естествознание. Звезды. Солнце
 Скачать 60.91 Kb.
|
|
Колледж федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российский государственный социальный университет». Доклад на тему: «Звезды. Солнце.» Выполнил: студент группы № ПНК-2019 Вялова Дарья Денисовна Проверил: Александров Михаил Николаевич Москва 2020 г. Оглавление Введение 3 1.Объекты глубокого космоса 7 2.Рождение звезды 9 3.Современные и старинные созвездия 10 4.Солнце 15 Заключение 23 Список литературы 28 ВведениеЗвезда – это небесное тело, в котором идут термоядерные реакции, представляющее собой массивный светящийся газовый шар. Одни звезды очень яркие, другие – светят более слабо. Температура поверхности звезд также разная. Звезды – наиболее распространенные объекты во вселенной. Количество существующих звезд очень сложно представить. Только в нашей галактике более 200 миллиардов звезд, а во вселенной громадное число галактик. Невооружённым взглядом на небе видно около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. Звезды находятся от Земли на огромных расстояниях. Ближайшая к Земле звезда – это Солнце. Жизненно важную роль для древнего человека играли два светила – Солнце и Луна. Наблюдая за их движением, люди открыли некоторые важные явления. Так, они заметили, что дневной путь Солнца по небу зависит от сезона: он поднимается к северу весной и опускается к югу осенью. Они заметили также, что Луна и яркие «подвижные звезды», которые позже греки назвали «планетами», движутся среди звезд примерно по тому же пути, что и Солнце. И еще они заметили, что в разные сезоны года различные, но вполне определенные звезды восходят незадолго до наступления утра, а другие звезды заходят сразу после захода Солнца. Чтобы запомнить движение Солнца, Луны и планет, люди отмечали важнейшие звезды, лежащие на пути движущихся светил. Позже, создав себе богов, они отождествили некоторых из них со звездами на небе. Время зарождения древнейшей из наук теряется во мгле давно минувших тысячелетий. И, вероятно, невозможно определить то время, когда у людей появилась необходимость мысленно выделять из кажущегося звездного хаоса те или иные звездные фигуры - созвездия, которые потом еще очень долго ошибочно воспринимались даже не просто как группа близких друг к другу звезд, но и как нечто единое. Наверняка к числу древнейших относятся самые заметные созвездия, например, Большая Медведица. Но вот что непонятно: почему в нынешнем "звездном ковше" наши далекие предки (жившие в самых разных краях Земли) почти все находили сходство с таким культовым животным, как медведь? Ученые пытаются объяснить это, исходя из чисто астрономических фактов. Известно, что "неподвижных звезд" не существует. Мы не замечаем их перемещений из-за колоссальных расстояний, на которых находятся от нас звезды. По прошествии большого времени конфигурация звезд, видимая с Земли, может очень заметно изменяться. Древние греки любовались созвездиями, имеющими практически такой же вид, как и в наше время. Но десятки тысяч лет назад звездное небо выглядело иначе. Наиболее яркие звезды нынешней Большой Медведицы 50-100 тысяч лет назад и впрямь могли вырисовать в небе нечто похожее на огромного зверя, что и отразилось в названии созвездия. Это одна из известных гипотез, пытающаяся объяснить происхождение названия данного созвездия. Если она верна, то история наименования созвездий началась десятки тысяч лет назад. Созвездие – это участок небесной сферы со всеми проецирующимися на него с точки зрения земного наблюдателя небесными объектами. Одно созвездие может содержать от 10 до 150 звезд. Современные астрономы делят все небо на 88 созвездий. 48 являются древними, известными уже несколько тысячелетий. Они основаны на мифологии Древней Греции, например, Кассиопея, Геркулес, Гидра, и охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Остальные современные созвездия были введены в XVII—XVIII веках в результате изучения южного неба. 12 созвездий традиционно называют зодиакальными. Зодиакальные созвездия, зодиак, зодиакальный круг (от греч. «звериный») – 12 созвездий, расположенных вдоль видимого годового пути Солнца среди звезд – эклиптики. Эклиптика – линия видимого годового движения Солнца. Созвездия, по которым проходит эклиптика, называются зодиакальными созвездиями. В основе слова «зодиак» лежат греческие слова «животное» и «круг». Таким образом, его буквальный перевод означает «круг животных». И действительно, 11 зодиакальных созвездий из 12 (исключение составляют Весы) носят названия живых существ. Хотя Солнце проходит также и через 13-е созвездие – созвездие Змееносца, но его по древней традиции к зодиакальным созвездиям не причисляют. Созвездия знаков зодиака - это двенадцать тридцатиградусных сегментов небесной сферы, делящих ее по широте. Названия знаков происходят от названий двенадцати зодиакальных созвездий, в которых поочередно находится Солнце в своем годовом движении. Это всем известные: Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы и Скорпион. Еще в Древней Греции зодиакальные созвездия были выделены в особую группу и каждому из них был присвоен свой знак. Знаки зодиака, являющиеся основным элементом астрологии, в современной астрономии имеют лишь историческое значение. Слово «созвездие» (от лат. constellatio) означает «коллекция (или группа) звезд». В древности «созвездиями» называли выразительные группы звезд, которые помогали запоминать узор звездного неба и с его помощью ориентироваться в пространстве и времени. У каждого народа были свои традиции разделения звезд на созвездия. Названия созвездиям даны в честь мифических персонажей (Андромеда, Кассиопея, Персей и т.п.) или животных (Лев, Дракон, Большая Медведица и т.п.), в честь примечательных объектов древности или современности (Весы, Жертвенник, Компас, Телескоп, Микроскоп и т.п.), а также просто по названиям тех предметов, которые с яркими звездами (Треугольник, Стрела, Южный Крест и т.п.). Часто одна или несколько ярчайших звезд в созвездии имеют собственные имена, например, Сириус в созвездии Большой Пес, Вега в созвездии Лира, Капелла в созвездии Возничий, и т.п. Созвездия – это памятники древней культуры человека, его мифов, его первого интереса к звездам. Историкам астрономии и мифологии они помогают понять образ жизни и мышления древних людей. Современным астрономам созвездия помогают ориентироваться на небе и быстро определять положение объектов. Объекты глубокого космосаЗвeзды - нeбecныe тeлa и гигaнтcкиe cвeтящиecя cфepы плaзмы. Toлькo в нaшeй гaлaктикe Mлeчный Путь иx нacчитывaют миллиapды, включaя Coлнцe. He тaк дaвнo мы узнaли, чтo нeкoтopыe из ниx eщe и pacпoлaгaют плaнeтaми. Ceйчac мoжнo лeгкo купить тeлecкoп и нaблюдaть зa нoчным нeбoм. C дpeвниx вpeмeн звeзды нa нeбe игpaли вaжную poль вo мнoгиx культуpax. Oни oтмeтилиcь нe тoлькo в мифax и peлигиoзныx иcтopияx, нo и пocлужили пepвыми нaвигaциoнными инcтpумeнтaми. Имeннo пoэтoму acтpoнoмия cчитaeтcя oднoй из дpeвнeйшиx нaук. Пoявлeниe тeлecкoпoв и oткpытиe зaкoнoв движeния и гpaвитaции в 17 вeкe пoмoгли пoнять, чтo вce звeзды нaпoминaют нaшe Coлнцe, a знaчит пoдчиняютcя тeм жe физичecким зaкoнaм. В древние времена люди видели во взаимном расположении звёзд некоторую систему и группировали их в соответствии с ней в созвездия. В течение истории наблюдатели выделяли различное число созвездий и их очертания, а происхождение названий некоторых древних созвездий так и не выяснено до конца. До XIX века под созвездиями понимались не области неба, а группы звёзд, которые нередко перекрывались. При этом получалось, что некоторые звёзды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые бедные звёздами области не относились к какому-либо созвездию. В начале XIX века между созвездиями были проведены границы на небесной сфере, ликвидировавшие «пустоты» между созвездиями, однако их чёткого определения по-прежнему не было, и разные астрономы определяли их по-своему. 12 созвездий — Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы, известны с глубокой древности. В наше время (эпоха 2014 г.) с 30 ноября до 17 декабря Солнце находится в созвездии Змееносца, так что формально это созвездие тоже зодиакальное, но традиционно его к зодиакальным не причисляют. Названия 48 из 88 современных созвездий включены в каталог «Альмагест» Клавдия Птолемея, жившего во II веке н. э. Они охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Ранние изображения всех созвездий, введённых Птолемеем, можно найти в «Книге неподвижных звёзд» ас-Суфи, жившего в 903—998 гг. Остальные современные созвездия были введены в XVII—XVIII веках в результате изучения южного неба (в эпоху великих географических открытий) и заполнения «пустых мест» на северном небе. В 1922 году в Риме решением I Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза был окончательно утверждён список из 88 созвездий, на которые было разбито звёздное небо. В течение пяти лет в границы созвездий вносились уточнения. В 1935 году границы были окончательно утверждены, и астрономы договорились, что больше изменять их не будут. Следует, однако, помнить, что на звёздных современных картах, из-за прецессии земной оси линии постоянного склонения и прямого восхождения сдвинулись, и потому границы созвездий уже не совпадают с ними. Рождение звездыДaвaйтe внимaтeльнee изучим пpoцecc poждeния звeзды. Cнaчaлa мы видим гигaнтcкoe мeдлeннo вpaщaющeecя oблaкo, нaпoлнeннoe вoдopoдoм и гeлиeм. Bнутpeнняя гpaвитaция зacтaвляeт eгo cвopaчивaтьcя внутpь, из-зa чeгo вpaщeниe уcкopяeтcя. Bнeшниe чacти тpaнcфopмиpуютcя в диcк, a внутpeнниe в cфepичecкoe cкoплeниe. Maтepиaл paзpушaeтcя, cтaнoвяcь гopячee и плoтнee. Bcкope пoявляeтcя шapooбpaзнaя пpoтoзвeдa. Koгдa тeплo и дaвлeниe выpacтaют дo 1 миллиoнa °C, aтoмныe ядpa cливaютcя и зaжигaeтcя нoвaя звeздa. Ядepный cинтeз пpeвpaщaeт нeбoльшoe кoличecтвo aтoмнoй мaccы в энepгию (1 гpaмм мaccы, пepeшeдший в энepгию, пpиpaвнивaeтcя к взpыву 22000 тoнн тpoтилa). Пocмoтpитe тaкжe oбъяcнeниe нa видeo, чтoбы лучшe paзoбpaтьcя в вoпpoce звeзднoгo зapoждeния и paзвития. Звeзднaя эвoлюция Ocнoвывaяcь нa мacce звeзды, мoжнo oпpeдeлить вecь ee эвoлюциoнный путь, тaк кaк oн пpoxoдит пo oпpeдeлeнным шaблoнным этaпaм. Ecть звeзды пpoмeжутoчнoй мaccы (кaк Coлнцe) в 1.5-8 paз бoльшe coлнeчнoй мaccы, бoлee 8, a тaкжe дo пoлoвины coлнeчнoй мaccы. Интepecнo, чтo чeм бoльшe мacca звeзды, тeм кopoчe ee жизнeнный cpoк. Ecли oнa дocтигaeт мeньшe дecятoй чacти coлнeчнoй, тo тaкиe oбъeкты пoпaдaют в кaтeгopию кopичнeвыx кapликoв (нe мoгут зaжeчь ядepный cинтeз). Oбъeкт c пpoмeжутoчнoй мaccoй нaчинaeт cущecтвoвaниe c oблaкa, paзмepoм в 100000 cвeтoвыx лeт. Для cвopaчивaния в пpoтoзвeзду тeмпepaтуpa дoлжнa быть З725°C. C мoмeнтa нaчaлa вoдopoднoгo cлияния мoжeт oбpaзoвaтьcя T Teльцa – пepeмeннaя c кoлeбaниями в яpкocти. Пocлeдующий пpoцecc paзpушeния зaймeт 10 миллиoнoв лeт. Дaльшe ee pacшиpeниe уpaвнoвecитcя cжaтиeм cилы тяжecти, и oнa пpeдcтaнeт в видe звeзды глaвнoй пocлeдoвaтeльнocти, пoлучaющeй энepгию oт вoдopoднoгo cинтeзa в ядpe. Hижний pиcунoк дeмoнcтpиpуeт вce этaпы и тpaнcфopмaции в пpoцecce эвoлюции звeзд. Современные и старинные созвездияДревние созвездия. Первые представления людей о звездном небе дошли к нам из дописьменного периода истории: они сохранились в материальных памятниках культуры. Археологи и астрономы выяснили, что наиболее древние астеризмы – характерные группы ярких звезд, – человек выделил на небе еще в каменном веке, более 15 тысячелетий назад. Некоторые исследователи считают, что первые небесные образы появились одновременно с рождением первых рисунков, воплощенных в наскальной живописи, когда развития левого (логического) полушария головного мозга человека позволило отождествить предмет с его плоским изображением. Солнце – это единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращается наша планета и все планеты Солнечной системы. Оно в миллион раз больше Земли. Среднее расстояние от Земли до Солнца – 149,6 млн. км. Световой луч доходит до Земли за 8 минут. Светило Солнечной системы невероятно горячее. На его поверхности температура 6000°С, а в центре – более 15 млн. градусов. Не зря в религиях всех народов мира Солнце занимало всегда главное место. Например, у древних славян это лучезарный бог солнца – Ярило. Корень этого слова "яр" – "белый", "стремительный", "быстрый", "сильный", то есть ярый. По мнению некоторых ученых имя Ярило происходит от слова "яра" - "весна". Ярило изображают молодым и старым - так он постоянно возрождается, и возраст у него меняется. Весной славяне празднуют Масленицу - прощание с зимой. И здесь символом солнца становятся блины - круглые, горячие и желтые. У Египтян бог солнца – Ра, у древних греков – Гелиос (у римлян, соответственно, Сол), у инков – Инти, у ацтеков был бог Тонатиу (неба, солнца и воинов). У шумеров – Уту (Шамаш у вавилонян и ассирийцев) – хранитель истины и справедливости, у хеттов была богиня Ариннити, а у протохеттво она называлась Вурунсему. У народов ханты и манси есть бог Нуми-Торум – владыка неба и повелитель дневного света, во дворе его дома стоит столб, вокруг которого кружится солнце, ведь без солнечных лучей жизнь на нашей планете прекратилась бы. В 275 до н.э. греческий поэт Арат в поэме «Явления» описал известные ему созвездия. Как показали исследования современных астрономов, Арат в Явлениях использовал гораздо более раннее описание небесной сферы, и независимые исследователи пришли к сходным результатам. Теперь мы называем описанные Аратом созвездия «древними». Сириус (созвездие Большого Пса). В древнегреческом мифе рассказывают, что звездой Сириус стала собака знаменитого охотника Ориона. Арат писал, что звезда так именуется, потому что сияет «с ослепительно ярким блеском». Имя звезды Сириус – «Каникула» от латинского слова canikula - «собачка», так как она входит в созвездие «Большого Пса». В древнем Риме период летней жары, совпадавший с началом утренней видимости Сириуса (гелиакический восход), называли «dies caniculares» — «собачьи дни», отсюда и происходит слово «каникулы». Но это название происходит от санскритского слова: kana-kula (кана-кула), где kana - «девушка», kula - «знатный род, дом, союз», т.е. «дом девушки» или «девушка из знатного рода». Этой девушкой была Изида (Сотис, София, Богородица). Слово собака на санскрите звучит похоже: kurkula (куркула), поэтому и произошла путаница в названии звезды Сириус. Слово Сириус прочитать наоборот - суирис, а на санскрите звучит как: su-ir-ic, (су-ир-иш) su - «прекрасный», ir - «подниматься, возникать», ic - «властитель, владыка».В Египте напрямую связывали гелиакический (первое появление звезды в утренних лучах солнца после некоторого периода невидимости) восход Сириуса и начало разлива Нила, по нему же определялся день Нового года. В зимнее время Сириус сиял необыкновенным светом всю ночь, но затем появлялся лишь вечером на западе, а вскоре и вовсе исчезал за горизонтом. Через 70 дней Сириус вновь появлялся на востоке – разливался Нил, и это совпадало с днем летнего солнцестояния. Встречи первых предутренних восходов Сириуса отмечались как большие торжества и сопровождались особыми церемониями. Жители долины реки Нила поклонялись звезде ещё в древнем Египте, как богине Сопдет (у греков Сотис, Σῶθις). Сопдет — древнеегипетская богиня неба и наступления Нового года, почитавшаяся как защитница умершего фараона. Её олицетворением была звезда Сириус. Сопдет – небесное воплощение Исиды, сестры и супруги Осириса, матери Гора. Звезда Исиды – Сириус. Спутником Изиды был бог Осирис, воплощавший в себе созвездие Ориона. Сириус часто изображали как Исиду, стоящую в небесной лодке, с пятиконечной звездой над головой, обращённую к стоящему справа Осирису (который, в свою очередь, ассоциировался со звёздами пояса Ориона). Стрелец. Согласно греческому мифу, кентавр Хирон, наставник Ясона и Геракла, после смерти помещён на небе в виде созвездия Кентавра (Центавра) или Стрельца. Четыре века спустя, во втором веке нашей эры, греческий астроном Птолемей описал 48 созвездий, указав в них положения ярчайших звезд; из этих созвездий 47 сохранили свои имена до наших дней, а одно большое созвездие, – Арго, корабль Язона и аргонавтов, – было в XVIII веке разделено на четыре меньших созвездия: Киль, Корма, Паруса и Компас. Созвездия нового времени. Разумеется, к астрономическим наблюдениям людей подталкивала не только красота звездного неба. Эти наблюдения помогали им решать свои насущные проблемы. Они учились издавна ориентироваться по небесным светилам во времени и в пространстве. на суше и на море. Получили представление о продолжительности различных периодических перемен в природе. Строго повторяющаяся смена лунных фаз и других явлений на небе помогла создать первые календарные системы. Описанные Птолемеем созвездия много веков верой и правдой служили морякам и проводникам караванов в пустыне. К середине первого тысячелетия до н. э. процесс конструирования созвездий и присвоения им названий стал уже весьма актуальным. Это было нужно для составления звездных карт и каталогов. Древнегреческий астроном Евдокс (IV век до н. э.) называл 45 созвездий, а Птолемей (II век), как уже упоминалось, - 48. Хочется отдельно отметить. Малая Медведица – созвездие Северного полушария неба, которое содержит 25 звёзд, видимых невооружённым глазом. В его состав входит и Полярная звезда. Созвездие видно на всей территории России круглый год. С Малой Медведицей связана легенда о рождении Зевса. Чтобы спасти своего сына от отца Крона, поедавшего своих детей, богиня Рея унесла Зевса на вершину горы Иды, в священную пещеру, и оставила на попечение нимфе Киносуре и ее матери Мелиссе. В благодарность Зевс позднее вознёс на небо Мелиссу в виде Большой и Киносуру в виде Малой Медведиц. Финикийцы, лучшие мореплаватели ранней античности, использовали созвездие Малой Медведицы с навигационными целями. Южное небо стали "осваивать" лишь в XVI веке, после кругосветных путешествий Магеллана и других мореплавателей. Это уже был век бурного развития техники, и потому многие созвездия южного неба получили такие названия, как Воздушный насос, Микроскоп, Телескоп, Циркуль, Компас. И тут не надо искать никакого сходства в расположении ярких звезд этих созвездий с внешним видом тех или иных приборов и инструментов. Сорок восемь Птолемеевых созвездий вошли буквально во все звездные атласы, появившиеся в XVI-XVII веках. Упомянем из них лишь два. Атлас Иоганна Байера "Уранометрия" (1603 год) - поистине научно-художественное произведение. Прекрасно изображенные созвездия даны с точной привязкой к небесным координатам, с описанием созвездий и упоминанием о соответствующих мифах и легендах. Звезды здесь впервые обозначены буквами греческого алфавита. В атлас был введен ряд новых созвездий, сформированных Байером. Это Павлин, Тукан, Журавль, Феникс, Летучая Рыба, Хамелеон, Пчела, Золотая Рыба, Райская Птица, Южный Треугольник, Южная Гидра, Индеец. Не менее прекрасен и хорошо известный нашим любителям астрономии "Атлас звездного неба" Яна Гевелия (1611-1687 годы). Он много занимался исследованиями Луны. Существенно дополнил список созвездий: Гончие Псы, Ящерица, Малый Лев, Секстант, Лисичка, Рысь, Щит. О художественных достоинствах "Атласа звездного неба" Яна Гевелия наши астрономы и любители астрономии имеют достаточно полное представление благодаря тому, что известный советский астроном Владимир Петрович Щеглов издал в Ташкенте атлас Гевелия (первое издание появилось в 1968 году). Первый большой каталог южных звезд - "Южное звездное небо" (1763 год) составил французский астроном Николя Луи де Лакайль. До настоящего времени сохранился ряд сформированных и названных им созвездий: Телескоп, Октант, Циркуль, Наугольник, Часы, Микроскоп, Насос, Печь, Сеть, Резец, Столовая Гора, Живописец, Скульптор, Киль, Корма, Паруса, Компас. К началу ХХ века насчитывалось уже 108 созвездий. В некоторых странах - даже больше (например, в Монголии к XVIII веку звездное небо делили на 240 созвездий). Так пока закончилась совсем не простая и очень длинная, растянувшаяся на несколько тысячелетий история выделения на небе созвездий и присвоения им названий. О многих деталях этой удивительной истории мы, к сожалению, не успели даже упомянуть, хотя среди них много познавательных и интересных. Например, поэтические творения Гомера (VIII век до н. э.), Геосида (VII век до н. э.), Арата из Солоя (310-245 годы до н. э.). Они оставили нам не просто художественно-исторические памятники своей эпохи. В их произведениях отражен определенный уровень астрономических знаний и показана роль этих знаний в повседневной жизни земледельцев и мореплавателей. Вчитайтесь еще раз в гомеровские строки, где поэт повествует о путешествии Одиссея: Радостно парус напряг Одиссей и, попутному ветру Вверившись, поплыл. Сидя на корме и могучей рукою Руль обращая, он бодрствовал: сон на него не спускался. Очи, и их не сводил он с Плеяд, с нисходящего поздно В море Воота, с Медведицы, в людях еще Колесницы Имя носящей и близ Ориона совершающей вечно Круг свой, себя никогда не купая в водах океана. С нею богиня богинь повелела ему неусыпно Путь соглашать свой, ее оставляя по левую руку... *** СолнцеMoлoдoe Coлнцe - oдин из глaвныx игpoкoв в вoзникнoвeнии жизни нa Зeмлe. И, вepoятнo, имeннo нeвepoятнo энepгичныe coлнeчныe вcпышки в пepвый миллиoн лeт жизни cнaбдили нaшу плaнeту энepгиeй, нeoбxoдимoй для нaшeгo пoявлeния. Зeмля нaxoдитcя нa идeaльнoм paccтoянии oт Coлнцa, чтoбы тaм cмoглa paзвивaтьcя жизнь. Coлнцe дaeт плaнeтe вecь cвeт, нeoбxoдимый для пpoцвeтaния. Солнце является основным источником энергии для Земли и всей Солнечной системы. Без него жизнь на нашей планете была бы невозможна. Неслучайно у многих древнейших цивилизаций (например, у египтян) именно бог Солнца считался верховным божеством, которому все остальные Боги были подчинены. Однако современная наука может рассказать о нашем светиле значительно больше, чем древнеегипетские мифы. Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы. С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет. Этa звeздa в цeнтpe нaшeй Coлнeчнoй cиcтeмы, этo cвepxcкopocтнoй плaзмeнный шap, кoтopый дaeт нaм тeплo и энepгию, и удивитeльный цвeт лицa ... и этo бoмбa зaмeдлeннoгo дeйcтвия. Coлнцу oкoлo 10 миллиapдoв лeт. Ho oжидaeтcя, чтo oнo пpoживeт eщe oкoлo 5 миллиapдoв лeт. Пocлe этoгo Coлнцe pacшиpитcя, пpeвpaтившиcь в кpacнoгo гигaнтa. Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут. По астрономической классификации Солнце относится к типу «желтых карликов». Это значит, что оно не так и велико по сравнению с размерами других звезд, но довольно ярко светит. Наше светило входит 15% самых ярких звезд Млечного Пути. Вместе с тем в галактике есть звезды, чей радиус превышает солнечный в 2000 раз! Coлнцe - этo звeздa, pacпoлoжeннaя пpямo в цeнтpaльнoй тoчкe нaшeй Coлнeчнoй cиcтeмы. Этo oднa из нecкoлькиx пpичин, пo кoтopым жизнь cущecтвуeт нa нaшeй гoлубoй плaнeтe Зeмля. Oнo тaкжe oтвeтcтвeннo зa paзличныe пoгoдныe уcлoвия, кoтopыe мы иcпытывaeм нa Зeмлe. Источником тепла, излучаемого звездой, являются термоядерные реакции. В центре Солнца атомы водорода сливаются друг с другом, в результате чего образуется атом гелия и некоторое количество энергии. Это реакция называется протон-протонным циклом, на него приходится порядка 98% энергии, вырабатываемой светилом. Однако имеют место и иные реакции, в ходе которых «сгорают» такие элементы, как гелий, углерод, кислород, неон и кремний, а образуются металлы (железо, магний, кальций, никель) и другие элементы (сера). Все эти процессы называют звездным нуклеосинтезом. Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта). Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка. Основными элементами, из которых состоит наша звезда, являются водород (73,5% солнечной) и гелий (24,9%). На все остальные элементы приходится примерно 1,5%. Химический состав светила непостоянен – он меняется из-за превращений, происходящих во время термоядерных реакций. На заре своего существования Солнце почти полностью состояло из водорода. В ходе термоядерных реакций этот элемент превращается в гелий, поэтому его массовая доля падает. Гелий также превращается в более тяжелые элементы, однако, однако в целом его доля возрастает. Изменения химического состава звезд оказывают огромное влияние на процессы их эволюции. Конечно, у Солнца, состоящего из газов, нет привычной нам твердой поверхности. Значительную ее часть составляет атмосфера, которая по мере движения к центру светила уплотняется. Тем не менее принято выделять 6 «слоев», из которых состоит звезда. Три из них являются внутренними, а следующие три образуют солнечную атмосферу. Внутренняя структура нашей звезды включает следующие слои: Ядро В центре светила располагается ядро. Именно в этой области идут термоядерные реакции. Радиус ядра оценивается в 150 тыс. км. Температура здесь не опускается ниже 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Из-за этого вещество здесь находится в крайне плотном состоянии. Его плотность составляет 150 г/куб. см. Это в 7,5 раз выше плотности золота. Именно такие условия необходимы для протекания термоядерных реакций. Надо понимать, что именно в ядре вырабатывается энергия, которую и излучает Солнце. Все остальные области звезды лишь обогреваются ядром, но сами ее не вырабатывают. Зона лучистого переноса Над ядром располагается зона радиации, которую также именуют зоной лучистого переноса. Ее внешняя граница проходит по сфере радиусом 490 тыс. км. Температура постепенно падает от отметки в 7 млн градусов на границе с ядром до 2 млн градусов у внешней границы. Также и плотность вещества снижается с 20 до 0,2 г/куб. см. Тем не менее из-за высокой плотности атомы водорода не могут двигаться. То есть если при нагреве, например, воды ее теплые слои поднимаются на поверхность, перенося туда тепло, то здесь такой механизм не работает – вещество остается неподвижным. Единственный способ энергии пробраться через зону радиации – это длительная цепочка поглощений и излучений фотонов атомами водорода. Из-за этого фотон, возникший при термоядерной реакции в ядре, в среднем «пробирается» наружу через зону радиации примерно 170 тыс. лет! Зона конвективного переноса Выше располагается зона конвективного переноса толщиной 200 тыс. км. Здесь плотность уже невысока, и вещество активно перемешивается – нагретые газы поднимаются наверх, отдают тепло, остывают и снова погружаются вниз. Скорость газовых потоков может достигать 6 км/с. Именно это движение порождает магнитное поле Солнца. Температура на поверхности падает до 6000° С, а плотность на три порядка ниже плотности земной атмосферы. Атмосфера Солнца состоит из следующих слоев: Фотосфера Нижний слой атмосферы называют фотосферой. Именно она излучает тот свет, который согревает планеты Солнечной системы. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. На внешней границе фотосферы температура падает до 4700° С. Хромосфера Над фотосферой располагается хромосфера – слой толщиной около 2000 км. Её яркость очень мала, поэтому с Земли её можно наблюдать довольно сложно. Удобнее всего это делать во время солнечных затмений. Она имеет специфический красный оттенок. В хромосфере можно наблюдать спикулы – столбы плазмы, выбрасываемые из нижних слоев хромосферы. Время существования одной спикулы не превышает 10 минут, а длина доходит до 20 тыс. км. Одновременно в хромосфере находится около миллиона спикул. Интересно, что с увеличением высоты температура хромосферы не падает, а растет, и на верхней границе может доходить до 20 000° С. Корона Верхний слой атмосферы называется короной. Ее верхняя граница до сих пор четко не определена. Вещество в ней крайне разрежено, однако температура в ней может достигать нескольких миллионов градусов. На сегодня ученым не удалось полностью объяснить, за счет каких механизмов солнечная корона разогревается до такой температуры. В короне можно наблюдать протуберанцы – выбросы солнечного вещества, чья высота над поверхностью звезды может достигать 1,7 млн км. У Солнца есть магнитное поле. Исследователи выделяют глобальное поле звезды и множество локальных полей. Глобальное поле обладает цикличностью. Его напряженность колеблется с частотой 11 лет, при этом наблюдаются изменения в частоте появления солнечных пятен. Такой цикл называют «циклом Швабе» по фамилии ученого, заметившего ещё в XIX веке, что количество солнечных пятен на поверхности светила меняется циклически. Лишь позже стала очевидна связь этого явления с процессами в зоне конвективного переноса и колебаниями магнитного поля. В начале XX века стало ясно, что за один цикл Швабе полярность магнитного поля меняется на противоположное. То есть Солнцу нужна два 11-летних цикла, чтобы магнитное поле вернулось к начальному состоянию. В связи с этим выделяют 22-летний цикл, известный как «цикл Хейла». В разных районах Солнца могут наблюдаться и малые, то есть локальные магнитные поля. Их напряженность может в тысячи раз превышать напряженность глобального поля, однако время их существования редко превышает несколько десятков дней. Особенно часто локальные поля наблюдаются в районе солнечных пятен. Дело в том, что эти пятна как раз и являются теми точками, через которые магнитные поля из внутренних областей выходят наружу. Возраст Солнца оценивается учеными в 4,5 млрд лет. Сформировалось оно из газопылевого облака, которое постепенно сжималось под действием собственной гравитации. Из этого же облака возникли планеты и почти все остальные объекты в Солнечной системе. Когда в центре сжимающегося облака плотность, а вместе с ней температура и давление выросли до критических значений, началась термоядерная реакция – так зажглось Солнце. В ходе термоядерных реакций масса Солнца постепенно уменьшается. Каждую секунду 4 млн тон солнечного вещества преобразуется в энергию. Вместе с тем звезда разогревается. Каждый 1,1 млрд лет яркость Солнца увеличивается на 10%. Это значит, что ранее температура на Земле была значительно ниже, чем сейчас, а на Венере, возможно, была жидкая вода или даже жизнь (сейчас средняя температура на поверхности Венеры составляет 464° С). В будущем же яркость Солнца будет возрастать, что будет вести к росту температуры на Земле. Через 3,5 млрд лет яркость светила вырастет на 40%, и условия на Земле станут такими же, как и на Венере. С другой стороны, Марс также разогреется и станет более пригодным для жизни. Таким образом, в ходе эволюции звезды так называемая «зона обитаемости», постепенно удаляется от Солнца. Постепенно из-за выгорания водорода ядро будет уменьшаться в размерах, а вся звезда в целом – увеличиваться. Через 6,4 млрд лет водород в ядре закончится, радиус звезды в этот момент будет больше современного в 1,59 раз. В течение 700 млн лет звезда расширится до 2,3 современных радиусов. Далее рост температуры приведет к тому, что термоядерные реакции горения водорода запустятся уже не в ядре, а в оболочке звезды. Из-за этого она резко расширится, и ее внешние слои будут достигать современной земной орбиты. Однако к тому моменту светило потеряет значительную часть своей массы (28%), что позволит нашей планете перейти на более отдаленную орбиту. Солнце в этот период своей жизни, который продлится 10 млн лет, будет являться красным гигантом. После из-за роста температуры в ядре до 100 млн градусов там начнется активная реакция горения гелия – «гелиевая вспышка». Радиус светила сократится до 10 современных радиусов. На выгорание гелия уйдет порядка 110 млн лет, после чего звезда снова расширится и станет красным гигантом, но эта стадия будет длиться уже 20 млн лет. Из-за пульсаций, связанных с изменениями температуры Солнца, его внешние слои отделятся от ядра и образуют планетарную туманность. Само же ядро превратится в белый карлик – объект, чьи размеры будут сопоставимы размерами Земли, а масса будет равна половине современной солнечной массы. Далее этот карлик, состоящий из углерода и кислорода, будет постепенно остывать. Никаких термоядерных реакций в белом карлике идти не будет, поэтому со временем (за десятки млрд лет) он превратится в черный карлик – остывшую плотную массу вещества. На этом эволюция Солнца завершится. Орбита и расположение Солнца в галактике Млечный путь Солнце вместе со всей Солнечной системой вращается относительно центра Млечного пути, в котором располагается огромная черная дыра. Расстояние от нее до нашего светила составляет 26 тыс. св. лет. Один оборот Солнечная система совершает примерно за 225-250 млн лет. Скорость движения звезды относительно центра галактики составляет 225 км/с. На сегодня Солнце располагается в рукаве Ориона. Нам повезло с расположением Солнечной системы в Млечном Пути. Дело в том, что скорость вращения нашей системы почти совпадает со скоростью вращения так называемых спиральных рукавов. Из-за этого наша система не попадает в них, хотя большинство других звезд периодически оказываются там. В спиральных рукавах очень сильное излучение, которое способно убить всё живое. Если бы Солнце находилось на другой орбите, оно периодически попадало бы в спиральные рукава, что приводило бы к «стерилизации» жизни на Земле. ЗаключениеАльберт Эйнштейн доказал, что время относительно и для каждого наблюдателя движется по-своему. Тем не менее, сейчас всем одновременно хочется подвести итоги и заглянуть в будущее. Астрономы тоже подводят итоги и строят планы, только, может, чуть более обстоятельно, чем представители других профессий. Многое изменилось и многое удалось ученым за прошедшие 10 лет, так же многое предстоит в понимании Вселенной. - Открытие гравитационных волн - самое яркое событие 2010-х. Гравитационные волны — это новое, четвертое окно (после электромагнитных волн, космических частиц и нейтрино), через которое мы получаем информацию о Вселенной. - Тень черной дыры — второе открытие десятилетия. Это событие имеет колоссальную важность для проверки Общей теории относительности Эйнштейна в экстремальных условиях. - Быстрые радиовсплески — это очень короткие (меньше миллисекунды), но очень мощные сигналы в радиодиапазоне. Это пример того, как в эпоху больших данных открытие может прятаться в ворохе уже собранной информации. Как это ни странно, но в современной астрономии есть еще место чудесам. В отличие от двух упомянутых выше открытий, которые планировались и готовились десятилетиями, сейчас речь пойдет именно о таком незапланированном чуде — обнаружении быстрых радиовсплесков. Раньше ученые даже не предполагали об их существовании. - Новости Млечного пути За прошедшие 10 лет мы узнали много нового не только о нашей планетной системе, но и о нашей галактике. Благодарить за это следует прежде всего прекрасно работающий еще с 2013 года телескоп «Гайя». Телескоп занимается достаточно скучной, можно сказать, бухгалтерской работой — считает и каталогизирует звезды. Однако это данные, без которых невозможно понимание процессов, происходящих в нашей галактике. Собранных за прошедшие годы телескопом данных хватило, чтобы, например, описать движение почти полутора миллиардов звезд нашей галактики, открыть самую тусклую галактику-спутник Млечного Пути Насос 2, обнаружить 13 сверхскоростных звезд, которые, возможно, прибыли к нам из других звездных скоплений. Кроме того, работа телескопа позволила обнаружить и кое-что за пределами Млечного пути — например, самую «прожорливую» сверхмассивную черную дыру, съедающую по половине массы Солнца за день. - Бум открытия экзопланет Последние 10 лет были бумом открытия экзопланет, то есть планет, вращающихся вокруг других звезд. Мы знаем уже о существовании 4104 экзопланет — главная заслуга в этом принадлежит, конечно, телескопу «Кеплер». Если попытаться суммировать результаты всей работы по исследованию экзопланет в одном выводе, он будет таким: Солнечная система в целом и даже наша третья планета в частности ничем не примечательны, в нашей Галактике существует огромное разнообразие и планет и звездных систем. Описать все экзопланеты, обнаруженные «Кеплером», невозможно. Но все же несколько открытых за прошедшее десятилетие космических тел были настолько удивительными, что не упомянуть их было бы неправильно: Kepler-186f — первая каменистая экзопланета в зоне обитаемости. Планеты Kepler-62e и Kepler-62f чуть больше Земли, вращаются вокруг звезды, похожей на Солнце по орбитам, похожим на земную, и, что самое фантастическое, их поверхность скорее всего покрыта водой. Необычная звезда Табби, которая меняет свой блеск не так, как нужно. Используя бритву Оккама, астрономы не спешат возвещать об открытии «сверхцивилизации», но нерегулярные изменения яркости звезды все также трудно объяснить, и за ними продолжают наблюдать десятки телескопов. Будущие космические «охотники за экзопланетами» WFIRST, TESS и PLATO уже включили звезду в список своих целей. Kepler-16b — планета, вращающаяся вокруг двух звезд и которую, конечно, прозвали Татуином. Основной упор в наступающем десятилетии будет сделан не просто на открытие новых планет, а на выяснение их характеристик: точных масс, плотности (а значит и, с некоторыми поправками, химического состава ядра), наличия и даже состава атмосферы. Настоящий прорыв должен наступить после долгожданного запуска телескопа «Джеймс Уэбб» — его спектрометры будут способны получить точнейшие спектры атмосфер экзопланет, просвечиваемых звездой-хозяйкой, а его коронограф сможет делать снимки экзопланет, предварительно закрыв излучение, идущее от ее звезды. - Поиски темной материи в карликовых галактиках Раз уж мы заговорили о будущих открытиях, давайте обсудим, какие еще темы будут самыми горячими в грядущем десятилетии. Одной из них, несомненно, будет холодная темная материя. Скопление галактик Пуля — классический пример влияния темной материи на привычный нам мир. Две галактики прошли друг сквозь друга и холодный газ в них не только нагрелся от простого трения, но и этим трением немного затормозился — его мы видим в виде двух розовых облаков (и большинство звезд тоже находится там). Эти галактики достаточно массивные, чтобы отклонять свет объектов, находящихся за ними, на заднем фоне, как это делала бы обыкновенная линза. И вот это гравитационное линзирование происходит так, как будто основная масса двух галактик сконцентрирована не в области газа и звезд, а в областях, окрашенных синим цветом. Мы не только не видим ничего там, но, что еще более важно, эти области прошли сквозь сталкивающиеся галактики и друг сквозь друга, практически не теряя скорости — барионная (обычная) материя не может вести себя таким образом. Мы знаем про темную материю сейчас почти все, кроме самого главного — из каких частиц она состоит? Пока даже непонятно, как подступиться к этой задаче. Вот еще несколько важных вещей, за которыми непременно стоит следить в ближайшие годы. Новые марсоходы. Из четырех марсоходов, успешно изучавших красную планету, три уже отбегали свое и только робот «Кьюриосити» продолжает трудиться. Однако уже в феврале 2021 движение на Марсе станет оживленнее — туда отправляется новый ровер. Этой осенью он проехал первые метры в лаборатории NASA. Еще больше новых телескопов. Вот они, стройки XXI века: чрезвычайно большой телескоп ELT, который собирается в Чили и должен начать работать после 2025 года и многострадальный тридцатиметровый телескоп TMT на Гавайях. Телескоп на борту самолета (да!). Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии (SOFIA) — телескоп, установленный в корпусе Боинга-747. Научные открытия в сфере Астрономии невероятно важны для жителей планеты Земля. Далее речь пойдет про злоключения телескопа «Джеймс Уэбб», о его фантастических способностях, планах на строительство наземных телескопов, надеждах на прекрасный российский «Спектр-РГ» и поисках темной материи в карликовых галактиках. Участь ученых заключается в том, чтобы искать и найти что-то более подходящее для жизни. Следует надеяться, что в новом десятилетии ученым удастся обнаружить экзопланету с атмосферой и размером, как у Земли. Остается ждать запуска двух космических приборов нового поколения: обсерватории «Афина» и интерферометра LISA. Афина — это пятитонный рентгеновский телескоп с чувствительностью приборов в 100 раз выше всех современных аналогов. После запуска, намеченного на 2031 год, он будет целенаправлено искать сверхмассивные черные дыры, попутно картографируя горячие газовые структуры как внутри галактик, так и в пространстве между ними. LISA — планируемая к запуску в 2032 году миссия, состоящая из трех космических гравитационных детекторов, которые будут вращаться вокруг Солнца по земной орбите, постепенно отставая от нашей планеты. Помимо своей основной задачи, поиска сливающихся сверхмассивных черных дыр, эта обсерватория, сможет обнаруживать уже знакомые объекты гораздо раньше. Черные дыры солнечных масс и пары нейтронных звезд станут «видны» ученым за несколько недель до их предстоящего слияния, и это должно дать время для наблюдения слияний с помощью «обычных» наземных и космических телескопов. Напоследок хочется напомнить слова Карла Сагана о том, что «всего одно поколение в истории человечества имеет привилегию жить во времена великих открытий и это поколение — наше». Сказанное было верно раньше, но еще более актуально сейчас. Список литературы1. https://awesomeworld.ru/nezhivaya-priroda/harakteristika-zvezd.html Кононович Э. В., Мороз В. И. Общий курс астрономии: учебное пособие / под ред. В. В. Иванова. — М.: Едиториал УРСС, 2004. — С. 14. — 544 с. — ISBN 5-354-00866-2. 2. The Constellations of the Zodiac (англ.) John C. Barentine. 3. The Lost Constellations: A History of Obsolete, Extinct, or Forgotten Star Lore. — Springer, 2015. — С. 11. — ISBN 9783319227955. 4. Б. А. Розенфельд. Астрономия стран ислама // Историко-астрономические исследования. — М.: Наука, 1984. — Вып. XVII. — С. 78. 5. Звёздное небо // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2. 6. Fundamental Astronomy / Hannu Karttunen, Pekka Kröger, Heikki Oja, Markku Poutanen, Karl Johan Donner. — Springer, 2016. — С. 31. 7. Куликовский Пётр Григорьевич. Справочник любителя астрономии (неопр.). — М. УРСС, 1971. — ISBN 5836003033. 8. Авила, Франсиско де. Боги и люди Варочири (1608). 9. www.kuprienko.info (А. Скромницкий). — Религия Анд. Мифология и легенды Инков и жителей Варочири (Центральное Перу). 10. Хуан Поло де Ондегардо-и-Сарате. Заблуждения и суеверные обряды индейцев, извлечённые из трактата и расследования, сделанного лиценциатом Поло (1559). 11. www.kuprienko.info (А. Скромницкий) (3 января 2010). — Доклад по вопросам верований индейцев Перу; с. 207. 12. материалах использованы сообщения следующих журналов: «Economist», «History Today» и «New Scientist» (Великобритания), «AARP Bulletin», «Astronomy», «IEEE Spect-rum» и «Scientific American» (США) и «Sciences et Avenir» (Франция) 13. https://www.nkj.ru/archive/articles/35885/НАУКА И ЖИЗНЬ/ 14. http://www.luchiksveta.ru/enziklop_kosmos/zvezdi.html#bottom6 Энциклопедия в загадках. Таинственная вселенная 15. https://www.storyboardthat.com/ru/space-words КосмосОткрытияСверхновыеЗагадки космосаТуманностиПланетыЧерные дырыНейтриноМлечный ПутьСкорость Популярные статьи рубрики Звезды 16. https://hi-news.ru/tag/zvezdy/page/3 17. Карпенко Ю. А.Названия звездного неба. - М.: Наука, 1981. 18. Щеглов П. В. Отраженные в небе мифы Земли. - М.: Наука, 1986. 19. http://astro.altspu.ru/pub/article.html?id=1329 20.https://meduza.io/feature/2020/01/07/astronomiya-proshlogo-i-buduschego-desyatiletiy-maksim alno-polnyy-putevoditel 21. https://v-kosmose.com/zvezdyi-vselennoi |