Какого цвета солнце?

Солнце как термоядерный реактор

Каждый день мы смотрим на солнце, но едва ли понимаем, с чем имеем дело! На самом деле наше светило — это огромный термоядерный реактор, и его масса в 333 000 раз больше массы Земли. Температура на поверхности этого гигантского плазменного шара — около 5772 К, а температура ядра достигает 13 млн °С! Солнечная плазма постоянно курсирует от горячего ядра к более холодной поверхности светила. Этот эффект называется конвекцией. При этом плазма обладает хорошей электропроводностью, близкой к электропроводности металлов, поэтому, благодаря ее движению, создается магнитное поле. Это магнитное поле неоднородно и изменчиво.

«У Солнца, как у периодической звезды, есть циклы активности: примерно раз в 11 лет у нас наблюдается так называемый максимум солнечной активности, когда интенсивность магнитного поля Солнца повышена, на нем много пятен, а пятна — это области с несколько бóльшим магнитным полем», — объясняет Анатолий Петрукович, директор Института космических исследований РАН.

Астероиды покинут нашу систему

У нас больше не будет астероидов.

Все мы уже привыкли к тому, что в нашей Солнечной системе находится множество различных астероидов. Но все они при гибели Солнца и перехода в фазу белого карлика тоже столкнутся с серьезной проблемой. К этому моменту Юпитер и другие дальние планеты уже изменят свои орбиты из-за радикальных изменений, связанных с нашим светилом. Так как Юпитер обладает огромной массой, то центром массы в системе, скорее всего, станет именно он. Он обладает очень мощной гравитационной силой. Ее вполне хватит для того, чтобы изменить орбиты астероидов, а некоторые из них и вовсе выкинуть на пределы Солнечной системы. Эти космические булыжники также могут быть брошены в сторону белого карлика или просто перемолоты гравитационными изменениями в пыль.

Ученые способны делать такие предсказания благодаря наблюдению за уже существующими белыми карликовыми звездами. Несмотря на то, что нужно выяснить еще множество особенностей по поводу Солнца, когда оно войдет в эту фазу, ученые отметили, что области вокруг белых карликов содержат множество пыли. Это, скорее всего, является прямым доказательством того, что раньше возле звезды могли находиться некие твердые космические тела, которые с гибелью своих звезд превратились в то, что и увидели астрономы.

Что такое внутренняя Солнечная система

Во внутренней Солнечной системе мы находим «внутренние планеты» — Меркурий, Венеру, Землю и Марс — которые названы так потому, что вращаются ближе к Солнцу. В дополнение к своей близости, эти планеты имеют ряд ключевых отличий от других планет в Солнечной системе.

Для начала: внутренние планеты твердые и землистые, состоят в основном из силикатов и металлов, тогда как внешние планеты — газовые гиганты. Внутренние планеты расположены ближе друг к другу, чем их внешние коллеги. Радиус всей это области меньше дистанции между орбитами Юпитера и Сатурна.

Как правило, внутренние планеты меньше и плотнее своих коллег и обладают небольшим числом лун. Внешние планеты имеют десятки спутников и кольца из льда и камня.

Внутренние планеты земной группы состоят по большей части из огнеупорных минералов вроде силикатов, которые образуют их кору и мантию, и металлов — железа и никеля — которые лежат в ядре. Три из четырех внутренних планет (Венера, Земля и Марс) имеют достаточно существенные атмосферы, чтобы формировать погоду. Все усеяны ударными кратерами и обладают поверхностной тектоникой, рифтовыми долинами и вулканами.

Из внутренних планет Меркурий является ближайшей к нашему Солнцу и наименьшей из планет земной группы. Его магнитное поле составляет лишь 1% от земного, и очень тонкая атмосфера диктует температуру в 430 градусов по Цельсию днем и -187 ночью, поскольку атмосфера не может удержать тепло. Он не имеет спутников и состоит по большей части из железа и никеля. Меркурий — одна из самых плотных планет Солнечной системы.

Венера, которая по размерам примерно с Землю, имеет плотную токсичную атмосферу, которая удерживает тепло и делает планету самой горячей в Солнечной системе. Ее атмосфера состоит на 96% из углекислого газа, а также азота и нескольких других газов. Плотные облака в пределах атмосферы Венеры состоят из серной кислоты и других агрессивных соединений, с малым добавлением воды. Большая часть поверхности Венеры отмечена вулканами и глубокими каньонами — самый большой свыше 6400 километров длиной.

Земля является третьей внутренней планетой и лучше всех изученной. Из четырех планет земной группы Земля самая крупная и единственная обладает жидкой водой, необходимой для жизни. Атмосфера Земли защищает планету от опасного излучения и помогает удержать ценный солнечный свет и тепло под оболочкой, что также необходимо для существования жизни.

Как и другие планеты земной группы, Земля имеет каменистую поверхность с горами и каньонами и тяжелое металлическое ядро. Атмосфера Земли содержит водяной пар, который помогает смягчить суточные температуры. Как и Меркурий, Земля обладает внутренним магнитным полем. А наша Луна, единственный спутник, состоит из смеси различных пород и минералов.

Восход на Марсе прекрасен.

Марс — четвертая и последняя внутренняя планета, известная также как «Красная планета», благодаря окисленным богатым железом материалам, лежащим на поверхности планеты. Марс также обладает набором интереснейших свойств поверхности. На планете расположилась крупнейшая в Солнечной системе гора (Олимп) высотой в 21 229 метров над поверхностью и гигантский каньон Valles Marineris в 4000 км длиной и глубиной до 7 км.

Большая часть поверхности Марса очень стара и заполнена кратерами, но есть и геологически новые зоны. На марсианских полюсах расположены полярные шапки, которые уменьшаются в размерах во время марсианских весны и лета. Марс менее плотный, чем Земля, и располагает слабым магнитным полем, что говорит скорее о твердом ядре, нежели о жидком.

Тонкая атмосфера Марса привела некоторых астрономов к мысли о том, что на поверхности планеты существовала жидкая вода, только испарилась в космос. Планета имеет две небольшие луны — Фобос и Деймос.

Как Солнце освещает планеты

Вильянуэва показывает, как это будет выглядеть, когда Земля, Марс, Венера, Уран и Титан – самая большая луна Сатурна, отвернутся от света Солнца и яркость звезды исчезнет вдали. Закаты выглядят по-разному на каждой планете в результате взаимодействия солнечного света с атмосферой планеты. Солнечный свет рассеивается от молекул, находящихся в атмосфере. Этот процесс рассеяния, также известный как рэлеевское рассеяние, оказывается более эффективным на более коротких длинах волн, которые являются синим концом видимого спектра, или частью электромагнитного излучения, которое может быть видно человеческим глазом.

Вот почему солнечный свет, который рассеивается на Землю, является преимущественно голубым, в результате чего дневное небо имеет голубой цвет. Компьютерное моделирование также показывает разницу в цвете неба во время заката на Земле в обычный ясный день, туманный день и пасмурный день. На Уране солнечный свет взаимодействует с водородом, гелием и метаном, содержащимися в его атмосфере, которые поглощают длинноволновую красную часть света. В результате закат на Уране – насыщенная лазурь, которая постепенно переходит в королевский синий цвет с оттенками бирюзы, сообщает NASA в официальном пресс-релизе.

С другой стороны, закат на Марсе превращается из коричневатого в голубоватый оттенок в результате пыли в марсианской атмосфере, которая эффективнее рассеивает синий цвет. На приведенном выше видео показаны различные закаты бок о бок, причем белая точка представляет положение Солнца, когда оно садится на этой планете.

Вильянуэва создал симулятор заката, разрабатывая инструмент для возможной будущей миссии по изучению атмосферы Урана. Инструмент компьютерного моделирования предназначен для того, чтобы помочь ученым интерпретировать измерения света на других мирах, чтобы выявить химический состав их атмосфер. Точно так же в 2014 году исследователи, работающие с данными миссии NASA «Кассини» представили себе, как будет выглядеть закат на Титане, скрытый дымкой и смогом, окружающими луну. Эти данные должны были помочь исследователям изучить экзопланеты с туманным небом и лучше понять состав их атмосферы.

Вспышки, замеченные человеком

1 сентября 1859 года английский астроном Ричард Кэррингтон заметил, что от Солнца отделились два ослепительных шара, которые быстро росли. Мощная вспышка привела к выбросу огромного облака плазмы. Она врезалась в магнитосферу Земли и спровоцировала мощнейшую магнитную бурю в истории! Ночь над Америкой и Европой стала днем. Было светло от всполоха северного сияния. Казалось, что города охвачены пламенем. Пропадало электричество, вышел из строя телеграф. Из аппаратов сыпались искры, поджигая бумагу. Многие тогда подумали, что наступил конец света.

Событие Кэррингтона стало ярким примером того, какую опасность Солнце может представлять для человеческой цивилизации. Сегодня, когда электричество проникло во все сферы жизни, последствия подобной солнечной бури могли бы быть куда более масштабными!

Например, 13 марта 1989 года на Солнце произошла далеко не самая мощная вспышка. Тем не менее вся провинция Квебек на девять часов погрузилась во тьму. В системе электроснабжения возникли индукционные токи, которые пережгли трансформаторы. Миллионы людей остались без света.

А если представить, что магнитная буря будет в несколько раз сильнее? Тогда человечеству грозит глобальный блэкаут. В условиях, когда электроника контролирует буквально все: промышленность, финансы, медицину, безопасность, оборонные технологии — такое событие приведет к самым непредсказуемым последствиям, от масштабного экономического кризиса до начала ядерной войны. Конечно, с тех пор было вложено много миллиардов долларов в защиту сетей от перегрузок. Но случись на Солнце супервспышка, человечество откатится на десятки лет назад в своем развитии. В один момент мы можем остаться без связи, телевидения и многих других важных технологий.

Когда исчезнет галактика

За последние 12 000 лет или около того мы создали сельское хозяйство, науку, страны и всю современную цивилизацию, которые нам известны сегодня. Это увлекательное путешествие, которое преобразовало наш мир и, благодаря космической программе человечества, преобразует нашу Солнечную систему.

Работа марсохода.

Но мир, которым мы наслаждаемся сегодня, независимо от того, что делаем, не будет существовать вечно и наше Солнце рано или поздно погаснет. Ряд земных событий должны изменить положение вещей в нашем мире и сделать Землю совершенно неузнаваемой для всех, кто сегодня живет. Примерно через 60 000 лет Солнце и звезды передвинутся и наши современные созвездия исчезнут с лица неба. Еще через 100 000 лет мы, вероятно, попадем в новый ледниковый период по причинам, которые мало связаны с деятельностью человека. И прежде чем пройдет еще миллион лет, земные вулканы навсегда изменят ландшафт Земли.

Но все это мелочь по сравнению с тем, что Вселенная готовит для нас. Чуть меньше чем через четыре миллиарда лет галактика Андромеды (и, возможно, галактика Треугольник) объединится с нашей галактикой Млечный Путь, сильно изменив структуру галактики и вид ночного неба. Сейчас она в 2,5 миллионах световых лет от нас и движется со скорость 43 км/с, а значит первое столкновение произойдет через 3,8 миллиарда лет, а уже через 5,5 миллиардов лет слияние будет завершено. Гравитация приведет к тому, что вся местная группа галактик объединится с нашей в одну гигантскую эллиптическую галактику Млекомеда. На больших космических масштабах все другие галактики продолжат удаляться прочь от нас, пока не исчезнут из нашего поля зрения совершенно — примерно через 100 миллиардов лет.

Вот такие снимки Млечного Пути и Андромеды.

Какого цвета Солнце? — Глядя в небо

Post Views:
611

Кажется, сама постановка вопроса глупа: какого цвета Солнце? Опыт подсказывает нам, что Солнце желтого цвета. Утром и вечером, когда наше дневное светило находится не высоко над горизонтом и не слепит глаза, оно отчетливо желтое. Днем солнечные лучи, освещающие землю и асфальт, кроны деревьев и дома, — желтые! На фотографиях пейзажей Солнце желтое. Даже дети знают, что Солнце желтого цвета — просто послушайте, какого цвета карандаш они просят, чтобы нарисовать солнышко!

Но так ли это на самом деле? Не обманываем ли мы себя?

Если бы цвет Солнца действительно состоял только из желтого, что произошло бы с солнечными лучами после их прохождения через стеклянную призму? Они бы просто не разложились в спектр!

Но солнечные лучи всегда раскладываются на спектр — на фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета! Это значит, что свет, приходящий к нам от Солнца, содержит все эти цвета, просто они перемешаны друг с другом А в сумме это дает… белый цвет!

А как выглядит наша звезда из космоса? На многочисленных фотографиях Земли, сделанных космонавтами и астронавтами с борта Международной космической станции, Солнце попадается довольно часто. Вы удивитесь: на всех этих фотографиях Солнце — белое.

На снимках, сделанных из космоса, Солнце белого цвета. Фото: NASA

Но не могут же наши глаза обманывать нас? Мы же каждый ясный день наблюдаем желтое Солнце!

Действительно, Солнце кажется нам желтым! Причина тому — земная атмосфера. Воздух рассеивает фотоны голубого, синего и фиолетового цвета сильнее, чем красные, оранжевые и желтые.

Когда Солнце находится низко над горизонтом, его лучи проходят через бо́льшую толщу атмосферы, чем в тот момент, когда оно располагается почти в зените. Здесь разница в цвете Солнца становится очевидна! Летом в полдень Солнце ослепительно яркое и почти белое, на него невозможно смотреть (более того, нельзя!). А вечером, на закате, может быть желтым, оранжевым или даже красным. Степень покраснения звезды зависит от условий в атмосфере, а также от количества пыли или дыма в воздухе, которые хорошо рассеивают весь свет, кроме красного.

На закате Солнце может быть отчетливо желтого цвета или даже красного. Но это не настоящий цвет нашей звезды, а искаженный земной атмосферой! Фото: Trine Christensen/Flickr.com

Итак, раз свет, который испускает Солнце, белый, то каких фотонов излучается больше — красных или, может быть, голубых? Или всех поровну?

Вы удивитесь, но Солнце излучает больше всего фотонов в зеленой области спектра! Но, смешиваясь с другими фотонами, зеленый цвет нашего светила растворяется в белом сиянии.

Post Views:
611

Как выглядит поверхность Солнца?

Новый телескоп, построенный для изучения Солнца, выпустил свои первые снимки, и они просто захватывают дух. Фотографии показывают поверхность Солнца в самых мельчайших деталях, которые мы когда-либо видели — раскрывая конвективные гранулы размером с Техас и крошечные магнитные особенности солнечной поверхности, которые простираются далеко в космос.

Несмотря на всю зрелищность представленных изображений, фотографирование солнечной поверхности не является главной задачей телескопа. Так, с помощью устройства ученые надеются лучше понять динамику эволюции Солнца, а также то, как происходящие на звезде процессы влияют на жизнь на Земле.

Каждая из представленных на изображении солнечных гранул имеет размеры, сопоставимые с американским штатом Техас

Особый интерес для ученых представляют запутанные плазмой магнитные поля Солнца, способные привести к возникновению на Земле солнечных бурь, которые, в свою очередь, могут вывести из строя всю электронную технику на планете. Менее мощные солнечные бури также могут влиять на коммуникационные и навигационные системы, но уже в гораздо меньшей степени, создавая при этом великолепные полярные сияния, которые можно увидеть в высоких широтах. Однако несмотря на весь уровень знаний, который человечество смогло приобрести за все время изучения солнечной активности, наши способности к предсказанию космической погоды остаются крайне ограниченными, что может привести к весьма неприятным последствиям планетарного масштаба. Ученые надеются, что телескоп Inouye поможет справиться с подобным недоразумением, предоставив большое количество необходимой информации о процессах, происходящих в ближайших окрестностях нашей звезды. Помощью для телескопа в этой нелегкой задаче может оказаться набор современных инструментов, большая часть из которых на сегодняшний день еще не подключена. Одним из таких устройств может стать криогенный спектрополяриметр ближнего инфракрасного диапазона (CryoNIRSP), предназначенный для измерения магнитного поля звезды в ее короне. Другим ультрасовременным прибором будет выступать дифракционно-ограниченный ближний ИК спектрополяриметр (DL-NIRSP), направленный на изучение магнитных полей и их поляризации.

Так, с помощью науки, прогнозы магнитных бурь могут быть проанализированы за 48 часов до начала космического события. К слову, в настоящее время, техника способна узнавать о приближении шторма лишь за 48 минут до его наступления.

Понимание Солнечной системы

Последовательность планет рядом с нами.

За малым исключением, до эпохи современной астрономии лишь немногие люди или цивилизации понимали, что такое Солнечная система. Подавляющее большинство астрономических систем постулировало, что Земля — неподвижный объект, вокруг которого вращаются все известные небесные объекты. Кроме того, она существенно отличалась от других звездных объектов, которые считались эфирными или божественными по своей природе.

Хотя во времена античного и средневекового периода были некоторые греческие, арабские и азиатские астрономы, которые верили, что Вселенная гелиоцентрична (то есть что Земля и другие тела вращаются вокруг Солнца), только когда Николай Коперник разработал математическую предиктивную модель гелиоцентрической системы в 16 веке, эта идея получила широкое распространение.

Галилей (1564 – 1642) частенько показывал людям, как пользоваться телескопом и наблюдать за небом на площади Сан-Марко в Венеции. Учтите, в те времена не было адаптивной оптики.

В течение 17 века ученые вроде Галилео Галилея, Иоганна Кеплера и Исаака Ньютона разработали понимание физики, которое постепенно привело к принятию того, что Земля вращается вокруг Солнца. Развитие теорий вроде гравитации также привело к осознанию того, что другие планеты подчиняются тем же физическим законам, что и Земля.

Широкое распространение телескопов также привело к революции в астрономии. После открытия Галилеем спутников Юпитера в 1610 году, Кристиан Гюйгенс обнаружил, что и Сатурн обладает лунами в 1655 году. Также были обнаружены новые планеты (Уран и Нептун), кометы (комета Галлея) и пояс астероидов.

К 19 веку три наблюдения, сделанные тремя отдельными астрономами, определили истинную природу Солнечной системы и ее место во Вселенной. Первое сделал в 1839 году немецкий астроном Фридрих Бессель, успешно измеривший кажущийся сдвиг в позиции звезды, созданный движением Земли вокруг Солнца (звездный параллакс). Это не только подтвердило гелиоцентрическую моедль, но и показало гигантское расстояние между Солнцем и звездами.

В 1859 году Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф (немецкие химик и физик) использовали недавно изобретенный спектроскоп для определения спектральной сигнатуры Солнца. Они обнаружили, что Солнце состоит из тех же элементов, что существуют на Земле, тем самым доказав, что твердь земная и твердь небесная сделаны из одной материи.

Наглядное сравнение планет.

Затем отец Анджело Секки — итальянский астроном и директор Папского Григорианского университета — сравнил спектральную сигнатуру Солнца с сигнатурами других звезд и обнаружил, что те практически идентичны. Это убедительно показало, что наше Солнце состоит из тех же материалов, что и любая другая звезда во Вселенной.

Дальнейшие очевидные расхождения в орбитах внешних планет привели американского астронома Персиваля Лоуэлла к выводу, что за пределами Нептуна должна лежат «планета Х». После его смерти обсерватория Лоуэлла провела необходимые исследования, которые в конечном итоге привели Клайда Томбо к открытию Плутона в 1930 году.

В 1992 году астрономы Дэвид К. Джевитт из Гавайского университета и Джейн Луу из Массачусетского технологического института обнаружили транснептуновый объект (ТНО), известный как (15760) 1992 QB1. Он вошел в новую популяцию, известную как пояс Койпера, о котором долгое время говорили астрономы и который должен лежать на краю Солнечной системы.

Дальнейшее исследование пояса Койпера на рубеже веков привело к дополнительным открытиям. Открытие Эриды и другие «плутоидов» Майком Брауном, Чадом Трухильо, Давидом Рабиновичем и другими астрономами привело к суровой дискуссии между Международным астрономическим союзом и некоторыми астрономами на тему обозначения планет, больших и малых.

Какого цвета Солнце на самом деле

Так можно совсем запутаться – видим Солнце желтым или зелёным, а в космосе оно выглядит белым. Где правда и какого цвета Солнце на самом деле? Ответ прост – Солнце белое, именно потому что излучает во всём видимом спектре. То, что зеленого чуть больше, особой роли не играет и не заметно в обычных условиях.

Но почему мы видим Солнце желтым? Потому что мы находимся на планете Земля, под слоем атмосферы, и смотрим через неё. Атмосфера рассеивает фиолетовую и синюю часть спектра, поэтому небо голубое, а цвет Солнца выглядит более жёлтым, так как красная часть спектра в атмосфере рассеивается хуже. А к ней близко находится и оранжевая и желтая часть.

На закате Солнце выглядит и вовсе красным, потому что лишь излучение с большей длиной волны может пробиться через толстый слой атмосферы. Ведь, когда Солнце низко над горизонтом, свет от него к нам идет не сверху, где воздушная прослойка тоньше, а под углом, и преодолевает толстый слой воздуха.

Причём воздух этот вовсе не так чист, как кажется – в нём много пыли, водяных паров и прочих включений. Поэтому, чем толще воздушная прослойка, тем сильнее она поглощает и преломляет свет. И Солнце на закате выглядит красным и не очень ярким – иногда на него даже можно спокойно смотреть.

Иногда условия преломления складываются идеально, и Солнце может выглядеть зелёным – испустить тот самый зелёный луч. Длится это недолго и бывает нечасто.

Зеленая часть спектра, хотя доля её в общем излучении Солнца велика, также рассеивается в атмосфере, придавая небу не чисто синий цвет, а с уклоном к зелёному. Мы не видим его зелёным лишь потому, что воспринимаем не отдельные цвета, а всю сине-зелёную часть спектра, где синий и фиолетовый в сумме преобладают. И когда мы смотрим на дневное небо, работают колбочки сетчатки глаза, восприимчивые и к синему, и к зелёному, и к жёлтому цвету. И небо выглядит голубым.

А настоящий цвет Солнца – белый. Именно таким оно и выглядит, если на него смотреть из космоса, где атмосфера не мешает. В пустыне белый цвет Солнца тоже хорошо виден — воздух там сухой, в нём мало водяных паров, поэтому преломление и искажение света происходит не так сильно.

В пустынной местности Солнце белое.

На рисунках и схемах его намеренно изображают жёлтым, так привычно. На фотографиях, сделанных в телескоп через фильтр, оно выглядит жёлтым по той же причине, что и без телескопа – из-за влияния атмосферы. К тому же, часто фотографии делают с применением различных цветных фильтров, чтобы повысить контраст и выделить детали.