Слънцето представлява почти идеална сфера, съставена от гореща плазма и магнитни полета. То е звездата в центъра на Слънчевата ни система. Но какво се случва в неговия център, какво се случва в ядрото на Слънцето?
Какво се случва в центъра на Слънцето
Слънцето, както отдавна знаем, е звезда, но далеч по-малка от сините гиганти. Тя се е формирала преди 4.6 милиарда години според ядрената космохронология.
Около ¾ от масата на Слънцето е образувана от водород, като остатъкът е предимно хелий, а по-малко от 2% са по-тежките елементи – кислород, въглерод, неон, желязо. Макар че цветът му е бял, от повърхността на Земята на нас ни се струва жълто заради разсейването на синята светлина в атмосферата.
Жълтото джудже се класифицира по своя спектрален клас като G2V, като в сигнатурата на спектралния клас, G2 показва че температурата на повърхността му е ~ 5778 K, иначе казано - около 5505 C, и като типична G2 звезда се очаква да съществува в продължение на 10 млрд. години.
V показва, че Слънцето е част от главната последователност в диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел /кривата, около която са разположени повечето звезди, като те са известни като звезди-джуджета/ и освобождава енергията си чрез ядрен синтез на водородни ядра в хелий. По този начин, в своето ядро, Слънцето преобразува 620 млн. тона водород всяка секунда.
Истинско учудване би предизвикало във Вас знанието, че в миналото, астрономите са гледали на слънцето като на незначителна звезда, а днес е смятано за по-ярка звезда от 85% от звездите в галактиката Млечен път, повечето от които са червени джуджета. Горещата му корона непрекъснато се разширява в пространсвото, създавайки слънчев вятър, потокът от зарадени частици, достигащ до хелиопаузата на близо 100 астрономически единици.
Областта в муждузвездната сфера, образувана от слънчевия вятър, се нарича Хелиосфера и е най-голямата непрекъсната структура в Слънчевата система. Абсолютната му величина е +4.83, но поради голямата му близост до Земята то е най-яркият обект в небето с видима величина -26.74.
Може би доста от Вас знаят, че светлината пътува от слънцето до Земята за 8 минути, но знаете ли, че енергията на тази слънчева светлина поддържа почти целия живот на нашата планета чрез процеса фотосинтеза и направлява климата ни? Всичко тръгва отвътре навън, както казват хората, но какво се случва във вътрешността на Слънцето?
Смята се, че ядрото достига неговия център до около 20-25% от слънчевия радиус. Плътността му достига 150 g/cm3 / - представете си плътността на водата х150 /и температура 15.7 млн Келвина. Повърхността на температурата на Слънцето може да достигне и 5800 К.
Обсерваторията за наблюдаване на Слънцето и хелиосферата / SOHO – Solar and Heliospheric Observatory / е проект на Европейската космическа агенция и НАСА с цел изучаване на вътрешната структура на Слънцето, атмосферата му и произхода на слънчевия вятър, потока от силно йонизиран газ, който бива излъчван непрекъснато и надалеч отвъд пределите на слънчевата система. Апаратът е изстрелян в Космоса на 2 декември 1995 г на ракетата Atlas IIAS и започва да функционира през месец май 1996 г. Първоначално е предвидена само 2 годишна мисия, но заради неговия успех НАСА и ЕКА решават да се продължи дейност до 2003 г. Тази отсрочка позволява на учените, работещи със СОХО, да сравнят слънчевото поведение от 1996 г., когато имаше малко слънчеви петна по неговата повърхност, и пика на слънчевите петна през 2000 г.
Според анализи на данни от мисията СОХО ядрото на Слънцето се върти с по-голяма скорост, отколкото междинната зона. Това е вътрешния слой на Слънцето, който се намира между ядрото и конвективната зона. Основно там се пренася енергията от ядрото към по-външните слоеве чрез дифузия. Енергията се придвижва през междинната зона под формата на фотони. Материята в този слой е толкова гъста, че фотоните се придвижват на много малко разстояние, преди да бъдат погълнати или разсеяни от други частици. Поради тази причина на гама-лъчите са нужни около 171 000 години, за да успеят да напуснат междинната зона на Слънцето. През този интервал, температурата на плазмата спада от 15 млн. °C около ядрото, до 1.5 млн градуса в горния край на междинната зона.
Конвенцията, това е външният слой на Слънцето, който се простира на дълбочина 200 000 км под повърхността му, което е около 70% от радиуса на звездата. Енергията в този слой се пренася предимно чрез конвекция. Температурата тук е по-ниска, отколкото в междинната зона, затова преносът на топлина е по-бавен. Плътността на газовете е достатъчно ниска, за да се образуват конвекционни течения, които пренасят топлината до фотосферата. След като веществото изплува до фотосферата, то изстива и става по-плътно, след което потъва до повърхността на междинната зона. Там то се нагрява отново и кръговратът продължава.
Бъдещето на Слънцето
Слънцето не е достатъчно масивно, за да избухне като свръхнова. Вместо това след още 4 до 5 милиарда години то ще се превърне в червен гигант, изчерпвайки водорода в ядрото си. Тогава то ще започне да преобразува хелий във въглерод и температурата на ядрото му ще нарасне до 3×108 K. Високата температура ще предизвика „раздуване“ на външните конвекционни слоеве на Слънцето, които вероятно ще достигнат чак до орбитата на Земята.
Скорошни изследвания обаче показват, че вследствие на интензивната загуба на маса на Слънцето при раздуването Земята ще се премести на по-висока орбита. Плътността на външните слоеве на Слънцето като червен гигант ще е по-малка от сегашната плътност на земната атмосфера, но със значително по-висока температура (около 2000 – 3000 K). Изчерпвайки хелия в ядрото си, Слънцето ще претърпи термични пулсации — свивания и раздувания с нарастваща амплитуда, при всеки следващ цикъл, губейки част от външните си слоеве, докато накрая се превърне в бяло джудже.
Слънцето ще изразходи запасите си от гориво. Когато те се изчерпат, структурата му ще започне да се изменя – ядрото ще се смали и ще стане още по-горещо, а външните слоеве ще започнат да се раздуват под въздействието на различни реакции. Постепенно Слънцето ще се превърне в Червен гигант.
Тогава на Земята всичко ще загине. След това слънчевото ядро ще стане малко и изключително плътно, Слънцето ще се превърне в Бяло джудже, което доста бързо ще угасне и ще се превърне в хладна топка.
Тази неизбежна фаза ще настъпи най-рано след 5 000 000 000 години.
Съществува едно нещо, което учените все още не могат да предвидят. Дали Слънцето ще достигне и дори погълне Земята по пътя на своето разширяване?
Вижте още:
- Нови факти за Слънцето шашнаха учените;
