Guardando la stella, che ha riscaldato e illuminato il nostro pianeta per miliardi di anni, pochi di noi si rendono conto di avere un reattore termonucleare naturale funzionante. Un paragone così formidabile e spaventoso è connesso alla natura del Sole, che per sua origine e composizione è una stella tipica della nostra galassia. Nonostante il fatto che i processi che si verificano sul Sole, non possano essere chiamati a dare la vita, questa stella ci porta la vita.
Cos'è il sole?
Perché il Sole, una stella che assomiglia a miliardi di altri nella galassia della Via Lattea, è così interessato agli astrofisici e agli scienziati nucleari? Il fatto è che questa è la stella più vicina a noi, grazie alla quale possiamo comprendere l'essenza dei processi che stanno imperversando nell'Universo dal momento della sua nascita. Avendo studiato il Sole, capiremo che cosa sono le stelle, come vivono e come finisce questo spettacolo brillante. Altre stelle, a causa della loro distanza significativa dal nostro sistema solare, non possono mostrarci le peculiarità del loro aspetto.
La nostra stella è l'oggetto centrale del sistema solare, attorno al quale ruotano nelle loro orbite otto pianeti, asteroidi e pianeti nani, comete e altri oggetti spaziali. Il sole appartiene alle stelle di classe G secondo la classificazione di Harvard. Secondo la classificazione di Angelo Secchi il Sole, proprio come Arturo e Capella, è una nana gialla di II classe. A differenza di altre stelle, situate a dozzine, centinaia di anni luce dal nostro pianeta, la nostra stella si trova quasi alla porta accanto. La Terra è separata dal Sole 150 milioni di km - una distanza trascurabile rispetto alle enormi distanze che prevalgono nell'universo.
La stella più vicina al Sole, Proxima Centauri, la stella nana rossa, dista 4 anni luce. Siamo lontani dalle nebulose e dagli ammassi stellari, che sono le zone più turbolente della galassia. Tale disposizione fornisce un movimento silenzioso del Sole nella sua orbita per 14 miliardi di anni, dal momento che la galassia della Via Lattea e il nostro Universo nel suo insieme sono stati formati. La velocità della stella in orbita attorno al centro galattico è di 200 km al secondo.
Secondo gli standard della terra, 150 milioni di chilometri sono una lunga distanza. Tuttavia, anche a una tale distanza, sentiamo pienamente il calore che si irradia dal sole. La luce della nostra stella ci raggiunge per 8 secondi e continua a riscaldare e illuminare il nostro pianeta. Riguarda le dimensioni della nostra stella. Nonostante il fatto che la nostra stella appartenga a stelle normali con una massa media, la sua massa supera 700 volte la massa di tutti i corpi celesti del sistema solare. La dimensione del disco solare oggi è definita e ammonta a 1 milione 392 mila 20 km. Questo è 109 volte il diametro della Terra.
L'origine del sole, la sua vita e la sua morte
La nostra stella è nata insieme ad altre stelle più di 4-5 miliardi di anni fa. La nube di gas, formatasi in seguito a cataclismi cosmici di dimensioni enormi, divenne la casa natale del Sole. Secondo una versione, le nubi di gas apparivano come risultato del Big Bang, che scuoteva lo spazio. In termini di composizione, le nuvole di gas e polvere costituivano il 99% degli atomi di idrogeno. Solo l'1% proveniva da atomi di elio e altri elementi. L'intero insieme di elementi sotto l'azione delle forze gravitazionali ricevette l'impulso necessario e cominciò a comprimersi strettamente in un'unica sostanza.
Più velocemente la massa crebbe, più velocemente divenne la velocità di rotazione. Gli atomi sono stati combinati per formare grandi composti, formando idrogeno molecolare ed elio. Come risultato dei processi fisici e della rotazione rapida, si formò una formazione sferica nel centro della nuvola. Apparve una protostella - la forma più antica, che precede la successiva formazione di una stella a tutti gli effetti. La quantità iniziale di gas cosmico ha superato le dimensioni attuali del nostro sistema solare. In futuro, sotto l'influenza delle forze gravitazionali, la materia stellare iniziò a ridursi strettamente, aumentando la massa della futura stella.
Insieme a una diminuzione delle dimensioni della protostella, la pressione all'interno della sostanza stellare è aumentata. Questo a sua volta ha portato ad un rapido aumento della temperatura all'interno della formazione del gas. Alta densità e temperatura di 100 milioni Kelvin ha lanciato il processo di fusione termonucleare dell'idrogeno.
La reazione termonucleare genera un'enorme quantità di calore e di energia luminosa, che si diffonde dalle regioni interne del Sole alla sua superficie. Ogni secondo dalla sua superficie oltre 4 milioni di tonnellate evaporano nello spazio aperto. Dato che la nostra stella è in circolazione da oltre un miliardo di anni e continua a splendere senza cambiamenti visibili e significativi, possiamo concludere che le riserve di idrogeno del nostro Sole sono enormi. Quando questa riserva è esaurita, rimane solo da indovinare, facendo calcoli matematici. A giudicare dai calcoli degli scienziati, il Sole continuerà a scaldare e brillare per una dozzina di miliardi di anni, fino a esaurire le scorte di combustibile termonucleare.
All'aumentare dell'intensità dei processi termonucleari, inizia la fase finale della vita della stella. La densità della stella diminuirà, ma le sue dimensioni aumenteranno significativamente. Invece di una nana gialla, il Sole diventerà un Gigante Rosso. Avendo raggiunto questo stadio, la nostra stella lascerà la sequenza principale e attenderà con calma la sua morte. L'umanità non può aspettare la finale di questo dramma, dal momento che il gigantesco Sole Rosso distruggerà con il suo fuoco praticamente tutta la vita sul nostro pianeta. La superficie di un enorme disco rosso può essere riscaldata fino a una temperatura di 5800 K. Il raggio del Sole diventerà 250 volte più grande dei valori attuali.
A poco a poco, la temperatura della superficie diminuirà e la stella aumenterà di dimensioni. La sua luminosità aumenterà notevolmente, di 2.700 volte la luminosità attuale. I primi a scomparire sono Mercurio e Venere. Il pianeta Terra inevitabilmente in decine di miliardi di anni cesserà di esistere. L'atmosfera del pianeta scomparirà sotto l'influenza del vento solare, l'acqua evaporerà e la superficie del pianeta si trasformerà in un blocco di pietre calde.
In questa fase, la nostra stella rimarrà per diverse decine di milioni di anni. Dopo che la temperatura al centro del nucleo solare raggiunge 100 milioni di Kelvin, inizierà il processo di combustione dell'elio e del carbonio. Un nuovo round di reazioni a catena finalmente esaurisce il sole. La massa notevolmente ridotta della stella non sarà in grado di sostenere il guscio esterno, che i processi pulsionali termonucleari dissiperanno nello spazio. Al posto di un gigante rosso, si forma una nebulosa planetaria, nel cui centro rimarrà il nucleo della stella precedente, una nana bianca. In altre parole, in decine di miliardi di anni la nostra stella ospitale si trasformerà in un piccolo oggetto denso e caldo delle dimensioni del nostro pianeta. In questo stato, la stella rimarrà per lungo tempo, lentamente morendo e senza fiamma.
Struttura e struttura del sole
La vicinanza del Sole consente di avere un'idea della sua struttura e struttura, ottenere informazioni su come funziona questo reattore a fusione naturale e su quali processi si svolgono in esso. Sarà interessante smontare la struttura, che consiste dei seguenti componenti:
- nucleo;
- zona di energia radiante;
- zona convettiva;
- tachocline.
Quindi, inizia gli strati dell'atmosfera solare:
- fotosfera;
- cromosfera;
- protuberanze.
La stella non è solida, perché abbiamo a che fare con un gas caldo, strettamente compresso in una regione sferica. A tali temperature, l'esistenza di qualsiasi sostanza in forma solida è fisicamente impossibile. La luce brillante e il calore emesso dal sole sono il risultato degli stessi processi che una persona ha incontrato durante la creazione di una bomba atomica. ie importa sotto l'influenza di un'enorme pressione e le alte temperature si convertono in energia. Il principale combustibile è l'idrogeno, che nel Sole è il 73,5-75%, quindi la principale fonte di calore è il processo di sintesi termonucleare dell'idrogeno, concentrato principalmente nel nucleo, la parte centrale della stella.
Il nucleo solare è di circa 0,2 raggi solari. È qui che si svolgono i principali processi, grazie ai quali il Sole vive e alimenta lo spazio circostante con energia leggera e cinetica. Il processo di trasferimento dell'energia radiante dal centro della stella agli strati superiori viene effettuato nella zona di trasferimento radiante. Qui, i fotoni che aspirano dal nucleo alla superficie sono mescolati con particelle di gas ionizzato (plasma). A causa di ciò, l'energia viene scambiata. In questa parte del globo solare c'è una zona speciale - la tachoclina, che è responsabile della formazione del campo magnetico della nostra stella.
Quindi inizia la regione più ampia del Sole: la zona convettiva. Questa area è quasi 2/3 del diametro solare. Solo il raggio della zona convettiva è quasi uguale al diametro del nostro pianeta: 140 mila chilometri. La convezione è un processo in cui un gas denso e riscaldato viene distribuito uniformemente sull'intero volume interno di una stella verso la superficie, emettendo calore agli strati successivi. Questo processo avviene continuamente e può essere visto osservando la superficie del Sole con un potente telescopio.
Al confine tra la struttura interna e l'atmosfera della stella c'è la fotosfera, una conchiglia sottile, profonda solo 400 km. Questo è ciò che vediamo nelle nostre osservazioni del sole. La fotosfera è costituita da granuli ed è eterogenea nella sua struttura. Le macchie scure sono sostituite da aree luminose. Tale eterogeneità è associata a diversi periodi di raffreddamento della superficie del sole. Per quanto riguarda la parte invisibile dello spettro della superficie del nostro luminare, in questo caso abbiamo a che fare con la cromosfera. Questo è uno strato denso dell'atmosfera solare e può essere visto solo durante un'eclissi solare.
Gli oggetti solari più interessanti per l'osservazione sono le protuberanze, che sembrano fibre lunghe e la corona solare. Queste formazioni sono gigantesche emissioni di idrogeno. Ci sono prominenze e si muovono lungo la superficie del Sole con un'enorme velocità - 300 km / s. La temperatura di questi anelli supera il limite di 10 mila gradi. La corona solare è gli strati esterni dell'atmosfera, che sono diverse volte più grandi del diametro della stella stessa. Il confine esatto della corona solare non lo è. Il suo confine visibile è solo una parte di questa grande educazione.
Lo stadio finale dell'attività solare è il vento solare. Questo processo è associato al deflusso naturale della materia stellare attraverso gli strati esterni nello spazio circostante. Il vento solare consiste principalmente di particelle elementari cariche - protoni ed elettroni. A seconda del ciclo di attività solare, la velocità del vento solare può variare da 300 km al secondo a 1500 km / s. Questa sostanza è distribuita in tutto il sistema solare, interessando tutti i corpi celesti del nostro spazio vicino.
Altre stelle nella sequenza principale hanno approssimativamente la stessa struttura. Altri corpi celesti che vediamo nel cielo notturno possono avere una struttura diversa. Le differenze possono consistere solo nella massa della stella, che in questo caso è un fattore chiave per l'attività stellare.
Caratteristiche della nostra stella
Come tutte le stelle normali, di cui la maggioranza nell'universo, il Sole è l'oggetto principale del nostro sistema planetario. L'enorme massa della stella e le sue dimensioni forniscono un equilibrio di forze gravitazionali, fornendo un movimento ordinato di corpi celesti attorno ad esso. A prima vista, la nostra stella non è niente di speciale. Tuttavia, negli ultimi anni, sono state fatte numerose scoperte che consentono di affermare l'unicità del sole. Ad esempio, il Sole produce un ordine di grandezza meno radiazioni nella gamma degli ultravioletti rispetto ad altre stelle dello stesso tipo. Un'altra caratteristica è lo stato della nostra stella. Il sole appartiene a stelle variabili, ma a differenza delle sue sorelle nello spazio, che variano in intensità e luminosità della luce, la nostra stella continua a brillare con una luce uniforme.
Rilascia anche un'enorme quantità di energia, con solo il 48% di questa quantità visibile. Invisibile all'occhio umano la radiazione infrarossa rappresenta il 45% dell'energia del sole. Di tutte le enormi quantità di radiazione solare, il nostro pianeta riceve assolutamente briciole, circa mezzo miliardesimo di una parte, ma questo è abbastanza per mantenere l'equilibrio delle condizioni create sulla Terra.
conclusione
Stimando i dati sul Sole ottenuti fino ad oggi, non si può dire che conosciamo a fondo la natura della nostra stella. Tutte le idee sulla struttura e la struttura del Sole sono basate su modelli matematici e fisici creati dall'uomo. L'analisi dei processi che avvengono all'interno della nostra stella e sulla sua superficie ci permette di trovare una spiegazione dei processi e dei fenomeni che si verificano sul nostro pianeta. Il sole non è solo un generatore di energia che riscalda il nostro pianeta, ma anche la più potente fonte di emissione radio ed onde elettromagnetiche che colpiscono la biosfera terrestre. Qualsiasi cambiamento nell'attività del Sole riflette istantaneamente sullo stato del clima della Terra e sul nostro benessere.
