Melihat kepada bintang, yang telah menghangatkan dan menerangi planet kita selama berbilion tahun, beberapa dari kita menyedari bahawa kita mempunyai reaktor termonuklear semulajadi yang bekerja. Perbandingan yang menggerunkan dan menakutkan ini berkaitan dengan sifat Matahari, yang oleh asalnya dan komposisinya adalah bintang khas galaksi kita. Walaupun fakta bahawa proses yang berlaku di Matahari, tidak boleh dipanggil pemberian nyawa, bintang ini membawa kita hidup.
Apakah matahari?
Kenapa Matahari, bintang yang menyerupai berbilion orang lain dalam galaksi Milky Way, begitu berminat dengan ahli astrofizik dan saintis nuklear? Faktanya ialah ini adalah bintang yang paling dekat kepada kita, berkat yang kita dapat memahami intipati proses-proses yang sedang mengamuk di alam semesta sejak lahirnya. Setelah mengkaji Matahari, kita akan memahami bintang-bintang, bagaimana mereka hidup dan bagaimana cermin cemerlang ini berakhir. Bintang-bintang lain, kerana jarak jauh mereka dari sistem suria kita, tidak dapat menunjukkan kepada kita keunikan penampilan mereka.
Bintang kami adalah objek utama sistem suria, di mana lapan planet, asteroid dan planet kerdil, komet dan benda angkasa lain berputar di orbit mereka. Matahari tergolong dalam bintang kelas G mengikut klasifikasi Harvard. Selaras dengan klasifikasi Angelo Secchi Matahari, seperti Arcturus dan Capella, adalah kerdil kuning kelas II. Tidak seperti bintang-bintang lain, yang terletak dalam berpuluh-puluh, beratus-ratus tahun cahaya dari planet kita, bintang kita terletak hampir di sebelah. Bumi dipisahkan dari Matahari 150 juta km - jarak yang jauh dari jarak jauh berbanding dengan jarak jauh yang berlaku di alam semesta.
Bintang terdekat ke Matahari, Proxima Centauri, bintang kerdil merah, adalah 4 tahun cahaya jauh. Kami jauh dari nebula dan kluster bintang, yang merupakan kawasan galaksi yang paling bergelora. Susunan sedemikian memberikan pergerakan Matahari dalam orbitnya selama 14 bilion tahun, kerana galaksi Bima Sakti dan alam semesta kita secara keseluruhan telah terbentuk. Kelajuan bintang di orbit sekitar pusat galaksi adalah 200 km sesaat.
Dengan piawaian bumi, 150 juta kilometer adalah jarak jauh. Walau bagaimanapun, walaupun pada jarak yang sedemikian, kita merasakan haba yang bersinar dari matahari. Cahaya bintang kami datang kepada kami selama 8 saat dan terus memanaskan dan menerangi planet kita. Ini semua tentang saiz bintang kami. Walaupun bintang kami tergolong bintang normal dengan jisim rata-rata, jisimnya melebihi 700 kali jisim semua badan angkasa dari sistem Suria. Saiz cakera solar hari ini ditakrifkan dan berjumlah 1 juta 392 ribu 20 km. Ini adalah 109 kali diameter Bumi.
Asal matahari, nyawa dan kematiannya
Bintang kami dilahirkan bersama dengan bintang-bintang lain lebih daripada 4-5 bilion tahun lalu. Awan gas, yang terbentuk akibat bencana alam kosmik yang sangat besar, menjadi rumah kelahiran Matahari. Menurut satu versi, awan gas muncul sebagai akibat dari Big Bang, yang menggoncang ruang. Dari segi komposisinya, awan gas dan debu terdiri daripada 99% atom hidrogen. Hanya 1% berasal dari atom helium dan unsur-unsur lain. Seluruh unsur-unsur di bawah tindakan daya graviti menerima dorongan yang diperlukan dan mula tegas menjadi satu bahan.
Semakin cepatnya jisim semakin meningkat, semakin cepat kelajuan putaran menjadi. Atom digabungkan untuk membentuk sebatian besar, membentuk hidrogen molekul dan helium. Hasil daripada proses fizikal dan putaran pesat, pembentukan sfera terbentuk di tengah awan. Protostar muncul - bentuk tertua, yang mendahului pembentukan seterusnya bintang yang penuh. Jumlah awal gas kosmik melebihi saiz semasa sistem suria kita. Pada masa akan datang, di bawah pengaruh daya graviti, benda bintang mula mengecil rapat, meningkatkan massa bintang masa depan.
Bersama dengan penurunan saiz protostar, tekanan di dalam bahan bintang meningkat. Ini pula menyebabkan peningkatan pesat dalam suhu di dalam pembentukan gas. Ketumpatan tinggi dan suhu 100 juta. Kelvin melancarkan proses gabungan hidrogen termonuklear.
Reaksi termonuklear menghasilkan sejumlah besar haba dan tenaga cahaya, yang merebak dari kawasan Matahari dalam ke permukaannya. Setiap saat dari permukaannya lebih daripada 4 juta tan menguap ke ruang terbuka. Memandangkan bintang kami telah wujud selama lebih daripada satu bilion tahun dan terus bersinar tanpa perubahan yang nyata dan ketara, kami dapat menyimpulkan bahawa rizab hidrogen Matahari kami sangat besar. Apabila rizab ini habis, hanya untuk meneka, melakukan pengiraan matematik. Berdasarkan pengiraan saintis, Matahari akan tetap hangat dan bersinar sedozen bilion tahun, sehingga stok bahan bakar termonuklear habis.
Apabila intensiti proses termonuklear mati, fasa terakhir kehidupan bintang bermula. Ketumpatan bintang akan berkurangan, tetapi saiznya akan meningkat dengan ketara. Daripada kerdil kuning, Matahari akan menjadi Raksasa Merah. Setelah mencapai tahap ini, bintang kami akan meninggalkan urutan utama dan dengan tenang menunggu kematiannya. Umat manusia tidak boleh menunggu akhir drama ini, kerana Red Sun raksasa akan memusnahkan api dengan hampir semua kehidupan di planet kita. Permukaan cakera merah besar boleh dipanaskan hingga suhu 5800 K. Jari Matahari akan menjadi 250 kali lebih besar daripada nilai semasa.
Secara beransur-ansur, suhu permukaan akan berkurang, dan bintang akan bertambah. Kecerahannya juga akan meningkat dengan ketara, dengan 2,700 kali kecerahan semasa. Yang pertama hilang ialah Merkurius dan Venus. Planet Bumi tidak dapat dielakkan dalam berpuluh-puluh bilion tahun akan terhenti. Atmosfer bumi akan hilang di bawah pengaruh angin suria, air akan menguap dan permukaan bumi akan menjadi blok batu panas.
Dalam fasa ini, bintang kita akan kekal selama beberapa puluhan juta tahun. Selepas suhu di tengah teras solar mencapai 100 juta Kelvin, proses pembakaran helium dan karbon akan bermula. Reaksi rantai pusingan baru akhirnya menyebabkan matahari terbakar. Jisim yang sangat berkurang bintang itu tidak akan dapat memegang cangkang luar, yang meretas proses termonuklear akan menghilangkan diri dari angkasa. Di tempat gergasi merah, bentuk nebula planet, di tengah-tengah mana teras bintang bekas, kerdil putih, akan tetap. Dalam erti kata lain, dalam berpuluh-puluh bilion tahun bintang kami yang ramah akan menjadi obyek kecil yang padat dan panas saiz planet kita. Di negeri ini, bintang itu akan kekal lama, perlahan-lahan mati dan membara.
Struktur dan struktur matahari
Kedekatan Matahari membolehkan anda untuk mendapatkan idea tentang struktur dan strukturnya, untuk mendapatkan maklumat tentang bagaimana reaktor fusi semula jadi ini berfungsi dan proses apa yang berlaku di dalamnya. Ia akan menarik untuk membongkar struktur yang terdiri daripada komponen berikut:
- teras;
- zon tenaga berseri;
- zon konsol;
- tachocline
Seterusnya, mulakan lapisan suasana matahari:
- fotosfer;
- kromosfera;
- ketara.
Bintang ini bukan pepejal, disebabkan oleh fakta bahawa kita berurusan dengan gas panas, dikompresi ketat ke dalam kawasan sfera. Pada suhu sedemikian, kewujudan apa-apa bahan dalam bentuk pepejal adalah mustahil secara fizikal. Cahaya dan panas terang yang dipancarkan oleh matahari adalah hasil daripada proses yang sama yang ditemui seseorang ketika membuat bom atom. Ya perkara di bawah pengaruh tekanan yang besar dan suhu tinggi ditukar menjadi tenaga. Bahan api utama adalah hidrogen, yang di Matahari adalah 73.5-75%, jadi sumber utama panas adalah proses gabungan termonuklir hidrogen, tertumpu terutama pada teras, bahagian tengah bintang.
Inti solar adalah kira-kira 0.2 radius solar. Di sinilah proses-proses utama berjalan, yang mana Matahari hidup dan membekalkan ruang di sekitarnya dengan tenaga cahaya dan kinetik. Proses pemindahan tenaga radiasi dari pusat bintang ke lapisan atas dijalankan di zon pemindahan berseri. Di sini, foton bercita-cita dari nukleus ke permukaan bercampur dengan zarah gas terionisasi (plasma). Disebabkan ini, tenaga ditukar. Di bahagian dunia solar terdapat zon khas - tachocline, yang bertanggungjawab untuk pembentukan medan magnet bintang kita.
Kemudian memulakan rantau Matahari yang paling besar - zon convolenya. Kawasan ini hampir 2/3 daripada diameter solar. Hanya jejari zon pemancet hampir sama dengan diameter planet kita - 140 ribu kilometer. Konvensional adalah satu proses di mana gas padat dan dipanaskan secara merata ke atas keseluruhan kelantangan dalaman bintang ke permukaan, memberikan haba kepada lapisan seterusnya. Proses ini berterusan dan boleh dilihat dengan memerhatikan permukaan Matahari dengan teleskop yang kuat.
Di sempadan struktur dalaman dan atmosfera bintang itu adalah fotosfera - yang tipis, hanya 400 km dalam, cangkang. Itulah yang kita lihat dalam pemerhatian matahari. The photosphere terdiri daripada granul dan heterogen dalam strukturnya. Tempat gelap digantikan oleh kawasan yang terang. Kepelbagaian sedemikian dikaitkan dengan tempoh yang berlainan untuk menyejukkan permukaan matahari. Bagi bahagian yang tidak dapat dilihat dari spektrum permukaan lumen kita, dalam hal ini kita berurusan dengan chromosphere. Ini adalah lapisan padat suasana solar, dan hanya boleh dilihat semasa gerhana matahari.
Objek solar yang paling menarik untuk pemerhatian adalah ketara, yang kelihatan seperti serat panjang, dan corona solar. Pembentukan ini adalah pelepasan raksasa hidrogen. Terdapat ketara dan bergerak di sepanjang permukaan Matahari dengan kelajuan yang besar - 300 km / s. Suhu gelung ini melebihi tanda 10 ribu darjah. Corona solar adalah lapisan luar atmosfera, yang beberapa kali lebih besar daripada diameter bintang itu sendiri. Batasan tepat corona solar tidak. Batasan yang dilihatnya hanya sebahagian daripada pendidikan hebat ini.
Peringkat terakhir kegiatan solar adalah angin surya. Proses ini dikaitkan dengan aliran keluar semula jadi benda bintang melalui lapisan luar ke ruang sekitar. Angin suria terutamanya terdiri daripada zarah-zarah asas yang dikenakan - proton dan elektron. Bergantung kepada kitaran aktiviti solar, kelajuan angin matahari mungkin berbeza dari 300 km sesaat hingga 1500 km / s. Bahan ini diedarkan ke seluruh sistem solar, yang menjejaskan semua ruang angkasa di ruang berhampiran kami.
Bintang-bintang lain dalam urutan utama mempunyai kira-kira struktur yang sama. Badan angkasa lain yang kita lihat di langit malam mungkin mempunyai struktur yang berbeza. Perbezaan boleh hanya terdiri daripada jisim bintang, yang dalam kes ini adalah faktor utama untuk aktiviti bintang.
Ciri-ciri bintang kami
Seperti semua bintang biasa, di mana majoriti di Universe, Matahari adalah objek utama sistem planet kita. Jisim besar bintang dan dimensinya memberikan keseimbangan daya graviti, memberikan pergerakan badan-badan angkasa di sekitarnya. Pada pandangan pertama, bintang kami tidak istimewa. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa penemuan telah dibuat yang memungkinkan untuk menegaskan keunikan matahari. Sebagai contoh, Matahari mengeluarkan perintah magnitud yang kurang radiasi dalam jarak ultraviolet berbanding bintang lain yang sama. Ciri lain adalah keadaan bintang kami. Matahari adalah bintang berubah, tetapi tidak seperti saudara perempuannya di angkasa, yang bervariasi dalam intensitas dan kecerahan cahaya, bintang kami terus bersinar dengan cahaya yang terang.
Ia juga mengeluarkan sejumlah besar tenaga, dengan hanya 48% daripada jumlah ini yang dapat dilihat. Tidak dapat dilihat dengan sinaran inframerah mata manusia untuk 45% daripada tenaga matahari. Dari semua jumlah sinaran suria yang sangat besar, planet kita menerima benar-benar serbuk, kira-kira setengah bilion daripada bahagian, tetapi ini cukup untuk mengekalkan keseimbangan keadaan yang dicipta di Bumi.
Kesimpulannya
Menganggarkan data pada Matahari yang diperoleh setakat ini, tidak dapat dikatakan bahawa kita benar-benar mengetahui sifat bintang kita. Semua idea tentang struktur dan struktur Matahari didasarkan pada model matematik dan fizikal yang dicipta oleh manusia. Analisis proses yang berlaku di dalam bintang kita dan di permukaannya membolehkan kita mencari penjelasan tentang proses dan fenomena yang berlaku di planet kita. Matahari bukan sahaja merupakan penjana tenaga yang menghangatkan planet kita, tetapi juga sumber radiasi dan gelombang elektromagnet yang paling kuat yang mempengaruhi biosfer bumi. Apa-apa perubahan dalam aktiviti Matahari dengan serta-merta mencerminkan keadaan iklim Bumi dan kesejahteraan kita.
