Солнечная астрономия 

1. Что такое Солнечная система. Ее местоположение во Вселенной
2. Основные характеристики Солнца. Химическая структура звезды
3. Основные параметры Солнца

Что такое Солнечная система. Ее местоположение во Вселенной

Солнечная система является частью галактики Млечный Путь, также называемой Магелланово Облако и находится на ее периферии. 

Млечный Путь представляет собой спиральную галактику (S), имеющую перемычку. Млечный Путь вместе с Туманностью Андромеды, а также еще более чем сорока карликовыми галактиками входит в Сверхскопление Девы, также называющееся Местным сверхскоплением. 

Рисунок 1. Солнечная система в Галактике Млечный Путь

Солнечная система включает в себя восемь планет (по новой классификации), а также другие космические объекты, о которых упоминалось выше. 

Основные характеристики Солнца. Химическая структура звезды

В Солнечной системе имеется только одна звезда – Солнце. По своему спектральному классу Солнце относится к звездам категории G2V (желтый карлик). Средняя температура звезды составляет около 5500ºC, а ее средняя плотность – 1409 кг/м3.

Несмотря на то, что с Земли солнечный свет кажется желтым, на самом деле он белый. Желтизна солнечного света обусловлена сильным рассеиванием и поглощение света в коротковолновом диапазоне земной атмосферой. Благодаря солнечному свету на Земли происходят процессы фотосинтеза, а также он оказывает решающее влияние на земной климат. 

В структуре Солнца основным химическим элементом является водород, который имеет массовую долю около 74% и объемную долю около 92%. Примерно 25% от массы и 7% от объема составляет гелий, и только 1% приходится на другие химические элементы, такие как азот, кислород, углерод, магний, кремний и так далее. Удельное содержание этих элементов приводится в таблице:

• \(C — 3,98 • 10^{-4}\)
• \(Ne — 1,23 • 10^{-4}\)
• \(N – 1 • 10^{-5}\)
• \(Fe — 4,7 • 10^{-5}\)
• \(Mg — 3,8 • 10^{-5}\)
• \(Si — 3,5 • 10^{-5}\)
• \(S — 1,63 • 10^{-5}\)
• \(Ar — 4 • 10^{-6}\)
• \(Al – 3 •10^{-6}\)
• \(Ni, Na, Ca – 2 • 10^{-6}\)

Масса Солнца составляет порядка 99.87% всех космических объектов в Солнечной системе. Основным источником энергии звезды является термоядерный синтез, получаемый в результате превращения водорода в гелий. 

Среднее расстояния Земли от Солнца составляет примерно 150 млн км. В астрономии это расстояние принимается за астрономическую единицу. Для измерения расстояния от Солнца до центра Млечного Пути используется световой год – это расстояние составляет 26000 световых лет. Период обращения Солнца вокруг центра галактики Млечный Пусть составляет приблизительно 225-250 млн лет. 

Скорость Солнца на галактической орбите 217 км/с-1. Это значит, что расстояние в одну астрономическую единицу Солнце проходит примерно за 8 земных суток, а расстояние в 1 световой год – примерно за 1386 лет.
Приблизительный возраст Солнца составляет 4.5*109 лет, а «срок службы» звезды оценивается в 10*109 лет. По мере «старения», Солнце постепенно превратится в красного карлика, увеличившись в объеме примерно в 256 раз, что вызовет гибель всей планетарной системы, а после сожмется до размеров белого карлика. 

Основные параметры Солнца

• Среднее расстояние до Земли – 1 астрономическая единица (1.497*108 км или 8.91 световых минут);
• Среднее расстояние до центра Галактики – 26 000 световых лет (2.5*1017 км);
• Галактический период обращения – около 2.5*108 лет.
• Скорость на орбите вокруг центра Галактики — 2,2*105 м/с. 
• Средний диаметр — 1,392*106 км 
• Экваториальный радиус — 6,9551*105 км. 
• Длина окружности экватора — 4,37001*106 км. 
• Площадь поверхности — 6,07877*1018 м²
• Объём — 1,40927*1027 м³. 
• Масса — 1,9885*1030 кг (332 940 масс Земли). 
• Средняя плотность — 1,409 г/см³ (1409 кг/м³). 
• Эффективная температура поверхности — 5778 Кº. 
• Температура короны – 1.5*106 ºК. 
• Температура ядра – 1.57*107 Кº

Примерно 0.7 солнечного радиуса занимает зона лучистого переноса. Здесь происходит перенос энергии и поглощение фотонов. У фотонов разнонаправленное движение – как к центру ядра, так и к поверхности. Средний срок перемещения фотонов составляет 1.7*105 лет.

В зоне лучистого переноса температура постепенно изменяется от 7 000 000 К (возле центра) до 2 000 000 К (около поверхности). Также изменяется и плотность – от 20 000 кг/см3 до 200 кг/см3.

По мере приближения к поверхности, передача энергии осуществляется конвекционным способом. Поэтому слой толщиной около 200 тыс. км, расположенный непосредственно под поверхностью, называется конвективной зоной. Его температура составляет около 5800°К.

Поверхность или фотосфера имеет толщину от 100 до 400 км и температуру порядка 6600-4400°К. Фотосфера окружена Хромосферой – внешней оболочкой, имеющей толщину до 2000 км и температуру от 4000°К у нижнего края до 20000°К у внешнего. 

Последней оболочкой Солнца является солнечная корона – высокотемпературная оболочка с максимумом до 2000000°К, испускающая протуберанцы и энергетические извержения. Ее высота достигает нескольких сотен тысяч километров. Внешняя часть короны выпускает в космическое пространство так направленный поток ионизированных частиц, состоящий из электронов, протонов и альфа-частиц, называемый солнечным ветром. 

Рисунок 2. Строение Солнца