Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Dobar posao na web mjesto">

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MOSKVSKI DRŽAVNI INSTITUT ZA KOMUNIKACIJE (MIIT)

INSTITUT ZA PROMETNO STROJARSTVO I SIGURNOSNE SUSTAVE

Zavod za fiziku

u disciplini „Koncept moderna prirodna znanost»

na temu: “Evolucija zvijezda. Sunce"

Izvršio: st.gr. TUP-211

Techieva Karina

Provjerio: prof. Nikitenko V.A.

Moskva 2014.

Uvod

1. Evolucija zvijezda

2. Termonuklearna fuzija u unutrašnjosti zvijezda i rađanje zvijezda

6. Sunčeve pjege

7. Sunčev ciklus

Zaključak

Književnost

Uvod

Moderni znanstveni izvori pokazuju da se Svemir sastoji od 98% zvijezda, koje su "zauzvrat" glavni element galaksije. Izvori informacija daju različite definicije ovog pojma, evo nekih od njih:

Zvijezda je nebesko tijelo u kojem su se dogodile, dogodile su se ili će se dogoditi termonuklearne reakcije. Zvijezde su masivne svjetleće kugle plina (plazme). Nastaje iz okoline plina i prašine (vodik i helij) kao rezultat gravitacijske kompresije. Temperatura tvari u unutrašnjosti zvijezda mjeri se u milijunima kelvina, a na njihovoj površini - u tisućama kelvina. Kao rezultat toga oslobađa se energija velike većine zvijezda termo nuklearne reakcije transformacija vodika u helij, koja se događa na visokim temperaturama u unutarnjim područjima. Zvijezde se često nazivaju glavnim tijelima svemira, budući da sadrže najveći dio svjetleće tvari u prirodi.

Zvijezde su ogromni, sferični objekti napravljeni od helija i vodika, kao i drugih plinova. Energija zvijezde sadržana je u njezinoj jezgri, gdje helij svake sekunde stupa u interakciju s vodikom.

Kao i sve organsko u našem svemiru, zvijezde nastaju, razvijaju se, mijenjaju i nestaju - taj proces traje milijardama godina i naziva se proces "Evolucije zvijezda".

1. Evolucija zvijezda

Zvjezdana evolucija slijed je promjena kroz koje zvijezda prolazi tijekom svog života, to jest tijekom stotina tisuća, milijuna ili milijardi godina dok emitira svjetlost i toplinu.

Zvijezda započinje svoj život kao hladan, razrijeđen oblak međuzvjezdanog plina (razrijeđenog plinovitog medija koji ispunjava sav prostor između zvijezda), sabijajući se pod utjecajem vlastite gravitacije i postupno poprimajući oblik lopte. Tijekom kompresije, gravitacijska energija (univerzalna temeljna interakcija između svih materijalna tijela) prelazi u toplinu, a temperatura objekta raste. Kada temperatura u središtu dosegne 15-20 milijuna K, počinju termonuklearne reakcije i prestaje kompresija. Objekt postaje punopravna zvijezda. Prva faza života zvijezde slična je solarnoj – u njoj dominiraju reakcije vodikovog ciklusa. U tom stanju ostaje veći dio života, budući da je na glavni niz Hertzsprung-Russell dijagrami (slika 1) (pokazuje odnos između apsolutne magnitude, luminoziteta, spektralnog tipa i površinske temperature zvijezde, 1910.) dok ne potroše rezerve goriva u njezinoj jezgri. Kada se sav vodik u središtu zvijezde pretvori u helij, formira se helijeva jezgra, a termonuklearno izgaranje vodika nastavlja se na njezinoj periferiji. Tijekom tog razdoblja počinje se mijenjati struktura zvijezde. Njezin sjaj se povećava, vanjski slojevi se šire, a površinska temperatura opada - zvijezda postaje crveni div, što čini granu na Hertzsprung-Russell dijagramu. Zvijezda provodi znatno manje vremena na ovoj grani nego na glavnoj sekvenci. Kada akumulirana masa helijeve jezgre postane značajna, ona ne može podnijeti vlastitu težinu i počinje se skupljati; ako je zvijezda dovoljno masivna, porast temperature može uzrokovati daljnju termonuklearnu transformaciju helija u teže elemente (helij u ugljik, ugljik u kisik, kisik u silicij i konačno silicij u željezo).

2. Termonuklearna fuzija u unutrašnjosti zvijezda

Do 1939. godine utvrđeno je da je izvor zvjezdane energije termonuklearna fuzija koja se događa u utrobi zvijezda. Većina zvijezda emitira zračenje jer se u njihovoj jezgri četiri protona spajaju kroz niz međukoraka u jednu alfa česticu. Ova se transformacija može dogoditi na dva glavna načina, koja se nazivaju proton-proton ili p-p ciklus i ugljik-dušik ili CN ciklus. U zvijezdama male mase oslobađanje energije uglavnom osigurava prvi ciklus, u teškim zvijezdama - drugi. Zalihe nuklearnog goriva u zvijezdi su ograničene i stalno se troše na zračenje. Proces termonuklearne fuzije, koji oslobađa energiju i mijenja sastav materije zvijezde, u kombinaciji s gravitacijom, koja nastoji sabiti zvijezdu i također oslobađa energiju, kao i zračenje s površine, koje odnosi oslobođenu energiju, su glavne pokretačke snage zvjezdane evolucije.

Evolucija zvijezde počinje u divovskom molekularnom oblaku, koji se također naziva zvjezdana kolijevka. Većina "praznog" prostora u galaksiji zapravo sadrži između 0,1 i 1 molekule po cm?. Molekularni oblak ima gustoću od oko milijun molekula po cm?. Masa takvog oblaka premašuje masu Sunca za 100 000-10 000 000 puta zbog svoje veličine: od 50 do 300 svjetlosnih godina u promjeru.

Dok se oblak slobodno okreće oko središta svoje matične galaksije, ništa se ne događa. Međutim, zbog heterogenosti gravitacijsko polje u njemu mogu nastati poremećaji, što dovodi do lokalnih koncentracija mase. Takvi poremećaji uzrokuju gravitacijski kolaps oblaka. Jedan od scenarija koji dovode do toga je sudar dvaju oblaka. Drugi događaj koji uzrokuje kolaps mogao bi biti prolazak oblaka kroz gusti krak spiralna galaksija. Također bi kritični čimbenik mogla biti eksplozija obližnje supernove, čiji će se udarni val sudariti s molekularnim oblakom ogromnom brzinom. Osim toga, moguć je sudar galaksija, što bi moglo uzrokovati prasak stvaranja zvijezda kao plinski oblaci u svakoj od galaksija su komprimirane kao rezultat sudara. Općenito, sve nehomogenosti u silama koje djeluju na masu oblaka mogu pokrenuti proces stvaranja zvijezda.

Zbog nastalih nehomogenosti tlak molekularnog plina više ne može spriječiti daljnju kompresiju te se plin pod utjecajem gravitacijskih privlačnih sila počinje skupljati oko središta buduća zvijezda. Polovica oslobođene gravitacijske energije odlazi na zagrijavanje oblaka, a polovica na svjetlosno zračenje. U oblacima tlak i gustoća rastu prema središtu, a kolaps središnjeg dijela događa se brže od periferije. Kako se skuplja, srednji slobodni put fotona se smanjuje, a oblak postaje sve manje proziran za vlastito zračenje. To dovodi do bržeg porasta temperature i još bržeg porasta tlaka. Kao rezultat, gradijent tlaka uravnotežuje gravitacijsku silu, te se formira hidrostatska jezgra, s masom od oko 1% mase oblaka. Ovaj trenutak je nevidljiv. Daljnja evolucija protozvijezde je akrecija materije koja nastavlja padati na "površinu" jezgre, koja zbog toga raste u veličini. Masa slobodno pokretne tvari u oblaku je iscrpljena, a zvijezda postaje vidljiva u optičkom rasponu. Ovaj trenutak se smatra krajem protozvjezdane faze i početkom faze mlade zvijezde.

Proces nastanka zvijezda može se opisati na jedinstven način, ali kasniji stupnjevi razvoja zvijezde gotovo u potpunosti ovise o njezinoj masi, a tek na samom kraju evolucije zvijezde kemijski sastav može igrati ulogu.

3. Srednji životni ciklus zvijezde

Zvijezde dolaze u velikom izboru boja i veličina. Po spektralnoj klasi kreću se od vruće plave do hladne crvene, po masi - od 0,0767 do više od 200 solarne mase. Sjaj i boja zvijezde ovise o temperaturi njezine površine, koja je pak određena njezinom masom. Sve nove zvijezde "zauzimaju svoje mjesto" na glavnom nizu prema svom kemijskom sastavu i masi. Ne govorimo o fizičkom kretanju zvijezde - samo o njezinom položaju na naznačenom dijagramu, ovisno o parametrima zvijezde. Zapravo, kretanje zvijezde duž dijagrama odgovara samo promjeni parametara zvijezde.

Mali, hladni crveni patuljci polako troše svoje rezerve vodika i ostaju na glavnoj sekvenci stotinama milijardi godina, dok će masivni superdivovi napustiti glavnu sekvencu unutar nekoliko milijuna godina od nastanka.

Zvijezde srednje veličine poput Sunca ostaju na glavnom nizu u prosjeku 10 milijardi godina. Vjeruje se da je Sunce još uvijek na njoj jer je u sredini svog životnog ciklusa. Nakon što zvijezda ostane bez vodika u svojoj jezgri, ona napušta glavni niz.

Nakon određenog vremena - od milijun do nekoliko desetaka milijardi godina, ovisno o početnoj masi - zvijezda iscrpljuje izvore vodika u jezgri. Kod velikih i vrućih zvijezda to se događa mnogo brže nego kod malih i hladnijih. Smanjenje zaliha vodika dovodi do zaustavljanja termonuklearnih reakcija.

Bez pritiska generiranog tim reakcijama za uravnoteženje vlastite gravitacijske sile zvijezde, zvijezda se ponovno počinje skupljati, baš kao što je to činila prije tijekom svog formiranja. Temperatura i tlak ponovno rastu, ali, za razliku od protozvijezde, na višu razinu. Kolaps se nastavlja sve dok ne počnu termonuklearne reakcije koje uključuju helij na temperaturi od približno 100 milijuna K.

Termonuklearno sagorijevanje materije nastavljeno na novoj razini uzrokuje monstruozno širenje zvijezde. Zvijezda se "gubi" i njezina se veličina povećava otprilike 100 puta. Tako zvijezda postaje crveni div, a faza gorenja helija traje oko nekoliko milijuna godina. Gotovo svi crveni divovi su promjenjive zvijezde.

Što će se dalje dogoditi opet ovisi o masi zvijezde.

4. Kasnije godine i smrt zvijezda

Stare zvijezde male mase

Do danas se sa sigurnošću ne zna što se događa s lakim zvijezdama nakon što im se potroše zalihe vodika. Budući da je starost svemira 13,7 milijardi godina, što nije dovoljno da iscrpi zalihe vodikovog goriva u takvim zvijezdama, moderne teorije temelje se na računalnim simulacijama procesa koji se odvijaju u takvim zvijezdama.

Neke zvijezde mogu sintetizirati helij samo u određenim aktivnim zonama, što uzrokuje nestabilnost i jake zvjezdane vjetrove. U ovom slučaju ne dolazi do stvaranja planetarne maglice, a zvijezda samo isparava, postajući još manja od smeđeg patuljka.

Zvijezde s masama manjim od 0,5 solarne nisu u stanju pretvoriti helij ni nakon što u jezgri prestanu reakcije s vodikom - njihova je masa premala da bi omogućila novu fazu gravitacijske kompresije do te mjere da inicira "zapaljenje" helija. Ove zvijezde uključuju crvene patuljke kao što je Proxima Centauri, čiji životni vijek glavnog niza iznosi desetke milijardi do desetke trilijuna godina. Nakon prestanka termonuklearnih reakcija u njihovoj jezgri, oni će, postupno se hladeći, nastaviti slabo emitirati u infracrvenom i mikrovalnom području elektromagnetskog spektra.

Zvijezde srednje veličine

Kada zvijezda prosječne veličine (od 0,4 do 3,4 Sunčeve mase) dosegne fazu crvenog diva, njezinoj jezgri ponestane vodika i započinju reakcije sinteze ugljika iz helija. Taj se proces događa pri višim temperaturama i stoga se povećava protok energije iz jezgre, što dovodi do toga da se vanjski slojevi zvijezde počinju širiti. Označava početak sinteze ugljika nova pozornica u životu zvijezde i nastavlja se neko vrijeme. Za zvijezdu slične veličine kao Sunce, ovaj proces može trajati oko milijardu godina.

Promjene u količini emitirane energije uzrokuju da zvijezda prolazi kroz razdoblja nestabilnosti, uključujući promjene u veličini, površinskoj temperaturi i izlaznoj energiji. Izlazna energija se pomiče prema niskofrekventnom zračenju. Sve to prati sve veći gubitak mase zbog jakih zvjezdanih vjetrova i intenzivnih pulsacija. Zvijezde u ovoj fazi nazivaju se zvijezde kasnog tipa, OH-IR zvijezde ili zvijezde slične Miri, ovisno o njihovim točnim karakteristikama. Izbačeni plin je relativno bogat teškim elementima proizvedenim u unutrašnjosti zvijezde, kao što su kisik i ugljik. Plin formira ljusku koja se širi i hladi se dok se udaljava od zvijezde, omogućujući stvaranje čestica prašine i molekula. S jakim infracrvenim zračenjem središnje zvijezde u takvim se školjkama stvaraju idealni uvjeti za aktivaciju masera.

Reakcije izgaranja helija vrlo su osjetljive na temperaturu. Ponekad to dovodi do velike nestabilnosti. Javljaju se jake pulsacije, koje u konačnici daju dovoljno ubrzanja vanjskim slojevima da se odbace i pretvore u planetarnu maglicu. U središtu maglice ostaje gola jezgra zvijezde u kojoj prestaju termonuklearne reakcije, a hlađenjem se pretvara u helij bijeli patuljak, u pravilu, s masom do 0,5-0,6 solarne i promjerom reda promjera Zemlje.

Bijeli patuljci

Ubrzo nakon bljeska helija, ugljik i kisik se "zapale"; Svaki od ovih događaja uzrokuje veliko restrukturiranje zvijezde i njeno brzo kretanje po Hertzsprung-Russell dijagramu. Veličina atmosfere zvijezde se još više povećava i ona počinje intenzivno gubiti plin u obliku raspršenih struja zvjezdanog vjetra. Sudbina središnjeg dijela zvijezde u potpunosti ovisi o njezinoj početnoj masi: jezgra zvijezde može završiti svoju evoluciju kao bijeli patuljak (zvijezde male mase); ako njegova masa u kasnijim fazama evolucije prijeđe Chandrasekharovu granicu – poput neutronske zvijezde (pulsara); ako masa prelazi Oppenheimer-Volkovu granicu – poput crne rupe. U posljednja dva slučaja završetak evolucije zvijezda popraćen je katastrofalnim događajima – eksplozijama supernova.

Velika većina zvijezda, uključujući Sunce, završava svoju evoluciju skupljanjem sve dok pritisak degeneriranih elektrona ne uravnoteži gravitaciju. U tom stanju, kada se veličina zvijezde smanji za sto puta, a gustoća postane milijun puta veća od gustoće vode, zvijezda se naziva bijeli patuljak. Lišen je izvora energije i, postupno se hladeći, postaje taman i nevidljiv.

U zvijezdama masivnijim od Sunca, pritisak degeneriranih elektrona ne može zaustaviti daljnju kompresiju jezgre, te se elektroni počinju “utiskivati” u atomske jezgre, što dovodi do transformacije protona u neutrone, između kojih nema elektrostatskog odbijanja. snage. Takva neutronizacija materije dovodi do toga da se veličina zvijezde, koja, zapravo, sada predstavlja jednu golemu atomsku jezgru, mjeri nekoliko kilometara, a gustoća je 100 milijuna puta veća od gustoće vode. Takav objekt naziva se neutronska zvijezda.

Supermasivne zvijezde

Nakon što zvijezda s masom većom od pet puta Sunca uđe u stadij crvenog superdiva, njezina jezgra počinje se skupljati pod utjecajem gravitacije. Kako se kompresija povećava, temperatura i gustoća rastu, te započinje novi slijed termonuklearnih reakcija. U takvim reakcijama sintetiziraju se sve teži elementi: helij, ugljik, kisik, silicij i željezo, što privremeno zaustavlja kolaps jezgre.

U konačnici, kako obrazovanje napreduje, sve više i više teški elementi periodnog sustava, željezo-56 se sintetizira iz silicija. U ovoj fazi daljnja termonuklearna fuzija postaje nemoguća, budući da jezgra željeza-56 ima maksimalni defekt mase i stvaranje težih jezgri uz oslobađanje energije je nemoguće. Stoga, kada željezna jezgra zvijezde dosegne određenu veličinu, tlak u njoj više nije u stanju izdržati gravitaciju vanjskih slojeva zvijezde, te dolazi do trenutnog kolapsa jezgre s neutronizacijom njezine materije.

Što se dalje događa još nije potpuno jasno, ali, u svakom slučaju, procesi koji se odvijaju u nekoliko sekundi dovode do eksplozije supernove nevjerojatne snage.

Prateća eksplozija neutrina izaziva udarni val. Snažni mlazovi neutrina i rotirajuće magnetsko polje istiskuju veliki dio akumuliranog materijala zvijezde - takozvane elemente klice, uključujući željezo i lakše elemente. Tvar koja eksplodira bombardiraju neutroni emitirani iz jezgre, hvatajući ih i tako stvarajući skup elemenata težih od željeza, uključujući one radioaktivne, sve do urana (a možda čak i kalifornija). Dakle, eksplozije supernove objašnjavaju prisutnost elemenata težih od željeza u međuzvjezdanoj tvari, što, međutim, nije jedino mogući način njihov nastanak, primjerice, pokazuju tehnecijeve zvijezde.

Eksplozivni val i mlazovi neutrina odnose materiju dalje od umiruća zvijezda u međuzvjezdani prostor. Naknadno, dok se hladi i kreće kroz svemir, ovaj materijal supernove može se sudariti s drugim svemirskim "smećem" i moguće sudjelovati u formiranju novih zvijezda, planeta ili satelita.

Procesi koji se odvijaju tijekom formiranja supernove još se proučavaju i za sada nema jasnoće po tom pitanju. Također je upitno što je zapravo ostalo od izvorne zvijezde. Međutim, razmatraju se dvije mogućnosti: neutronske zvijezde i crne rupe.

Neutronske zvijezde

Poznato je da u nekim supernovama jaka gravitacija u dubinama supergiganta tjera elektrone da ih apsorbira atomska jezgra, gdje se spajaju s protonima i stvaraju neutrone. Taj se proces naziva neutronizacija. Elektromagnetske sile koje razdvajaju obližnje jezgre nestaju. Jezgra zvijezde sada je gusta lopta od atomske jezgre i pojedinačnih neutrona.

Takve zvijezde, poznate kao neutronske zvijezde, izuzetno su male - ne više od veliki grad, a imaju nezamislivo veliku gustoću. Njihovo orbitalno razdoblje postaje iznimno kratko kako se veličina zvijezde smanjuje (zbog očuvanja kutne količine gibanja). Neki naprave 600 okretaja u sekundi. Za neke od njih, kut između vektora zračenja i osi rotacije može biti takav da Zemlja pada u stožac koji tvori to zračenje; u ovom slučaju, moguće je detektirati puls zračenja koji se ponavlja u intervalima jednakim orbitalnom periodu zvijezde. Takve neutronske zvijezde nazvane su "pulsari" i postale su prve neutronske zvijezde koje su otkrivene.

Crne rupe

Ne postaju sve supernove neutronske zvijezde. Ako zvijezda ima dovoljno veliku masu, tada će se kolaps zvijezde nastaviti, a sami neutroni će početi padati prema unutra sve dok njen radijus ne postane manji od Schwarzschildovog radijusa. Nakon toga zvijezda postaje crna rupa.

Predviđeno je postojanje crnih rupa opća teorija relativnost. Prema ovoj teoriji, materija i informacija ni pod kojim uvjetima ne mogu napustiti crnu rupu. Međutim, kvantna mehanika vjerojatno dopušta iznimke od ovog pravila.

Ostao je broj otvorena pitanja. Glavni među njima: "Postoje li uopće crne rupe?" Uostalom, da bismo sa sigurnošću rekli da je određeni objekt crna rupa, potrebno je promatrati njegov horizont događaja. To je nemoguće samo definiranjem horizonta, ali korištenjem radiointerferometrije ultra-duge osnovne linije, moguće je odrediti metriku u blizini objekta, kao i zabilježiti brzu varijabilnost u milisekundama. Ova svojstva, promatrana u jednom objektu, trebala bi definitivno dokazati postojanje crnih rupa.

Sunce ima izuzetnu ulogu u životu Zemlje. Cijeli organski svijet našeg planeta duguje svoje postojanje Suncu. Sunce nije samo izvor svjetlosti i topline, već i izvorni izvor mnogih drugih vrsta energije (nafta, ugljen, voda, vjetar).

Sunce je od davnina bilo predmet štovanja kod raznih naroda. Smatrali su ga najmoćnijim božanstvom. Kult nepobjedivog Sunca bio je jedan od najraširenijih (Helios - grčki bog Sunca, Apolon - bog Sunca kod Rimljana, Mitra - kod Perzijanaca, Jarilo - kod Slavena itd.). U čast Sunca podizani su hramovi, skladane himne i prinošene žrtve. Religiozno štovanje dnevnog svjetla je prošlost. Sada znanstvenici proučavaju prirodu Sunca, otkrivaju njegov utjecaj na Zemlju i rade na problemu korištenja gotovo neiscrpnog solarna energija.

Sunce je naša zvijezda. Proučavajući Sunce saznajemo o mnogim pojavama i procesima koji se događaju na drugim zvijezdama, a nedostupni su izravnom promatranju zbog golemih udaljenosti koje nas dijele od zvijezda.

Sunčeva aktivnost je skup nestacionarnih pojava na Suncu. Ovi fenomeni uključuju sunčeve pjege, solarne baklje, fakule, flokule, prominencije, koronalne zrake, kondenzacije, tranzijenti, sporadična radio emisija, povećanje ultraljubičastog, rendgenskog i korpuskularnog zračenja itd. Većina ovih pojava blisko je povezana jedna s drugom i nastaje u aktivnim područjima. U njihovom tijeku jasno je vidljiva cikličnost s prosječnim periodom od 11,2 godine, kao i periodima od 22, 80-90 godina itd.

Tijekom razvoja aktivnog područja u sunčevoj atmosferi ponekad se javljaju situacije u kojima je moguće brzo restrukturiranje ("ponovno povezivanje") magnetskih polja. Ovo restrukturiranje uzrokuje izbijanja praćena složeni pokreti ionizirani plin, njegov sjaj, ubrzanje čestica itd.

Sunčeve baklje najsnažnije su od svih manifestacija sunčeve aktivnosti. Takve se baklje obično opažaju u blizini Sunčevih pjega.

Obično postoji nekoliko slabih izbijanja dnevno.

Jaki bljeskovi - vrlo rijedak događaj. Sunčeva baklja je iznenadno oslobađanje energije u višoj kromosferi ili donjoj koroni, stvarajući kratkotrajno elektromagnetsko zračenje u širokom rasponu valnih duljina - od jakih X-zraka (pa čak i gama zraka) do kilometarskih radiovalova. Početak bljeska može biti vrlo nagao, ali ponekad "eksploziji" prethodi nekoliko minuta sporog razvoja ili čak slabog predbljeska. Slijedi stvarna eksplozivna (tvrda, pulsirajuća) faza, tijekom koje se čestice ubrzavaju u 1-3 minute i formira se vrući oblak. U određenom broju baklji (nazivaju se toplinske) nema tvrde faze. Nakon postizanja maksimalne svjetline (na primjer, u mekim X-zrakama 1-15 minuta nakon početka), proces gorenja velike baklje nastavlja se još nekoliko sati. Pred kraj tvrde faze postupno se formira vanjski udarni val: glavnina energije baklje oslobađa se u obliku kinetičke energije izbačaja tvari koja se kreće u koroni i međuplanetarnom prostoru brzinama do 1000 km/ s, energija tvrdog elektromagnetskog zračenja i tokova ubrzanih do gigantskih energija (ponekad - desetke GeV) čestica. Ovaj udarni val uzrokuje manifestacije radio praska. Rendgensko zračenje i sunčevo kozmičko zračenje koje dolazi iz baklje uzrokuje dodatnu ionizaciju zemljine ionosfere, što utječe na uvjete širenja radiovalova (poremećaj radiokomunikacija, rad navigacijskih uređaja i sl.). Struja čestica izbačenih tijekom baklje stiže do Zemljine orbite za otprilike jedan dan i uzrokuje magnetske oluje i polarnu svjetlost na Zemlji.

Postoje dokazi o snažnom utjecaju aktivnosti baklje na vrijeme i stanje Zemljine biosfere.

U blizini maksimalne aktivnosti, tokovi čestica ubrzani tijekom baklji najučinkovitije utječu na Zemljinu atmosferu i magnetosferu. U fazi pada aktivnosti, pred kraj 11-godišnjeg ciklusa aktivnosti, smanjenjem broja baklji i razvojem međuplanetarnog strujnog sloja, stacionarna strujanja pojačanog Sunčevog vjetra postaju značajnija. Rotirajući sa Suncem, uzrokuju ponavljanje svakih 27 dana. geomagnetske smetnje. Ova rekurentna (ponavljajuća) aktivnost posebno je visoka na krajevima ciklusa s parnim brojevima, kada je smjer solarnog "dipolnog" magnetskog polja antiparalelan sa Zemljinim.

Manifestacija dugoročnih bioloških ciklusa povezana je s cikličkim promjenama sunčeve aktivnosti. Heliobiologija, znanost čiji su temelji postavljeni u počecima, proučava utjecaj promjena sunčeve aktivnosti na žive organizme Zemlje. 1920-ih godina A.L. Čiževski. Čiževski je vjerovao da je heliobiologija, koja pokazuje nedvojbenu povezanost zemaljskih događaja s kozmičkim ritmovima, moderna, znanstveni oblik drevno astrološko učenje. Kao što pokazuju opsežna povijesna istraživanja koja je proveo Čiževski, postoji nedvojbena veza između ciklusa Sunčeve aktivnosti i dinamike ratova i drugih društvenih previranja, izbijanja epidemija i epizootija i niza drugih pojava na Zemlji. Zanimljivo je da je prvi znanstvenik koji je došao na takvu ideju bio W. Herschel, astronom koji je otkrio prvi planet Uran, nevidljiv golim okom. Davne 1804. godine otkrio je izravnu vezu između razine sunčeve aktivnosti i cijena kruha. Među moderna istraživanja Na ovu temu ističemo rad ruskog povjesničara Valerija Krapova koji je otkrio “krivulju darovitosti”. Pokazalo se da većina izvanredni ljudi(u većini različitim područjima politika, sport, umjetnost) rađa se tijekom razdoblja ekstremnih (maksimalnih ili minimalnih) razina sunčeve aktivnosti. Krivulja mortaliteta također je u korelaciji s krivuljom solarne aktivnosti.

Takvi obrasci se bez sumnje mogu smatrati astrološkim.

Kako je pokazalo istraživanje Theodora Landscheidta, razina solarne aktivnosti ovisi o međusobnom položaju planeta i nizu drugih astroloških čimbenika. Štoviše, Landscheidt je razvio tehniku ​​koja omogućuje čisto astrološkim metodama predviđanje promjena u solarnoj aktivnosti.

Landscheidtova dugoročna predviđanja solarnih baklji i geomagnetskih oluja ostvaruju se (prema podacima testiranja astronoma) za 90% (!).

Dakle, ako Sunčeva aktivnost ovisi o astrološkim čimbenicima, onda sve pojave na Zemlji povezane s promjenama Sunčeve aktivnosti također ovise o astrološkim pokazateljima.

6. Sunčeve pjege

Ljudi već jako dugo znaju da na Suncu postoje pjege. U drevnim ruskim i kineskim kronikama, kao iu kronikama drugih naroda, često se spominje promatranje sunčevih pjega. Ruske kronike zabilježile su da su mrlje bile vidljive "kao čavli". Zapisi su pomogli potvrditi obrazac povremenog porasta broja Sunčevih pjega uspostavljen kasnije (1841.). Da bi se takav objekt primijetio golim okom (naravno, uz poduzimanje mjera opreza - kroz gusto zadimljeno staklo ili izloženi negativ film), potrebno je da njegova veličina na Suncu bude najmanje 50 - 100 tisuća kilometara, što je desetke. puta polumjer Zemlje.

Sunce se sastoji od vrućih plinova koji se cijelo vrijeme kreću i miješaju, pa stoga na površini Sunca nema ničega trajnog i nepromjenjivog. Najstabilnije tvorevine su Sunčeve pjege.

Ali njihov izgled se mijenja iz dana u dan, i oni se pojavljuju i nestaju.

Sunčeva pjega je u trenutku svoje pojave obično male veličine, može nestati, ali se može i jako povećati.

Glavnu ulogu u većini pojava promatranih na Suncu ima magnetska polja. Sunčevo magnetsko polje ima vrlo složenu strukturu i stalno se mijenja. Kombinirano djelovanje kruženja solarne plazme u konvektivnoj zoni i diferencijalne rotacije Sunca neprestano pobuđuje proces jačanja slabih magnetskih polja i pojavu novih. Očigledno je ova okolnost razlog za pojavu sunčevih pjega na Suncu. Mrlje se pojavljuju i nestaju. Njihov broj i veličina variraju. Ali otprilike svakih 11 godina broj Sunčevih pjega postaje najveći. Tada kažu da je Sunce aktivno. U istom razdoblju (~ 11 godina) dolazi do promjene polariteta Sunčevog magnetskog polja.

Prirodno je pretpostaviti da su ti fenomeni međusobno povezani.

Razvoj aktivnog područja počinje povećanjem magnetskog polja u fotosferi, što dovodi do pojave svjetlijih područja – fakula (temperatura solarne fotosfere je prosječno 6000K, u području fakula je oko 300K). viši).

Daljnje jačanje magnetskog polja dovodi do pojave mrlja.

Na početku 11-godišnjeg ciklusa pjege se počinju pojavljivati ​​u malom broju na relativno visokim geografskim širinama (35 - 40 stupnjeva), a zatim se postupno zona formiranja pjega spušta prema ekvatoru, do geografske širine od plus 10 - minus 10 stupnjeva. , ali na samom ekvatoru pjega, u pravilu, , ne može biti.

Galileo Galilei je bio jedan od prvih koji je primijetio da se pjege ne opažaju posvuda na Suncu, već uglavnom na srednjim geografskim širinama, unutar takozvanih “kraljevskih zona”.

U početku se obično pojavljuju pojedinačne pjege, ali zatim iz njih nastaje cijela skupina u kojoj se razlikuju dvije velike pjege - jedna na zapadnom, druga na istočnom rubu skupine. Početkom našeg stoljeća postalo je jasno da su polariteti istočnih i zapadnih Sunčevih pjega uvijek suprotni. Oni tvore, takoreći, dva pola jednog magneta, pa se takva skupina naziva bipolarnom. Tipična Sunčeva pjega velika je nekoliko desetaka tisuća kilometara.

Galileo je, crtajući mrlje, uočio sivi rub oko nekih od njih.

Doista, pjega se sastoji od središnjeg, tamnijeg dijela - sjene i svjetlijeg područja - polusjene.

Sunčeve pjege ponekad su vidljive na njegovom disku čak i golim okom.

Prividno crnilo ovih formacija posljedica je činjenice da je njihova temperatura približno 1500 stupnjeva niža od temperature okolne fotosfere (i, sukladno tome, kontinuirano zračenje iz njih je mnogo manje). Jedna razvijena pjega sastoji se od tamnog ovala - tzv. sjene pjega, okružene svjetlijom fibroznom polusjenom. Nerazvijene male točke bez polusjene nazivaju se pore. Često mrlje i pore tvore složene skupine.

Tipična skupina sunčevih pjega u početku se pojavljuje kao jedna ili više pora u području neporemećene fotosfere. Većina ovih skupina obično nestaje nakon 1-2 dana. Ali neki dosljedno rastu i razvijaju se, tvoreći prilično složene strukture. Sunčeve pjege mogu biti većeg promjera od Zemlje. Često formiraju grupe. Nastaju unutar nekoliko dana i obično nestaju unutar tjedan dana. Ipak, neke velike mrlje mogu postojati mjesec dana. Velike skupine Sunčevih pjega aktivnije su od malih skupina ili pojedinačnih Sunčevih pjega.

Sunce mijenja stanje Zemljine magnetosfere i atmosfere. Magnetska polja i tokovi čestica koji dolaze iz sunčevih pjega dopiru do Zemlje i utječu prvenstveno na mozak, kardiovaskularni i Krvožilni sustav osoba, na njezinu fizičku, živčanu i psihološko stanje. Visoka razina Sunčeve aktivnosti i njezine brze promjene uzbuđuju čovjeka, a time i tim, klasu, društvo, pogotovo kada postoje zajednički interesi i jasna i osmišljena ideja.

Okretanjem jedne ili druge polutke prema Suncu Zemlja dobiva energiju. To strujanje može se prikazati u obliku putujućeg vala: tamo gdje svjetlost pada, nalazi se njegov vrh, gdje je mrak, nalazi se dolina. Drugim riječima, energija raste i opada. O tome je govorio Mihail Lomonosov u svom poznatom prirodnom zakonu.

Teorija o valovitosti protoka energije prema Zemlji potaknula je utemeljitelja heliobiologije Aleksandra Čiževskog da skrene pozornost na vezu između porasta Sunčeve aktivnosti i zemaljskih kataklizmi. Prvo opažanje koje je napravio znanstvenik datira iz lipnja 1915. godine. Na sjeveru su sjale aurore, opažene iu Rusiji iu Sjeverna Amerika, a “magnetske oluje neprestano su ometale kretanje telegrama”. U tom je razdoblju znanstvenik skrenuo pozornost na činjenicu da se povećana solarna aktivnost poklopila s krvoprolićem na Zemlji. Doista, odmah nakon pojave velikih sunčevih pjega na mnogim frontama Prvog svjetskog rata, neprijateljstva su se intenzivirala.

Sada astronomi kažu da naša zvijezda postaje svjetlija i toplija. To je zbog činjenice da se tijekom proteklih 90 godina aktivnost njegovog magnetskog polja više nego udvostručila, a najveći porast dogodio se u posljednjih 30 godina. U Chicagu, na godišnjoj konferenciji Američkog astronomskog društva, znanstvenici su upozorili na nevolje koje prijete čovječanstvu. Upravo u trenutku kada se računala diljem planeta budu prilagođavala uvjetima rada u 2000. godini, naša će zvijezda ući u najturbulentniju fazu svog 11-godišnjeg cikličkog ciklusa.Sada će znanstvenici moći točno predvidjeti solarne baklje, što će moguće unaprijed pripremiti za moguće kvarove u radu radio i električnih mreža. Sada je većina solarnih opservatorija potvrdila "upozorenje na oluju" za iduću godinu, jer... Sunčeva aktivnost je na vrhuncu svakih 11 godina, a prethodna oluja dogodila se 1989. godine.

To bi moglo dovesti do prekida dalekovoda na Zemlji i promjene orbita satelita koji podržavaju komunikacijske sustave i "vode" avione i prekooceanske brodove. Obično se karakterizira solarno "nasilje". snažni bljeskovi i pojavu mnogih od tih istih mrlja.

Alexander Chizhevsky još u 20-ima. otkrio da Sunčeva aktivnost utječe na ekstremne zemaljske događaje - epidemije, ratove, revolucije. Zemlja ne samo da se okreće oko Sunca, već sav život na našem planetu pulsira u ritmovima sunčeve aktivnosti, ustanovio je.

Sunce utječe na cijeli naš život mnogo suptilnije i dublje nego što se dosad mislilo. U krvavom i blatnom sjećanju na kraj stoljeća vidimo jasnu potvrdu njegovih ideja. I u specijalnim službama različite zemlje Danas se cijeli odjeli bave analizom Sunčeve aktivnosti... Što je najvažnije, dokazana je usklađenost maksimuma Sunčeve aktivnosti s razdobljima revolucija i ratova, razdoblja pojačane aktivnosti Sunčevih pjega često su se poklapala sa svim vrstama društvenih nemira.

Nedavno je nekoliko svemirskih satelita zabilježilo emisiju solarnih prominencija, koju karakterizira neuobičajeno visoka razina emisije X-zraka. Ovakve pojave predstavljaju ozbiljnu prijetnju Zemlji i njezinim stanovnicima. Izbijanje takve snage moglo bi potencijalno destabilizirati energetske mreže. Srećom, protok energije nije utjecao na Zemlju i nisu se dogodile očekivane nevolje. No, sam događaj najava je takozvanog “solarnog maksimuma”, popraćenog oslobađanjem mnogo veće količine energije koja može onemogućiti komunikaciju i električni vodovi, transformatori, astronauti i svemirski sateliti koji se nalaze izvan Zemljinog magnetskog polja i nisu zaštićeni atmosferom planeta bit će ugroženi. Do danas NASA sateliti u orbiti više nego ikad prije. Postoji i opasnost za zrakoplove, izražena u mogućnosti zaustavljanja radiokomunikacija i ometanja radiosignala.

Solarne maksimume teško je predvidjeti, znamo samo da se ponavljaju otprilike svakih 11 godina. Sljedeći bi se trebao dogoditi sredinom 2000. godine, a trajat će od jedne do dvije godine. Tako kaže David Hathaway, heliofizičar u NASA-inom centru za svemirske letove Marshall.

Prominencije se mogu javljati svakodnevno tijekom solarnog maksimuma, no nije poznato koliko će točno biti snažne i hoće li utjecati na naš planet. Tijekom proteklih nekoliko mjeseci, eksplozije solarne aktivnosti i rezultirajući tok energije usmjeren na Zemlju bili su preslabi da bi uzrokovali bilo kakvu štetu. Osim rendgenskog zračenja, ova pojava nosi i druge opasnosti: Sunce emitira milijardu tona ioniziranog vodika, čiji val putuje brzinom od milijun milja na sat i može doći do Zemlje za nekoliko dana. Još veći problem su energetski valovi protona i alfa čestica. Oni putuju mnogo većim brzinama i ne ostavljaju vremena za poduzimanje protumjera, za razliku od valova ioniziranog vodika, s čije se putanje mogu ukloniti sateliti i letjelice.

U nekim od najekstremnijih slučajeva, sva tri vala mogu doći do Zemlje iznenada i gotovo istovremeno. Zaštite nema, znanstvenici još nisu u stanju točno predvidjeti takvo ispuštanje, a još manje njegove posljedice.

7. Sunčev ciklus

Broj Sunčevih pjega nije konstantna vrijednost. Osim vrlo očitih varijacija povezanih s rotacijom Sunca (pjege se pojavljuju u vidnom polju i nestaju iza ruba), s vremenom se stvaraju nove skupine pjega, a stare nestaju. Kada se promatra u kratkom vremenskom razdoblju (nekoliko tjedana ili mjeseci), ova varijacija u broju mrlja izgleda nasumično. Međutim, promatranja tijekom mnogih godina dovela su do otkrića značajne značajke Sunca: broj Sunčevih pjega periodički varira, što se obično opisuje kao 11-godišnji ciklus (u stvarnosti razdoblje varira i bliže je ciklusu od 10,5 godina). u našem stoljeću).

Godine 1848. Johann Rudolf Wolf izumio je metodu za brojanje sunčevih pjega na disku, a dobiveni broj se naziva Wolfov broj:

gdje je f broj svih pojedinačnih točaka, in ovaj trenutak promatrana na Sunčevom disku, a g je broj skupina koje oni tvore. Ovaj indeks vrlo uspješno odražava doprinos Sunčevoj aktivnosti ne samo od samih Sunčevih pjega, već i od cijelog aktivnog područja, uglavnom okupiranog fakulama. Stoga su brojevi W u vrlo dobrom skladu s modernijim i točnije definiranim indeksom, označenim kao F 10,7 - količinom fluksa radio emisije od cijelog Sunca na valu od 10,7 cm. Danas, Wolfovi brojevi (prosječni tijekom mnogih promatranja ) koriste se za karakterizaciju solarne aktivnosti.

Tijekom solarnog ciklusa, sunčeve pjege migriraju od pola prema ekvatoru, a raspodjela sunčevih pjega po geografskoj širini proizvodi ono što je poznato kao vrlo dramatičan dijagram leptira.

Dok su duljine ciklusa u ovom stoljeću bile prilično dosljedne, u prošlosti je bilo značajnih varijacija. Od otprilike 1645. do 1715. (razdoblje poznato kao Maunderov minimum), na Suncu nisu primijećene praktički nikakve sunčeve pjege, što je očito imalo utjecaja na klimu na Zemlji (vidi dolje).

Posebno dugo razdoblje povijesti solarne aktivnosti krije se u podacima o prošlom obilju ugljika-14 (radioaktivnog izotopa običnog ugljika-12). Brzina proizvodnje C-14 u Zemljinoj atmosferi ovisi o protoku visokoenergetskih čestica poznatih kao galaktičke kozmičke zrake, koje nastaju u visokoenergetskim procesima izvan Sunčevog sustava. Sposobnost ovih kozmičkih zraka da prodru kroz Sunčev sustav ovisi o veličini i geometriji magnetskih polja koje Sunčev vjetar nosi sa Sunca u

razdoblja visoke aktivnosti. Tijekom fotosinteze, biljke apsorbiraju C-14 zajedno s drugim izotopima ugljika i ugrađuju ga u svoju strukturu. Razine solarne aktivnosti u posljednjih 2000 godina mogu se procijeniti mjerenjem količine C-14 u godovima starog drveća. Starost takvih prstenova može se lako odrediti brojanjem unatrag od vanjskog prstena. Podaci iz antičkih izvora o promatranju Sunčevih pjega i polarna svjetla, kao i podatke o obilju C-14 sažeo je Eddy 1976. Otkrio je da se Maunderov minimum podudara s vrlo oštrim smanjenjem solarne aktivnosti, što je dokazano prekidom u pojavi aurore i visokim razinama C -14. Eddy i drugi znanstvenici naknadno su pokazali da takva razdoblja abnormalno niske solarne aktivnosti traju nekoliko desetljeća i tipična su za Sunce. Slična epizoda, Spurer Minimum, dogodila se u razdoblju od otprilike 1450. do 1550. godine. Međutim, produljeno razdoblje visoke sunčeve aktivnosti između otprilike 1100. i 1250. godine. poklopilo se s relativno toplim vremenom, što je očito omogućilo migraciju Vikinga na Grenland i Novi svijet. Moguće je da se u sljedećem stoljeću može očekivati ​​još jedan pad solarne aktivnosti. Zašto postoji solarni ciklus? Nitko ne zna konačan odgovor na ovo pitanje. Detaljno objašnjenje prirode solarnog ciklusa temeljni je problem solarne fizike koji tek treba riješiti.

Zaključak

Proučavanje evolucije zvijezda nemoguće je promatranjem samo jedne zvijezde - mnoge se promjene na zvijezdama događaju presporo da bi se primijetile čak i nakon mnogo stoljeća. Stoga znanstvenici proučavaju mnoge zvijezde, od kojih je svaka u određenoj fazi svog životnog ciklusa.

Tijekom stoljeća astronomija je prikupljala podatke o zvijezdama. Na temelju tih podataka grade se razni klasifikacijski sustavi. U ovom smo radu ispitali neke klasifikacijske karakteristike.

Na temelju različitih stadija života, zvijezde su plavi i crveni divovi, bijeli patuljci, neutronske zvijezde ili crne rupe.

Pri razvrstavanju zvijezda prema kemijskom sastavu vode se sadržajem elemenata težih od helija u njima. Ovi elementi, u pravilu, ne čine više od 2%, ali oni određuju kojoj skupini pripada zvijezda.

Klasifikacija zvijezda temelji se na njihovim fizičkim karakteristikama - sjaju, sjaju, veličini, temperaturi, masi. Zvijezde su klasificirane prema "zvjezdanim" i apsolutna vrijednost, po sjaju i boji, po stupnju ionizacije elemenata. Grupe zvijezda najjasnije se odražavaju u Hertzsprung-Russell dijagramu. Proučavanjem fizičkih karakteristika možemo pretpostaviti da sve zvijezde imaju više-manje istu masu, dok se sve ostale karakteristike razlikuju stotinama tisuća i mnogo milijuna puta.

Od velikog je interesa klasifikacija i proučavanje dvojnih i promjenjivih zvijezda.

Dvojne zvijezde i višestruki sustavi mogu biti optički i fizički povezani. Njihova dvojnost objašnjava se geometrijskim efektima, odnosno fizičkim interakcijama.

Promjenjive zvijezde su pomrčinske i fizičke. Promjenljivost zvijezda u pomračenju opet se objašnjava geometrijskim efektima, a fizičke varijable unutarnjim procesima.

Trenutno se klasifikacija zvijezda kontinuirano proširuje i poboljšava.

zvijezda nebesko sunce

Književnost

1. Vvedensky B.A., “Big Sovjetska enciklopedija", M.: Državna znanstvena izdavačka kuća "Velika sovjetska enciklopedija", 1952.

2. Dubintseva T.Ya., “Koncepti moderne prirodne znanosti”, Novosibirsk: LLC izdavačka kuća “UKEA”, 1997. - 832 str.

3. Shklovsky I. S. Zvijezde: njihovo rođenje, život i smrt - M.: Nauka, Glavna redakcija fizičke i matematičke literature, 1984. - 384 str.

4. Levi D., “Zvijezde i planeti: Enciklopedija okoliša”, M.: Izdavačka kuća “Bijeli grad”, 1998. - 288 str.

5. Haber H., “Zvijezde”, M.: “Slovo”, 1998. - 127 str.

6. Kotlyakov V.M., “Anatomija kriza”, M.: “Nauka”, 1999. - 238 str.

7. Institut za fiziku nazvan. Kirenski SB RAS | Struktura i evolucija svemira.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Hipoteze o postanku zvijezda i Sunčevog sustava te evoluciji galaksija. Teorija nastanka zvijezda iz plina zbog gravitacijske nestabilnosti. Pojam termodinamike zemljina atmosfera i stupanj konvektivne ravnoteže. Transformacija zvijezde u bijelog patuljka.

sažetak, dodan 31.08.2010


Zvijezde su poput vrućih kugli plina, izvor energije i zračenja u kojima su termonuklearne reakcije, uglavnom pretvorba vodika u helij, glavne faze njihova životnog ciklusa. Koncept i razlikovna obilježja, znakovi dvostrukih zvijezda.

sažetak, dodan 21.01.2014


Nepovratnost zvjezdane evolucije. Pojam međuzvjezdanog medija. Dijalektika “borbe” između gravitacije i temperature tijekom “života” zvijezda. Proces stvaranja zvijezda. Zvijezda kao samoregulirajući sustav. Zvjezdani "ostaci": bijeli patuljci, neutronske zvijezde.

test, dodan 07.10.2010


Struktura svemira i njegova budućnost u kontekstu Biblije. Evolucija zvijezde i pogled na Bibliju. Teorije o izgledu svemira i života u njemu. Koncept obnove i transformacije budućnosti Svemira. Metagalaksija i zvijezde. Moderna teorija evolucija zvijezda.

sažetak, dodan 04.04.2012


Utjecaj procesa koji se odvijaju na Suncu na sinkronizaciju kursa svjetska povijest. Dokaze o sinkronicitetu fluktuacija Sunčeve aktivnosti i svjetsko-povijesnih procesa do kojih je došao A.L. Čiževski. Utjecaj Sunčeve aktivnosti na ljudsko ponašanje.

izvješće, dodano 16.04.2014


Načela neizvjesnosti, komplementarnosti, identiteta u kvantna mehanika. Modeli evolucije svemira. Svojstva i klasifikacija elementarne čestice. Evolucija zvijezda. Nastanak, struktura Sunčeva sustava. Razvijanje ideja o prirodi svjetlosti.

varalica, dodano 15.01.2009


Pojam biosfere, početna faza nastanka heliobiologije. Doprinos A.L. Chizhevsky u heliobiologiji. Otkrivanje veze između broja Sunčevih pjega i onoga što se događa na Zemlji. Faze Sunčeve aktivnosti prema A.L. Čiževski. Odlučni ciklusi Sunčeve aktivnosti.

sažetak, dodan 01.09.2013


Moderne ideje o Suncu. solarni vjetar i solarno zračenje. Magnetske oluje i njihov utjecaj na biosferu. Ideje Čiževskog o pulsiranju svemira i Sunca. Energija koju emitira Sunce. Promjene sunčeve aktivnosti. Jakost magnetskog polja.

sažetak, dodan 27.08.2012


Proučavanje komponenti Sunčevog sustava - sustava nebeskih tijela (Sunce, planeti, sateliti planeta, kometi, meteoroidi, kozmička prašina), krećući se u području prevladavajućeg gravitacijskog utjecaja Sunca. Geologija Marsa, Merkura, Venere, Zemlje.

sažetak, dodan 20.04.2010


Metode određivanja starosti Sunca, zvijezda i raspona vremenskih intervala u svemiru. Značajke suvremene znanstvene slike svijeta i njezine razlike od klasične teorije. Načini raspodjele Sunčeve energije na Zemlji. Manifestacija solarnog vjetra.

Može li sunce ponoviti sudbinu L2 Puppisa?

Evolucija Sunca

Istraživači iz međunarodnog tima proučavali su zvijezdu L2 Puppis kako bi shvatili što nosi budućnost i kakva će biti njezina evolucija.
Tim je koristio radioteleskop Alma za proučavanje zvijezde L2 Puppis, za koju se procjenjuje da je od Zemlje udaljena oko 208 svjetlosnih godina. U sklopu studije stručnjaci su otkrili da zvijezda ima mnogo toga zajedničkog s našim Suncem.

"Otkrili smo da je L2 Puppis prilično star objekt, sa starošću od otprilike 10 milijardi godina", rekao je Goman Ward s Katoličkog sveučilišta u Leuvenu.

Prije otprilike pet milijardi zemaljskih godina ova je zvijezda bila vrlo slična Suncu. Sunce kakvo je danas imalo je istu masu. Trećina mase zvijezde je izgubljena tijekom njenog postojanja. Isti će proces zahvatiti i Sunce, ali to će se dogoditi u vrlo dalekoj budućnosti.
Profesorica Sarah Decin s Instituta za astronomiju Kentuckyja rekla je da će, vjerojatno, nakon nekoliko milijardi godina Sunce, poput L2 Puppisa, postati crveni div. I to 100 puta više nego sada, a ovo je samo jedna od očekivanih promjena.
"Sunce također doživljava intenzivan gubitak mase kao rezultat vrlo jakih zvjezdanih vjetrova", rekao je Decin. “Na kraju, evolucija Sunca će ga pretvoriti u malog bijelog patuljka veličine Zemlje za 7 milijardi godina. Ali istovremeno je znatno gušći i teži od Zemlje. Čajna žličica tvari takvog bijelog patuljka sadrži oko 5 tona tvari.”
Na udaljenosti dvostruko većoj od udaljenosti od Zemlje do Sunca, u orbiti L2 Puppis, tim je otkrio objekt. Može nam pokazati kako će Zemlja izgledati nakon jako dugo vremena.
Vjerojatno je da život na Zemlji u ovom trenutku više neće biti moguć, ali planet neće progutati Sunce. Drugi planeti zemaljska skupina- i Veneru će najvjerojatnije uništiti Sunce, a što će biti sa Zemljom još nije potpuno jasno.

“Već razumijemo da će se Sunce znatno povećati i postati mnogo svjetlije. Ove okolnosti sigurno će uništiti sve manifestacije života na Zemlji”, rekao je Decin. “No, hoće li stjenovita jezgra planeta moći prevladati fazu crvenog diva i nastaviti postojati u orbiti oko ostataka Sunca – bijelog patuljka?”

Znanstvenici još nisu sigurni hoće li Zemlja preživjeti Sunce ili će je ono apsorbirati, ali proučavanje L2 Puppis može nam pomoći da shvatimo sudbinu našeg planeta.

1 opcija

1. Masa Sunca je... mase cijelog Sunčevog sustava.

a) 99,9%; b) 39,866%; c) 32,31%; d) 27,46 %.

2. Prosječni promjer Sunca je ... promjer Zemlje.

a) 313; b) 109; c) 198; d) 998.

3. Period rotacije Sunca na ekvatoru je...

4. Količina energije koja prođe kroz površinu od 1 m2 okomito na sunčeve zrake u 1 s naziva se...

5. Sunce se sastoji od... vodika.

6. Stefan-Boltzmannov zakon -….

a) b) ; c) d) .

7. S povećanjem broja sunčevih pjega na Suncu, sjaj zvijezde...

a) povećava se; b) smanjuje; c) ne mijenja se; d) periodički fluktuira.

8. Tok ionizirajućih čestica koje teku iz Sunčeve korone u okolni prostor naziva se...

9. Nebesko tijelo, kruženje oko zvijezde, sfernog oblika, pod utjecajem vlastite gravitacije, i uklanjanje malih tijela iz orbite bliske vlastitoj, naziva se ...

a) planeta; b) asteroid; c) komet; d) meteorit.

10. Kut pod kojim se sa zvijezde može vidjeti velika poluos Zemljine orbite naziva se...

A) kutna udaljenost; b) zvjezdana paralaksa;

c) godišnja paralaksa; d) okomita paralaksa.

11. Ukupna energija koju emitira zvijezda u jedinici vremena naziva se...

12. Dominantna boja u spektru zvijezde ovisi o... zvijezdi.

a) masa; b) građevine; kavez; d) temperatura.

13. U središtu zvijezde je...

a) konvekcijska zona; b) zona prijenosa energije zračenja;

c) zona termonuklearnih reakcija; d) atmosfera.

14. Zvijezde u elipsama koje rotiraju oko zajedničkog centra mase nazivaju se...

15. Zvijezde koje mijenjaju svoj sjaj kao rezultat fizičkih procesa koji se odvijaju u zvijezdi nazivaju se...

16. Zvijezda koja poveća svoj sjaj tisućama ili milijunima puta u nekoliko sati, a zatim se zatamni zove se...

a) novi; b) supernova; c) cefeida; d) pulsirajući.

17. Određena je minimalna veličina oblaka u kojem može početi spontana kompresija...

a) Newton; b) Hubble; c) Vin; d) Traperice.

18. Kada sve nuklearno gorivo unutar zvijezde izgori, počinje proces...

a) postupno širenje; b) gravitacijska kompresija;

c) nastanak protozvijezde; d) pulsacije zvijezde.

19. Ako je masa zvijezde

20. Naša galaksija se zove...

Sunce. Zvijezde. Struktura i evolucija svemira

opcija 2

1. Masa Sunca je ... masa Zemlje.

a) 392109; b) 332982; c) 139209; d) 99866.

2. Prosječni promjer Sunca...

a) 99,866 10 9 m; b) 1,392 10 9 m; c) 3,131 · 10 9 m; d) 2,745 10 9 m.

3. Period rotacije Sunca na polu je...

a) 52,05 dana; b) 43,3 dana; c) 25,05 dana; d) 34,3 dana.

4. Energija koju Sunce emitira u 1 s. od cijele površine zove se...

a) solarna konstanta; b) sjaj Sunca;

c) energija Sunca; d) termonuklearna reakcija.

5. Sunce se sastoji od... helija.

a) 27%; b) 2%; c) 72%; d) 71 %.

6. Zakon o vinu -….

a) b) ; c) d) .

7. Starost Sunca je (približno):

a) 5 milijardi godina; b) 15 milijardi godina; c) 100 milijardi godina; d) 25 milijardi godina.

8. Guste kondenzacije relativno hladne tvari koje se uzdižu i zadržavaju iznad površine Sunca nazivaju se...

a) bljesak; b) solarni vjetar; c) istaknutost; d) baklja.

9. Prostorno izoliran, gravitacijski vezan, za zračenje neproziran objekt u kojem se odvijaju termonuklearne reakcije naziva se...

a) planeta; b) asteroid; c) komet; d) zvijezda.

10. Udaljenost do zvijezde može se odrediti formulom...

a) b) ; c) d)

11. Magnituda koju bi imala zvijezda da je udaljena od nas 10 pc zove se...

a) prividna veličina; b) apsolutna veličina;

c) osvijetljenost; c) zvjezdana konstanta.

12. Sunce pripada spektralnoj klasi..

a) B; b) F; c) G; d) M.

13. Prijenos energije na površinu zvijezda prolazi kroz..

a) konvekcijska zona; b) zona prijenosa energije zračenja;

c) zona termonuklearnih reakcija; d) atmosfera.

14. Zvijezde čiji se sjaj mijenja nazivaju se...

a) dvostruko; b) varijable; c) stacionarni; d) nestacionarni.

15. Pulsirajuće zvijezde velikog sjaja nazivaju se...

a) Cefeide; b) fizički varijable;

c) pomračive varijable; d) spektralne varijable.

16. Zvijezde koje iznenada eksplodiraju i dosegnu najveću apsolutnu magnitudu od -11 m do -21 m nazivaju se...

a) novi; b) supernove; c) Cefeide; d) pulsirajući.

17. Divovski molekularni oblaci mase veće od 105 Sunčevih masa nazivaju se...

a) pulsari; b) maglice; c) galaksije; d) područja nastanka zvijezda.

18. U stacionarnom stanju zvijezda na Hertzsprung-Russell dijagramu je na...

a) glavni niz; b) u niz superdiva;

c) u niz podpatuljaka;

d) u niz bijelih patuljaka.

19. Ako je masa zvijezde 1,4 Sunčeve mase, kada nuklearno gorivo izgori, zvijezda se pretvara u...

a) bijeli patuljak; b) crveni div; V) neutronska zvijezda; d) crna rupa.

20. Nama najbliža galaksija zove se...

a) Sombrero; b) maglica Andromeda;

V) mliječna staza; d) Konjska glava.

Odgovori na test № 2

1 opcija

opcija 2

Zvijezde 1 su kuglice vrućeg, uglavnom ioniziranog plina. Ionizacija zvjezdane tvari posljedica je njezine visoke temperature (od nekoliko tisuća do nekoliko desetaka tisuća stupnjeva).

Kao rezultat studije kemijski sastav Utvrđeno je da Sunce i druge zvijezde sadrže gotovo sve kemijski elementi, dostupan na Zemlji i predstavljen u tablici D.I. Mendelejeva. Također se pokazalo da u većini slučajeva 70% mase zvijezde čini vodik, 28% helij i 2% teži elementi.

Već znate da što je veća masa zvijezde, to jače gravitacijsko polje stvara. Zahvaljujući akciji gravitacijske sile, sabijanjem zvjezdane tvari, njezina temperatura, gustoća, tlak značajno se povećavaju od vanjski slojevi do centra.

Tako je, na primjer, temperatura vanjskih slojeva Sunca približno 6 10 3 ° C, au središtu je oko 14-15 milijuna ° C, gustoća tvari u središtu Sunca je približno 150 g /cm 3 (19 puta više nego kod željeza), a tlak od srednjih slojeva prema središtu raste sa 7 10 8 na 3,4 10 11 atm. Na takvim temperaturama i pritiscima u jezgri se mogu dogoditi termonuklearne reakcije koje su izvor energije za zvijezde.

Snaga zračenja zvijezde (koja se naziva i luminozitet i označava slovom L) proporcionalna je četvrtoj potenciji njezine mase:

Termonuklearne reakcije koje se odvijaju u dubinama zvijezda jedan su od procesa koji bitno razlikuju zvijezde od planeta, budući da je unutarnji izvor zagrijavanja planeta radioaktivni raspad. Ta je razlika posljedica činjenice da je masa bilo koje zvijezde očito veća od mase čak i najvećeg planeta. To se može ilustrirati na primjeru Jupitera. Unatoč činjenici da je u mnogim aspektima vrlo sličan zvijezdi, pokazalo se da je njegova masa nedovoljna za uvjete potrebne za odvijanje termonuklearnih reakcija u njegovim dubinama.

Kao rezultat termonuklearnih reakcija u dubinama Sunca oslobađa se ogromna energija koja održava njegov sjaj. Razmotrimo kako ta energija izlazi na površinu Sunca.

U zoni prijenosa energije zračenjem (sl. 188) toplina oslobođena u jezgri širi se od središta prema površini Sunca zračenjem, odnosno apsorpcijom i emisijom dijelova svjetlosti - kvanta - od strane tvari. Budući da kvante emitiraju atomi u bilo kojem smjeru, njihovo putovanje do površine traje tisućama godina.

Riža. 188. Građa Sunca

U zoni konvekcije energija se prenosi na površinu lebdećim strujanjem vrućeg plina. Dospijevši na površinu, plin, emitirajući energiju, hladi se, postaje gušći i tone u podnožje zone. U konvektivnoj zoni plin je neproziran. Dakle, možete vidjeti samo one slojeve koji su iznad njega: fotosferu, kromosferu i koronu (nije naznačeno na slici). Ova tri sloja pripadaju sunčevoj atmosferi.

Fotosfera ("sfera svjetla") na fotografijama izgleda kao skup svijetlih točaka - granula (Sl. 189), odvojenih tankim tamnim linijama. Svijetle točke su tokovi vrućeg plina koji plutaju na površini konvektivne zone.

Riža. 189. Granule i pjege u fotosferi Sunca

Kromosfera ("sfera boje") je tako nazvana zbog svoje crvenkasto-ljubičaste boje. Jedan od najzanimljivijih fenomena koji se mogu uočiti u kromosferi su prominencije 2 . Duljina kromosfere doseže 10-15 tisuća km.

Najudaljeniji dio Sunčeve atmosfere je korona. Prostire se na milijune kilometara (tj. udaljenost reda veličine nekoliko solarnih radijusa), unatoč činjenici da je sila gravitacije na Suncu vrlo velika. Veliki opseg korone objašnjava se činjenicom da se kretanja atoma i elektrona u koroni, zagrijanoj na temperaturu od 1-2 milijuna ° C, odvijaju ogromnim brzinama. Sunčeva korona je jasno vidljiva tijekom pomrčina Sunca(Slika 190). Oblik i sjaj korone mijenja se u skladu s ciklusom Sunčeve aktivnosti, odnosno s periodičnošću od 11 godina.

Riža. 190. Sunčeva korona (tijekom potpune pomrčine Sunca 1999.)

Indukcija magnetskog polja na Suncu samo je 2 puta veća nego na površini Zemlje. Ali ponekad se koncentrirana magnetska polja pojavljuju u malom području sunčeve atmosfere, nekoliko tisuća puta jača nego na Zemlji. Oni sprječavaju dizanje vruće plazme, uslijed čega umjesto svijetlih granula nastaje tamno područje - sunčeva pjega (vidi sl. 189). Kada se pojave velike skupine mrlja, snaga vidljivog, ultraljubičastog i rendgenskog zračenja naglo se povećava, što može nepovoljno utjecati na dobrobit ljudi.

Kretanje pjega po Sunčevom disku posljedica je njegove rotacije, koja se odvija s periodom od 25,4 dana u odnosu na zvijezde.

Završna faza procesa evolucije zvijezda uključuje nekoliko faza. Kada se sav vodik u središtu zvijezde pretvori u helij, struktura zvijezde počinje se primjetno mijenjati. Njegov se sjaj povećava, površinska temperatura opada, vanjski se slojevi šire, a unutarnji skupljaju. Zvijezda postaje crveni div, odnosno ogromna zvijezda velikog sjaja i vrlo niske gustoće. U središtu se formira gusta i vruća jezgra helija. Kada temperatura u njemu dosegne 100 milijuna °C, počinje reakcija pretvaranja helija u ugljik, popraćena oslobađanjem velika količina energije.

U sljedećoj fazi zvijezde poput Sunca odbacuju dio svoje materije, smanjuju se na veličinu planeta, pretvarajući se u male, vrlo guste zvijezde – bijele patuljke, i polako se hlade.

Pitanja

1. Pri temperaturi u jezgri reda veličine 14-15 milijuna °C i pritiscima od 7 10 8 do 3,4 10 11 atm, zvijezda se trebala pretvoriti u oblak plina koji se širi. Ali to se ne događa. Što mislite, koje se sile protive širenju zvijezde?
2. Koji je izvor energije koju emitira zvijezda?
3. Koji je fizički proces izvor unutarnjeg zagrijavanja planeta?
4. Što uzrokuje nastanak sunčevih pjega?
5. Od kojih se slojeva sastoji sunčeva atmosfera?
6. Recite nam o glavnim fazama evolucije Sunca.

2 Prominencije su ogromne, do stotine tisuća kilometara duge, plazma formacije u Sunčevoj koroni, koje imaju veću gustoću i nižu temperaturu od okolne koronske plazme.

Uvod

pomrčina zvijezda sunca

Sunce ima izuzetnu ulogu u životu Zemlje. Cijeli organski svijet našeg planeta duguje svoje postojanje Suncu. Sunce nije samo izvor svjetlosti i topline, već i izvorni izvor mnogih drugih vrsta energije (nafta, ugljen, voda, vjetar).

Sunce je od davnina bilo predmet štovanja kod raznih naroda. Smatrali su ga najmoćnijim božanstvom. Kult nepobjedivog Sunca bio je jedan od najraširenijih (Helios - grčki bog Sunca, Apolon - bog Sunca kod Rimljana, Mitra - kod Perzijanaca, Jarilo - kod Slavena itd.). U čast Sunca podizani su hramovi, skladane himne i prinošene žrtve. Religiozno štovanje dnevnog svjetla je prošlost. Sada znanstvenici proučavaju prirodu Sunca, otkrivaju njegov utjecaj na Zemlju i rade na problemu korištenja praktički neiscrpne sunčeve energije.

Sunce je naša zvijezda. Proučavajući Sunce saznajemo o mnogim pojavama i procesima koji se događaju na drugim zvijezdama, a nedostupni su izravnom promatranju zbog golemih udaljenosti koje nas dijele od zvijezda.

Evolucija Sunca i Sunčevog sustava

Starost Sunca je otprilike 4,5 milijardi godina. Od svog rođenja potrošio je polovicu vodika sadržanog u svojoj jezgri. Nastavit će emitirati "mirno" sljedećih 5 milijardi godina ili tako nešto (iako će se njegov sjaj otprilike udvostručiti tijekom tog vremena). Ali na kraju će ostati bez vodikovog goriva, što će dovesti do radikalnih promjena koje su normalne za zvijezde, ali će nažalost dovesti do potpunog uništenja Zemlje (i stvaranja planetarne maglice).

Evolucija Sunca:

A. Nuklearne reakcije u jezgri počinju se odvijati na Suncu. To se zove rađanje zvijezde; prije nego počnu nuklearne reakcije, objekt se naziva protozvijezda, a u jezgri ima još previše niske temperature za početak nuklearnog izgaranja.

B. Do tog vremena otprilike polovica vodika u jezgri bit će pretvorena u helij. To je situacija u kojoj se Sunce sada nalazi (prošlo je otprilike 4,5 milijardi godina od rođenja Sunca).

C. Vodik u jezgri je gotovo potpuno prerađen, a izgaranje vodika počinje u slojevitom izvoru oko jezgre. To uzrokuje oticanje Sunca. Njegov radijus postaje približno 40% veći, a njegov sjaj se udvostručuje.

D. Za milijardu i pol godina površina Sunca bit će 3,3 puta veća nego sada, a temperatura će pasti na 4300 stupnjeva Kelvina. Gledano sa Zemlje, Sunce će izgledati kao velika narančasta lopta. No, glavni problem je što će temperatura Zemlje porasti za 100 stupnjeva i sva će mora ispariti, tako da više neće biti promatrača ove grandiozne slike. Tijekom sljedećih 250 milijuna godina radijus Sunca povećat će se 100 puta, a njegov sjaj više od 500 puta. Zauzet će gotovo pola neba na planetu koji je nekada bio Zemlja.

E. Temperatura jezgre će se toliko povećati da će se početi događati reakcija pretvaranja helija u ugljik. Možda će taj proces biti eksplozivne prirode i jedna trećina solarne ljuske bit će raspršena u svemiru.

Što će se dogoditi nakon ovoga, za sada nije poznato. Sunce će postati sjajnije i sve vanjske slojeve će otpuhati u svemir vrlo jak solarni vjetar. Taj se fenomen naziva stvaranjem planetarne maglice; primjeri takvih objekata često se promatraju u svemiru (u planetarnoj maglici uvijek postoji zvijezda koja ju je rodila).

Nakon toga će ostati gotovo samo jezgra nekadašnje Sunce, takozvani bijeli patuljak s masom upola manjom od modernog Sunca, ali s abnormalno visokom gustoćom materije: 2 tone po kubični centimetar. Ovaj bijeli patuljak će se polako ohladiti, pretvoriti u crnog patuljka i to će biti kraj Sunca.