более холодными и тёмными, нежели в области, которая их окружает. В центральной части температурный режим может становиться более «щадящим», т. е. опускаться на несколько тысяч единиц.

Условия в хромосфере

Температура Солнца в градусах присутствует и в области хромосферы. Она представляет собой следующий атмосферный уровень, который считается более холодным и имеет температурный показатель в 4320 градусов. В связи с тем, что она включает в состав внушительное количество водорода, с виду кажется красной. Повышение температуры происходит в короне, которая может быть обнаружена при затмении, во время протекания плазмы наверх.

Показатель мощности Солнца составляет 386 млрд. мегаватт. Ежесекундно, даже в течение каждой секундной доли происходит превращение водорода в гелий и энергию (гамма-лучи). Наряду с этим происходит испускание потока низкой плотности, который именуется солнечным ветром и распространяется по всем сопровождающим Солнце планетам на скоростном режиме в 450 километров в секунду. В итоге потоки текут в космос и направляются, в том числе, в сторону Земли.

Таким образом, в статье было рассмотрено, какая температура Солнца в градусах в разных его частях и в основных атмосферных слоях.

В чем особенность температуры Солнца?

Насколько солнце горячее?

«В ядре солнца происходят ядерные реакции, 600 млн тонн водорода за одну секунду превращаются в гелий. И материя превращается в энергию, которая постепенно поднимается на поверхность Солнца. А потом эта энергия за восемь минут долетает до Земли. И мы видим свет, который родился миллион лет назад.

Но что же происходит на самой поверхности Солнца? Она называется фотосфера. Там температура от нижнего слоя к верхнему постепенно падает, от 6 000 кельвинов к 4 000 кельвинов. Это логично – чем дальше от солнца, тем холоднее. Но уже в хромосфере температура вновь растет, а в атмосфере Солнца она становится 1 000 000 кельвинов. Это уже непонятно, почему, отдаляясь от источника тепла, температура растет.

В 2020 году к Солнцу запустили спутник Solar Orbital, который должен будет выяснить, как нагревается атмосфера звезды».

Как близко мы приближались к солнцу раньше?

«В 2018 году запустили спутник Solar Probe, который подлетит максимально близко к Солнцу на 6 млн км. Никогда еще так близко космические аппараты не приближались к звезде. Можно сказать, что Solar Probe и Orbital – главные космические миссии нашего столетия. Они приведут к фундаментальным открытиям».

В 2019 году опубликовали фотографию Солнца, самая качественная за все время. Не специалистам по кадру ничего не ясно, а что по снимку могут сказать эксперты?

«Эту фотографию сделал телескоп на Гавайях. В этом одна из особенностей снимка – его сделало устройство, которое находится на Земле, а не в космосе. На сегодня мы не могли видеть на Солнце то, что меньше 50 км по размеру, а этот телескоп позволяет увидеть объекты меньше 30 км.

Солнце на фото выглядит как чешуя. На самом деле это теплый газ, который поднимается вверх, остывает и оседает. И чешуйки на снимке – отражение этого процесса. Этот кадр поможет лучше узнать физику солнца».

Вы – один из создателей сервиса, который прогнозирует солнечную активность и геомагнитные бури. Как это работает? Как сервисы с прогнозом погоды?

«Можно сравнить с прогнозом погоды, да. Сейчас много сервисов, которые изучают космическую погоду, ими пользуются институты, ученые».

Нужно ли это простым людям?

«Вы же пользуетесь электричеством, а его раньше тоже считали бесполезным. Всем открытиям нужно время».

От ядра до короны: какая температура у Солнца?

Космос

Солнце – источник тепла, света и энергии, без которого жизнь на Земле была бы невозможной. Надо сказать, что нам, определённо, повезло со звездой. Так, если бы планетарная система сформировалась вблизи бело-голубого гиганта, температура одной только поверхности которого может составлять от 20 000 С до 30 000 С, то жизнь вряд ли бы успела зародиться, ведь продолжительность существования такой звезды очень небольшая – всего около 10 – 12 миллионов лет. Светимость подобных звёзд превышает солнечную в тысячи и десятки тысяч раз. Смогли бы вообще какие-нибудь организмы выжить рядом с такой звездой. Красные карлики, например, – холодные звёзды, температура поверхности которых в два раза ниже солнечной – около 2 800 С до 3 500 С. Эти карлики порой чем-то напоминают маленьких злобных собачек: они очень агрессивные, на них постоянно происходят вспышки, намного мощнее солнечных, да и «терроризируют» они своё окружающее пространство значительно чаще, чем наше центральное светило. Жизнь рядом с красным карликом вообще трудно себе представить: чтобы на планете было тепло, к нему нужно подобраться ближе, а близость опасна из-за высокого уровня радиации и вышеописанных вспышек, от которых могли бы защитить только мощное магнитное поле и плотная атмосфера, причём, она должна быть не сдута их звёздным ветром. А Солнце – это мирная и спокойная звезда, относящаяся к классу жёлтых карликов, не очень горячая и не очень холодная. Посмотрим же, что это за «печка» в деталях!

На 90 % Солнце состоит из водорода, на 8 % – из гелия, и остальная часть приходится на металлы. Центральная часть Солнца – это ядро, его «сердце». Его радиус составляет примерно 150 000 — 175 000 км (то есть это 20—25 % от радиуса всего Солнца), и именно здесь и протекают термоядерные реакции. Атомы водорода в этой области сжимаются, и сливаются вместе для получения гелия в процессе, называемом ядерным синтезом. Ядерный синтез вырабатывает огромное количество энергии, которая пробирается к поверхности Солнца и затем доходит до Земли. Энергия, которая вырабатывается в ядре, поступает затем в зону лучистого переноса.

Давление в ядре просто невообразимое. Плотность вещества составляет 150 000 кг/м³, то есть, представляете себе такой тяжёлый «кубик»? Ядро Солнца – самое жаркое место в Солнечной системе, и его температура составляет около 15 700 000 С.

Следующая зона, как было сказано выше, – зона лучистого переноса. Она находится над ядром и простирается примерно на 300 000 км. Это самый трудный участок на пути у фотонов – частичек (квантов) света. Энергия, родившаяся в ядре, должна пройти сквозь это «испытание»: в этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. При этом направление каждого конкретного фотона, излучённого слоем плазмы, никак не зависит от того, какие фотоны плазмой поглощались, поэтому он может как проникнуть в следующий слой плазмы в лучистой зоне, так и переместиться назад, в нижние слои. То есть, фотон может в этом океане плазмы блуждать, как корабль, потерянный в морской пучине, несколько раз сбиваться с курса и проходить свой путь заново, но уже другими «дорогами». Поэтому многократно переизлучённый фотон может потратить на свой путь здесь от 10 000 до 170 000 лет (иногда встречающаяся цифра в миллионы лет считается завышенной). Ближе к ядру (на глубине) температура достигает 7 миллионов градусов С, а ближе к её поверхности падает до 2 миллионов С. Плотность в зоне лучистого переноса не такая высокая – она варьируется от 0,2 (на поверхности) до 20 (в глубине) г/см³.

Выбравшись из зоны лучистого переноса, фотоны попадают в другую – конвективную зону, средняя толщина которой составляет около 200 000 км. Здесь плотность вещества уже значительно меньше, и её уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества – то есть конвективная зона представляет собой нечто вроде долины мощных торнадо, и здесь тоже энергии приходится ещё какое-то время «поблуждать», чтобы вырваться, наконец, в фотосферу – на поверхность звезды. С одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, становится более тяжёлым и погружается вглубь конвективной зоны. С другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса, таким образом, «подогревается», становится более лёгким и поднимается наверх, причём оба процесса идут со значительной скоростью. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, отсюда и название слоя, где происходит этот процесс, – конвективная зона. По мере приближения к фотосфере температура падает в среднем до 5 500 С, а плотность газа снижается до 1/1000 плотности земного воздуха. Здесь уже фотон довольно быстро пробирается к поверхности.

Трудно представить, что там внутри.

И вот, наконец, фотосфера – это излучающий слой, образующий видимую поверхность Солнца. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. Здесь температура в среднем составляет 5 500 – 6 000 С. Но это ещё не всё! У Солнца есть атмосфера, тоже включающая несколько слоёв.

Нижний слой атмосферы – хромосфера. Её толщина – от 3 000 до 5 000 км. Она расположена прямо над фотосферой. Хромосфера обычно не видна, если нет полного затмения, в течение которого ее красноватый свет окружает лунный диск. Слой обычно не наблюдается без специального оборудования из-за яркости фотосферы. Средняя температура хромосферы составляет около 4 320 С.

И последняя внешняя оболочка Солнца – корона. Она состоит из протурберанцев (плотных сгустков относительно холодного (по сравнению с солнечной короной) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем), и энергетических извержений, исходящих и извергающихся на несколько сотен тысяч и даже более миллиона километров в пространство, образуя солнечный ветер. Средняя корональная температура составляет от 1 до 2 млн С, а максимальная, в отдельных участках, — от 8 до 20 млн С. Её, как и хромосферу, хорошо видно в моменты затмения. Когда она остывает, теряя как радиацию, так и тепло, вещество сдувается в виде солнечного ветра. Почему температура короны выше, чем в фотосфере и хромосфере – до сих пор неизвестно.

Источники:

http://cosmosplanet.ru/solnechnayasistema/solnce/kakaya-temperatura-solntsa.html

http://rtvi.com/dzen/v-chem-osobennost-temperatury-solntsa/

http://club.cnews.ru/blogs/entry/import_ot_yadra_do_korony_kakaya_temperatura_u_solntsa__4a35