Ir gan saulei, gan zemei. Izrādās, ka Saules sistēma nepavisam nav tāda, kā mēs domājām. Radiācijas pārneses zona un konvektīvā zona
Pēc izmēra Zeme ierindojas __________ starp 8 Saules sistēmas planētām.
Risinājums:
No astoņām Saules sistēmas planētām četras ir milži, no kurām katra ir lielāka par Zemi. Atlikušās 4 planētas veido tā saukto zemes grupu, kurā Zeme ir lielākā. Tādējādi Zemes vieta planētu hierarhijā pēc izmēra ir piektā, tūlīt aiz četriem milžiem.
2. Gan Saulei, gan Zemei ir...
atmosfēra
litosfēra
fotosfēra
kodoltermisko reakciju centrālā zona
Risinājums:
Zeme nav zvaigzne, kodoltermiskās reakcijas tajā nenotiek, nav notikušas un nenotiks.
Litosfēra – “akmens sfēra”, cietais iezis. Saule ir pārāk karsta, lai tur varētu pastāvēt cietais akmens.
Fotosfēra ir “gaismas sfēra”, Saules slānis, kurā galvenokārt veidojas tās redzamais starojums. Zemes redzamo starojumu veido tās virsma un mākoņi, kam nav nepieciešams ieviest īpašu terminu.
Bet gan Saulei, gan Zemei ir atmosfēra, tas ir, salīdzinoši retināts un caurspīdīgs gāzes apvalks.
3. Starp trim galvenajām mūsdienu zemes atmosfēras gāzēm nav...
oglekļa dioksīds
skābeklis
Risinājums:
Pašreizējā planētas atmosfēra sastāv no 78% slāpekļa, 21% skābekļa un 1% argona. Pārējo pastāvīgo komponentu saturu mēra procenta simtdaļās.
4. Jaunākais no uzskaitītajiem mūsu planētas evolūcijas posmiem ir ...
slāpekļa-skābekļa atmosfēras veidošanās
okeānu veidošanās
zemes garozas veidošanās
gravitācijas saspiešana un protoplanētas sildīšana
Risinājums:
Protoplanēta Zeme, saraujoties savas gravitācijas ietekmē un uzkarstot šī procesa, kā arī radioaktīvo izotopu sabrukšanas dēļ, ar kuriem tās iekšpuse bija bagāta, acīmredzot kādu laiku pavadīja pilnībā izkususi. Tikai pēc tam sākās atdzišana, kā rezultātā parādījās ciets planētas ārējais apvalks - zemes garoza. Okeāni acīmredzot nevarēja veidoties, kamēr Zemei nebija garoza, kas kalpotu kā okeāna dibens. Savukārt okeāni kļuva par dzīvības šūpuli, kas pēc tam pilnībā mainīja atmosfēras sastāvu, sasniedzot to mūsdienu proporcijās: 78% slāpekļa, 21% skābekļa un tikai 1% abiogēnā argona.
24. tēma: Dzīvības izcelsme (dzīvo sistēmu evolūcija un attīstība)
1. Izveidojiet atbilstību starp jēdzienu un tā definīciju:
1) autotrofi
3) anaerobi
organismi, kas ražo bioloģisko pārtiku no neorganiskām
organismi, kas spēj dzīvot tikai skābekļa klātbūtnē
organismi, kas dzīvo bez skābekļa
organismi, kas barojas ar sagatavotām organiskām vielām
Risinājums:
Autotrofi ir organismi, kas no neorganiskām ražo organiskās pārtikas vielas. Aerobi ir organismi, kas spēj dzīvot tikai skābekļa klātbūtnē. Anaerobi ir organismi, kas dzīvo bez skābekļa.
2. Izveidot atbilstību starp dzīvības izcelsmes jēdzienu un tās saturu:
2) pastāvīga spontāna ģenerēšana
3) panspermija
dzīvība vairākkārt spontāni ir radusies no nedzīvas matērijas, kas satur aktīvu nemateriālo faktoru
dzīvība tika atvesta uz Zemi no kosmosa
Risinājums:
Saskaņā ar bioķīmiskās evolūcijas koncepciju dzīvība radās ilgstošu nedzīvas vielas pašorganizēšanās procesu rezultātā agrīnās Zemes apstākļos. Pastāvīgas spontānas paaudzes jēdziena piekritēji apgalvo, ka dzīvība vairākkārt ir spontāni radusies no nedzīvas matērijas, kas satur aktīvu nemateriālu faktoru. Saskaņā ar panspermijas hipotēzi dzīvība uz Zemi tika atvesta no kosmosa ar meteorītiem un starpplanētu putekļiem.
3. Izveidojiet atbilstību starp posma nosaukumu bioķīmiskās evolūcijas koncepcijā un šajā posmā notiekošo izmaiņu piemēru:
1) abioģenēze
2) koacervācija
3) bioevolūcija
organisko molekulu sintēze no neorganiskām gāzēm
organisko molekulu koncentrācija un daudzmolekulāru kompleksu veidošanās
autotrofu rašanās
jaunās Zemes reducējošās atmosfēras veidošanās
Risinājums:
Abioģenēzes stadija atbilst dzīvībai raksturīgo organisko molekulu sintēzei no Zemes primārās atmosfēras neorganiskām gāzēm. Koacervācijas procesā notika organisko molekulu koncentrācija un daudzmolekulāru kompleksu veidošanās.
Autotrofu rašanās ir viens no dzīvo būtņu bioloģiskās evolūcijas posmiem. Jaunās Zemes reducējošās atmosfēras veidošanās ir ģeoloģiskās evolūcijas posms, kas notiek pirms dzīvības rašanās.
4. Izveidojiet atbilstību starp jēdzienu un tā definīciju:
1) koacervācija
2) prebioloģiskā selekcija
3) abiogēnā sintēze
daudzmolekulāru biopolimēru kompleksu veidošanās ar sablīvētu virsmas slāni
organisko polimēru evolūcija, lai uzlabotu katalītisko aktivitāti un iegūtu spēju vairoties
dzīvām būtnēm raksturīgo organisko vielu veidošanās ārpus dzīvā organisma no neorganiskām
organismu rašanās ar izveidojušos šūnas kodolu
Risinājums:
Biopolimēru ar sablīvētu virsmas slāni daudzmolekulāru kompleksu veidošanās procesu bioķīmiskās evolūcijas koncepcijā sauc koacervācija. Prebioloģiskā atlase ietver organisko polimēru attīstību, lai uzlabotu katalītisko aktivitāti un iegūtu spēju vairoties. Abiogēnā sintēze– ir dzīvām būtnēm raksturīgo organisko vielu veidošanās ārpus dzīvā organisma no neorganiskām.
5. Izveidojiet atbilstību starp eksperimentu, kas veikts, lai pārbaudītu bioķīmiskās evolūcijas koncepciju, kas izskaidro dzīvības izcelsmi, un hipotēzi, kas tika pārbaudīta eksperimentā:
1) 2009. gada pavasarī britu zinātnieku grupa Dž. Sazerlenda vadībā sintezēja nukleotīda fragmentu no zemas molekulmasas vielām (cianīdiem, acetilēna, formaldehīda un fosfātiem)
2) amerikāņu zinātnieka L. Orgela eksperimentos nukleīnskābes tika iegūtas, izlaižot dzirksteles elektrisko izlādi caur nukleotīdu maisījumu.
3) eksperimentos A.I. Oparin un S. Fox, sajaucot biopolimērus ūdens vidē, tika iegūti to kompleksi, kuriem piemīt mūsdienu šūnu īpašību pamati.
hipotēze par nukleīnskābju monomēru spontānu sintēzi no diezgan vienkāršām izejvielām, kas varēja pastāvēt agrīnās Zemes apstākļos
hipotēze par iespēju sintezēt biopolimērus no mazmolekulāriem savienojumiem agrīnos Zemes apstākļos
ideja par spontānu koacervātu veidošanos agrīnā Zemes apstākļos
hipotēze par nukleīnskābju pašreprodukciju agrīnās Zemes apstākļos
Risinājums:
Zemas molekulmasas vielu (cianīdu, acetilēna, formaldehīda un fosfātu) pārvēršanas nukleotīdu fragmentā pieredze apstiprina hipotēzi par nukleīnskābju monomēru spontānu sintēzi no diezgan vienkāršām izejvielām, kas varēja pastāvēt agrīnās Zemes apstākļos.
Eksperiments, kurā nukleīnskābes tika iegūtas, izlaižot elektrisko izlādi caur nukleotīdu maisījumu, pierāda iespēju sintezēt biopolimērus no zemas molekulmasas savienojumiem agrīnās Zemes apstākļos.
Eksperiments, kurā, sajaucot biopolimērus ūdens vidē, tika iegūti to kompleksi, kuriem piemīt mūsdienu šūnu īpašību pamati, apstiprina domu par koacervātu spontānas veidošanās iespējamību.
6. Izveidot atbilstību starp dzīvības izcelsmes jēdzienu un tās saturu:
1) bioķīmiskās evolūcijas teorija
2) līdzsvara stāvoklis
3) kreacionisms
dzīves sākums ir saistīts ar organisko vielu abiogēno veidošanos no neorganiskām
dzīvās vielas sugas, piemēram, Zeme, nekad nav radušās, bet pastāvēja mūžīgi
dzīvi radīja Radītājs tālā pagātnē
dzīvība, kas atnesta no kosmosa mikroorganismu sporu veidā
Risinājums:
Saskaņā ar koncepciju bioķīmiskā evolūcija, dzīves sākums ir saistīts ar organisko vielu abiogēno veidošanos no neorganiskām. Saskaņā ar koncepciju miera stāvoklis, dzīvās vielas veidi, piemēram, Zeme, nekad nav radušies, bet pastāvēja mūžīgi. Atbalstītāji kreacionisms(no latīņu creatio — radīšana) viņi uzskata, ka dzīvību radījis Radītājs tālā pagātnē.
7. Izveidot atbilstību starp dzīvības izcelsmes jēdzienu un tās saturu:
1) bioķīmiskās evolūcijas teorija
2) līdzsvara stāvoklis
3) kreacionisms
dzīvības rašanās ir ilgstošu nedzīvās matērijas pašorganizēšanās procesu rezultāts
dzīvības rašanās problēma neeksistē, dzīvība ir pastāvējusi vienmēr
dzīvība ir dievišķās radīšanas rezultāts
Zemes dzīvībai ir kosmiska izcelsme
Risinājums:
Saskaņā ar koncepciju bioķīmiskā evolūcija, dzīvība radās nedzīvās matērijas pašorganizēšanās procesu rezultātā agrīnās Zemes apstākļos. Saskaņā ar koncepciju miera stāvoklis, dzīvības rašanās problēma neeksistē, dzīvība ir pastāvējusi vienmēr. Atbalstītāji kreacionisms(no latīņu creatio — radīšana) uzskata, ka dzīvība ir dievišķās radīšanas rezultāts.
Saule ir centrālais gaismeklis, ap kuru riņķo visas Saules sistēmas planētas un mazie ķermeņi. Tas ir ne tikai smaguma centrs, bet arī enerģijas avots, kas nodrošina termisko līdzsvaru un dabiskos apstākļus uz planētām, tostarp dzīvību uz Zemes. Saules kustība attiecībā pret zvaigznēm (un horizontu) ir pētīta kopš seniem laikiem, lai izveidotu kalendārus, kurus cilvēki galvenokārt izmantoja lauksaimniecības vajadzībām. Gregora kalendārs, ko tagad izmanto gandrīz visur pasaulē, būtībā ir Saules kalendārs, kura pamatā ir Zemes cikliskā revolūcija ap Sauli*. Saules vizuālais magnitūds ir 26,74, un tā ir spožākais objekts mūsu debesīs.
Saule ir parasta zvaigzne, kas atrodas mūsu galaktikā, vienkārši saukta par Galaktiku vai Piena ceļu, ⅔ attālumā no tās centra, kas ir 26 000 gaismas gadu jeb ≈10 kpc, un ≈25 pc attālumā no plaknes. no galaktikas. Tas riņķo ap savu centru ar ātrumu ≈220 km/s un 225–250 miljonus gadu (galaktiskais gads) pulksteņrādītāja virzienā, skatoties no galaktikas ziemeļpola. Tiek uzskatīts, ka orbīta ir aptuveni eliptiska un ir pakļauta galaktikas spirāles zaru traucējumiem zvaigžņu masu neviendabīgā sadalījuma dēļ. Turklāt Saule periodiski pārvietojas uz augšu un uz leju attiecībā pret Galaktikas plakni divas līdz trīs reizes vienā apgriezienā. Tas izraisa izmaiņas gravitācijas traucējumos un jo īpaši spēcīgi ietekmē objektu stāvokļa stabilitāti Saules sistēmas malās. Tas izraisa komētu no Oort Cloud iebrukumu Saules sistēmā, izraisot trieciena notikumu pieaugumu. Kopumā no dažāda veida traucējumu viedokļa mēs atrodamies diezgan labvēlīgā zonā vienā no mūsu Galaktikas spirālveida atzariem ≈ ⅔ attālumā no tās centra.
*Gregora kalendāru kā laika aprēķina sistēmu katoļu valstīs ieviesa pāvests Gregorijs XIII 1582. gada 4. oktobrī, lai aizstātu iepriekšējo Jūlija kalendāru, un nākamā diena pēc ceturtdienas, 4. oktobra, kļuva par piektdienu, 15. oktobri. Pēc Gregora kalendāra gada garums ir 365,2425 dienas un 97 no 400 gadiem ir garie gadi.
Mūsdienu laikmetā Saule atrodas netālu no Oriona rokas iekšējās puses, pārvietojoties lokālajā starpzvaigžņu mākonī (LIC), kas ir piepildīta ar retu karstu gāzi, kas, iespējams, ir supernovas sprādziena paliekas. Šo reģionu sauc par galaktikas apdzīvojamo zonu. Saule virzās pa Piena ceļu (attiecībā pret citām tuvumā esošajām zvaigznēm) uz zvaigzni Vega Liras zvaigznājā aptuveni 60 grādu leņķī no galaktikas centra virziena; to sauc par kustību uz virsotni.
Interesanti, ka, tā kā mūsu galaktika arī pārvietojas attiecībā pret kosmisko mikroviļņu fonu (CMB) ar ātrumu 550 km/s Hidras zvaigznāja virzienā, Saules (atlikušais) ātrums attiecībā pret CMB ir aptuveni 370 km/ s un ir vērsta uz Lauvas zvaigznāju. Ņemiet vērā, ka Saule savā kustībā piedzīvo nelielus traucējumus no planētām, galvenokārt no Jupitera, veidojot ar to kopīgu Saules sistēmas gravitācijas centru - baricentru, kas atrodas Saules rādiusā. Ik pēc dažiem simtiem gadu baricentriskā kustība pārslēdzas no uz priekšu (prograde) uz atpakaļgaitu (retrogrāda).
* Saskaņā ar zvaigžņu evolūcijas teoriju zvaigznes, kas ir mazāk masīvas par T Tauri, arī pāriet uz MS pa šo ceļu.
Saule radās aptuveni pirms 4,5 miljardiem gadu, kad molekulārā ūdeņraža mākoņa strauja saspiešana gravitācijas spēku ietekmē mūsu Galaktikas reģionā izraisīja pirmā tipa zvaigžņu populācijas mainīgas zvaigznes veidošanos - T. Tauri zvaigzne. Pēc kodolsintēzes reakciju sākuma (ūdeņraža pārvēršana hēlijā) Saules kodolā Saule pārcēlās uz Hertzprung-Russell diagrammas (HR) galveno secību. Saule ir klasificēta kā G2V dzeltenā pundurzvaigzne, kas, novērojot no Zemes, izskatās dzeltena, jo tās spektrā ir neliels dzeltenās gaismas pārpalikums, ko izraisa zilo staru izkliede no atmosfēras. Romiešu cipars V apzīmējumā G2V nozīmē, ka Saule pieder HR diagrammas galvenajai secībai. Tiek pieņemts, ka senākajā evolūcijas periodā, pirms pārejas uz galveno secību, tas atradās tā sauktajā Hajaši trasē, kur tas saspiedās un attiecīgi samazināja spilgtumu, saglabājot aptuveni tādu pašu temperatūru*. Pēc evolūcijas scenārija, kas raksturīgs mazas un vidējas masas zvaigznēm galvenajā secībā, Saule ir aptuveni pusceļā sava dzīves cikla aktīvajā posmā (ūdeņraža pārvēršana hēlijā kodolsintēzes reakcijās), kas kopā veido aptuveni 10 miljardu gadu un saglabās šo aktivitāti nākamos aptuveni 5 miljardus gadu. Saule katru gadu zaudē 10 14 savas masas, un kopējie zaudējumi visā tās dzīves laikā būs 0,01%.
Pēc savas būtības Saule ir plazmas bumba, kuras diametrs ir aptuveni 1,5 miljoni km. Tās ekvatoriālā rādiusa un vidējā diametra precīzās vērtības ir attiecīgi 695 500 km un 1 392 000 km. Tas ir par divām kārtām lielāks par Zemes izmēru un par Jupitera izmēru. […] Saule griežas ap savu asi pretēji pulksteņrādītāja virzienam (skatoties no Ziemeļpola), ārējo redzamo slāņu rotācijas ātrums ir 7284 km/h. Sidēriskais rotācijas periods pie ekvatora ir 25,38 dienas, savukārt periods pie poliem ir krietni garāks - 33,5 dienas, t.i., atmosfēra pie poliem griežas lēnāk nekā pie ekvatora. Šī atšķirība rodas no diferenciālās rotācijas, ko izraisa konvekcija un nevienmērīga masas pārnešana no kodola uz āru, un tā ir saistīta ar leņķiskā impulsa pārdali. Vērojot no Zemes, šķietamās rotācijas periods ir aptuveni 28 dienas. […]
Saules figūra ir gandrīz sfēriska, tās noslīdējums ir nenozīmīgs, tikai 9 daļas uz miljonu. Tas nozīmē, ka tā polārais rādiuss ir tikai par ≈10 km mazāks nekā ekvatoriālais. Saules masa ir ≈330 000 reižu lielāka par Zemes masu […]. Saule satur 99,86% no visas Saules sistēmas masas. […]
Apmēram 1 miljardu gadu pēc ieiešanas galvenajā secībā (aplēsts pirms 3,8 līdz 2,5 miljardiem gadu) Saules spilgtums palielinājās par aptuveni 30%. Ir pilnīgi skaidrs, ka planētu klimatiskās evolūcijas problēmas ir tieši saistītas ar Saules spožuma izmaiņām. Tas jo īpaši attiecas uz Zemi, kur virsmas temperatūru, kas nepieciešama, lai saglabātu šķidru ūdeni (un, iespējams, dzīvības izcelsmi), varētu sasniegt tikai ar augstākām atmosfēras siltumnīcefekta gāzēm, lai kompensētu zemo insolāciju. Šo problēmu sauc par "jaunās saules paradoksu". Turpmākajā periodā Saules spožums (kā arī tās rādiuss) turpināja lēnām pieaugt. Saskaņā ar esošajiem aprēķiniem, Saule kļūst par aptuveni 10% spožāka ik pēc viena miljarda gadu. Attiecīgi planētu virsmas temperatūra (ieskaitot temperatūru uz Zemes) lēnām paaugstinās. Apmēram pēc 3,5 miljardiem gadu Saules spožums palielināsies par 40%, un līdz tam laikam apstākļi uz Zemes būs līdzīgi kā šodien uz Veneras. […]
Savas mūža beigās Saule kļūs par sarkano milzi. Ūdeņraža degviela kodolā būs izsmelta, tās ārējie slāņi ievērojami paplašināsies, un kodols saruks un uzkarsēs. Ūdeņraža saplūšana turpināsies gar apvalku, kas ieskauj hēlija kodolu, un pats apvalks pastāvīgi paplašināsies. Tiks ražots arvien vairāk hēlija, un kodola temperatūra paaugstināsies. Kad kodols sasniegs ≈100 miljonu grādu temperatūru, hēlija sadegšana sāks veidot oglekli. Šī, visticamāk, ir Saules darbības pēdējā fāze, jo tās masa nav pietiekama, lai uzsāktu kodolsintēzes vēlākos posmus, kuros iesaistīti smagākie elementi slāpeklis un skābeklis. Salīdzinoši mazās masas dēļ Saules mūžs nebeigsies ar supernovas sprādzienu. Tā vietā notiks intensīvas termiskās pulsācijas, kuru dēļ Saule izmetīs ārējos apvalkus, un no tiem veidosies planētu miglājs. Turpmākās evolūcijas gaitā veidojas ļoti karsts deģenerēts kodols-baltais punduris, kuram nav savu kodoltermiskās enerģijas avotu, ar ļoti augstu vielas blīvumu, kas lēnām atdziest un, kā prognozē teorija, desmitos miljardu apmērā. gadu pārvērtīsies par neredzamu melnu punduri. […]
Saules aktivitāte
Saule demonstrē dažāda veida aktivitātes, tās izskats nepārtraukti mainās, par ko liecina daudzi novērojumi no Zemes un no kosmosa. Slavenākais un visizteiktākais ir Saules aktivitātes 11 gadu cikls, kas aptuveni atbilst saules plankumu skaitam uz Saules virsmas. Saules plankumu apjoms var sasniegt desmitiem tūkstošu kilometru. Tie parasti pastāv pretējās magnētiskās polaritātes pāros, kas maina katru saules ciklu un sasniedz maksimālo aktivitāti netālu no Saules ekvatora. Kā minēts, saules plankumi ir tumšāki un vēsāki nekā apkārtējā fotosfēras virsma, jo tie ir zemas enerģijas konvektīvā transporta reģioni no karstā iekšpuses, ko nomāc spēcīgi magnētiskie lauki. Saules magnētiskā dipola polaritāte ik pēc 11 gadiem mainās tā, ka ziemeļu magnētiskais pols kļūst par dienvidiem un otrādi. Papildus Saules aktivitātes izmaiņām 11 gadu cikla ietvaros tiek novērotas noteiktas izmaiņas no cikla uz ciklu, tāpēc izšķir arī 22 gadu un garākus ciklus. Cikliskuma neregularitāte izpaužas kā ilgstoši minimālas Saules aktivitātes periodi ar minimālu saules plankumu skaitu vairākos ciklos, līdzīgi kā tas tika novērots septiņpadsmitajā gadsimtā. Šis periods ir pazīstams kā Maundera minimums, kam bija liela ietekme uz Zemes klimatu. Daži zinātnieki uzskata, ka šajā periodā Saule ir izgājusi 70 gadu darbības periodu, gandrīz bez saules plankumiem. Atgādinām, ka 2008. gadā tika novērots neparasts saules minimums. Tas pastāvēja daudz ilgāk un ar mazāku saules plankumu skaitu nekā parasti. Tas nozīmē, ka Saules aktivitātes atkārtojamība desmitiem un simtiem gadu, vispārīgi runājot, ir nestabila. Turklāt teorija paredz magnētiskās nestabilitātes iespējamību Saules kodolā, kas var izraisīt aktivitātes svārstības desmitiem tūkstošu gadu garumā. […]
Saules aktivitātes raksturīgākās un iespaidīgākās izpausmes ir saules uzliesmojumi, koronālās masas izmešana (CME) un saules protonu notikumi (SPE). To aktivitātes pakāpe ir cieši saistīta ar 11 gadu saules ciklu. Šīs parādības pavada milzīga daudzuma augstas enerģijas protonu un elektronu emisija, ievērojami palielinot saules vēja “klusāko” daļiņu enerģiju. Tiem ir milzīga ietekme uz Saules plazmas mijiedarbības procesiem ar Zemi un citiem Saules sistēmas ķermeņiem, ieskaitot ģeomagnētiskā lauka izmaiņas, atmosfēras augšējo un vidējo daļu, parādības uz zemes virsmas. Saules aktivitātes stāvoklis nosaka kosmosa laikapstākļus, kas ietekmē mūsu dabisko vidi un dzīvi uz Zemes. […]
Būtībā uzliesmojums ir sprādziens, un šī milzīgā parādība izpaužas kā momentānas un intensīvas spilgtuma izmaiņas Saules virsmas aktīvajā apgabalā. […] enerģijas izdalīšanās no spēcīga saules uzliesmojuma var sasniegt […] ⅙ no Saules izdalītās enerģijas sekundē jeb 160 miljardus megatonu trotila. Apmēram puse no šīs enerģijas ir koronālās plazmas kinētiskā enerģija, bet otra puse ir cietais elektromagnētiskais starojums un augstas enerģijas lādētu daļiņu plūsmas.
"Apmēram 3,5 miljardu gadu laikā Saules spilgtums palielināsies par 40%, līdz tam laikam apstākļi uz Zemes būs līdzīgi tiem, kādi uz Veneras šodien."
Uzliesmojums var ilgt aptuveni 200 minūtes, ko pavada spēcīgas rentgenstaru intensitātes izmaiņas un spēcīgs elektronu un protonu paātrinājums, kura ātrums tuvojas gaismas ātrumam. Atšķirībā no saules vēja, kura daļiņām ir nepieciešama vairāk nekā viena diena, lai sasniegtu Zemi, uzliesmojumu laikā radušās daļiņas Zemi sasniedz desmitiem minūšu laikā, ievērojami satraucot kosmosa laikapstākļus. Šis starojums ir ārkārtīgi bīstams astronautiem, pat tiem, kas atrodas tuvu Zemei orbītā, nemaz nerunājot par starpplanētu lidojumiem.
Vēl vērienīgāki ir koronālās masas izmešana, kas ir visspēcīgākā parādība Saules sistēmā. Tie rodas koronā milzīgu saules plazmas apjomu sprādzienu veidā, ko izraisa magnētiskā lauka līniju atkārtota savienošana, kā rezultātā izdalās milzīga enerģija. Dažas no tām ir saistītas ar saules uzliesmojumiem vai ir saistītas ar saules pacēlumiem, kas izcēlušies no Saules virsmas un ko notur magnētiskie lauki. Koronālās masas izmešana notiek periodiski un sastāv no ļoti enerģiskām daļiņām. Plazmas recekļi, veidojot milzīgus plazmas burbuļus, kas izplešas uz āru, tiek izmesti kosmosā. Tie satur miljardiem tonnu vielas, kas starpplanētu vidē izplatās ar ātrumu ≈1000 km/s un veido atkāpjošu triecienvilni priekšpusē. Koronālās masas izmešana ir atbildīga par spēcīgām magnētiskām vētrām uz Zemes. […] Pat vairāk nekā saules uzliesmojumi koronālā izmešana ir saistīta ar lielas enerģijas iekļūstoša starojuma pieplūdumu. […]
Saules plazmas mijiedarbība ar planētām un maziem ķermeņiem spēcīgi ietekmē tās, galvenokārt atmosfēras augšējos slāņus un magnetosfēru - vai nu savu, vai inducētu, atkarībā no tā, vai planētai ir magnētiskais lauks. Šādu mijiedarbību sauc par saules-planētu (Zemei, saules-zemes) savienojumiem, kas būtiski atkarīgi no 11 gadu cikla fāzes un citām Saules aktivitātes izpausmēm. Tie izraisa izmaiņas magnetosfēras formā un izmērā, magnētisko vētru rašanos, atmosfēras augšējo slāņu parametru izmaiņas un radiācijas bīstamības līmeņa paaugstināšanos. Tādējādi Zemes atmosfēras augšējo slāņu temperatūra 200–1000 km augstuma diapazonā palielināsies vairākas reizes, no ≈400 līdz ≈1500 K, un blīvums mainās par vienu līdz divām kārtām. Tas lielā mērā ietekmē mākslīgo pavadoņu un orbitālo staciju kalpošanas laiku. […]
Visievērojamākā Saules aktivitātes ietekmes izpausme uz Zemi un citām planētām ar magnētisko lauku ir augstos platuma grādos novērotās polārblāzmas. Uz Zemes traucējumi Saulē rada arī radiosakaru traucējumus, triecienus uz augstsprieguma elektrolīnijām (elektroapgādes pārtraukumiem), pazemes kabeļiem un cauruļvadiem, radara staciju darbību, kā arī bojā kosmosa kuģu elektroniku.
Zeme ir apaļa, Merkurs ir karstākā planēta, un Saule ir dzeltena. Šķiet, ka tās ir vienkāršas patiesības, kuras zina pat tie, kuri neapmeklēja skolas astronomijas nodarbības. Patiesībā viss ir nedaudz savādāk.
Mēs esam apkopojuši jums vairākus diezgan izplatītus nepareizus priekšstatus un pilnībā tos atspēkojuši.
Vai zeme ir veidota kā ideāls priekšējais lukturis?
Tā ir taisnība un nav taisnība vienlaikus. Zemes forma nepārtraukti mainās litosfēras plākšņu nepārtrauktas kustības dēļ. Protams, tā ātrums ir mazs - vidēji tas ir ne vairāk kā 5 cm gadā -, taču tas ietekmē mūsu planētas “profilu”, kas nebūt nav ideāli gluds.
Tomēr sensacionālas fotogrāfijas, kurās it kā redzama patiesā Zemes forma, ir nekas vairāk kā planētas gravitācijas modelis. Tas tika izveidots, pamatojoties uz datiem no satelītiem, un tas nedemonstrē patieso debess ķermeņa formu, bet tikai parāda gravitācijas spēka atšķirību dažādās planētas vietās.
Vai Mēnesim ir tumšā puse?
Pastāv diezgan populārs maldīgs uzskats, ka saules stari apgaismo tikai vienu Mēness pusi, bet otra vienmēr paliek tumša. Šī pārliecība radās tāpēc, ka mūsu satelīts vienmēr ir pagriezts pret Zemi ar vienu pusi, bet otra paliek nepieejama zemes novērotājiem.
Patiesībā Saule vienādi sasilda gan redzamo, gan neredzamo Mēness daļu. Fakts ir tāds, ka Mēness apgriezienu periods ap savu asi sakrīt ar satelīta rotācijas periodu ap Zemi, tāpēc mēs varam novērot tikai vienu no tā puslodēm.
Vai temperatūra uz dzīvsudraba virsmas ir augstāka nekā uz citām planētām?
Šķiet, ka viss ir loģiski – Merkurs atrodas vistuvāk Saulei, kas nozīmē, ka tā virsmas temperatūra ir augstāka nekā uz citām planētām. Tomēr Saules sistēmas “karstākā” planēta ir Venēra, lai gan tā atrodas vairāk nekā 50 miljonus km tālāk no zvaigznes nekā tās kosmiskais kaimiņš. Vidējā diennakts temperatūra uz Merkura ir aptuveni 350 °C, savukārt uz Veneras virsmas tā sasniedz gandrīz 480 °C.
Faktiski temperatūra uz planētas virsmas ir atkarīga no atmosfēras. Uz dzīvsudraba tā praktiski nav, savukārt Veneras atmosfēra, kas gandrīz pilnībā sastāv no oglekļa dioksīda, ir ļoti blīva. Pateicoties lielajam blīvumam, uz planētas virsmas veidojas spēcīgs siltumnīcas efekts, kas padara planētu par patiesi karstu vietu.
Ikviens zina, ka Saules virsmas temperatūra ir ļoti augsta – vairāk nekā 5700 °C. Tāpēc ir loģiski pieņemt, ka mūsu zvaigzne liesmo kā milzu uguns. Tomēr tā nav. Tas, ko mēs domājam par uguni, patiesībā ir siltuma un gaismas enerģija, kas izdalās kodoltermiskās reakcijas laikā, kas notiek saules kodolā.
Kodoltermiskā reakcija ir dažu elementu pārvēršanās citos, ko pavada siltuma un gaismas enerģijas izdalīšanās. Tas iziet cauri visiem saules slāņiem, sasniedzot augšējo - fotosfēru, kas mums šķiet degoša.
Vai saule ir dzeltena?
Ikviens, kurš nedaudz pārzina astronomiju, zina, ka Saule pieder pie zvaigžņu kategorijas, ko sauc par dzeltenajiem punduriem. Tāpēc ir diezgan loģiski pieņemt, ka mūsu zvaigzne ir dzeltena. Patiesībā, tāpat kā citi dzeltenie punduri, Saule ir absolūti balta.
Bet kāpēc cilvēka redze to uzskata par dzeltenu? Izrādās, ka tas viss ir saistīts ar zemes atmosfēru. Kā zināms, tas vislabāk pārraida garus viļņus, kas atrodas dzeltensarkanajā spektra daļā. Īsus viļņus no zaļi violetās spektra daļas, kurā pārsvarā izstaro Saule, izkliedē atmosfēra. Pateicoties šim efektam, mūsu zvaigzne novērotājam no Zemes šķiet dzeltena. Tomēr, tiklīdz jūs atstājat zemes atmosfēras robežas, Saule "iegūst" savu īsto krāsu.
Vai cilvēks bez skafandra eksplodēs kosmosā?
Šī nepareizā priekšstata iemesls, protams, bija Holivudas filmas, kurās tika rādītas šausmīgas ainas par to cilvēku nāvi, kas iesprostoti aiz kosmosa kuģa.
Patiesībā mūsu āda ir diezgan elastīga un spēj noturēt visus iekšējos orgānus savās vietās. Arī asinsvadu sieniņas to elastības dēļ pasargās asinis no viršanas. Turklāt, ja nav ārēja spiediena – un tā nav kosmosā –, asiņu viršanas temperatūra paaugstinās līdz 46 °C, kas ir ievērojami augstāka par cilvēka ķermeņa temperatūru.
Bet ūdens, kas atrodas ādas šūnās, sāks vārīties, un cilvēks joprojām nedaudz palielināsies, bet noteikti neeksplodēs.
Patiesais cilvēku nāves cēlonis būs skābekļa bads. 15 sekundes pēc tam, kad cilvēks nonāks kosmosā bez skafandra, tas izraisīs samaņas zudumu, bet pēc 2 minūtēm - nāvi.
Vai Zeme ziemā ir tālāk no Saules nekā vasarā?
Vēl viens mīts, kas šķiet diezgan loģisks. Tas ir vienkārši: ja ziemā ir aukstāks nekā vasarā, tas nozīmē, ka Zeme "bēg" no savas zvaigznes. Taču patiesībā viss ir tieši otrādi – aukstajā sezonā mūsu planēta atrodas par 5 miljoniem km tuvāk Saulei nekā vasarā. Kāpēc mēs ziemā ietināmies drēbēs, bet vasarā peldamies un sauļojamies?
Fakts ir tāds, ka papildus rotācijai ap Sauli Zeme griežas arī ap savu asi, kā rezultātā notiek dienas un nakts maiņa. Ass, kas iet caur ziemeļu un dienvidu polu, nav perpendikulāra orbītai un uz to krītošajiem saules stariem. Tādējādi vienā gada pusē lielākā daļa saules siltuma krīt uz dienvidu puslodi, bet otrajā gada pusē - uz ziemeļu puslodi, kas izraisa gadalaiku maiņu.
Kā zināms, ziemas dienvidu puslodē ir siltākas nekā ziemeļu puslodē. Tas izskaidrojams ar to, ka Zeme Saulei vistuvāk nonāk janvārī, tas ir, kad dienvidu puslodē valda kalendārā vasara.
Kad jūs pēdējo reizi skatījāties augšup un bijāt pārsteigti par noslēpumaino, dzīvinošo spēku, ko dod Saule?
Saule katru dienu silda mūsu planētu, sniedz gaismu, pateicoties kurai mēs redzam un ir nepieciešama dzīvībai uz Zemes. Tā savā sfērā var ievietot vienu miljonu trīs simti tūkstošu Zemes globusu. Tas rada dzejas cienīgus saulrietus un enerģiju, kas līdzvērtīga viena triljona megatonnu kodolbumbu sprādzienam ik sekundi.
Mūsu Saule ir tikai parasta veca vidēja zvaigzne, saskaņā ar visiem standartiem. Tam ir īpaša ietekme uz Zemi, jo tā atrodas diezgan tuvu tai.
Tātad, cik tuvu ir mūsu Saule?
Cik daudz vietas nepieciešams, lai ietilptu 1 300 000 Zemes?
Ja saule atrodas kosmosa vakuumā, kā tā deg?
Kāpēc uz Saules rodas saules uzliesmojumi?
Vai Saule kādreiz nodzisīs? Un kas tad notiks ar Zemi un tās iemītniekiem?
Šajā rakstā mēs apskatīsim mūsu tuvākās zvaigznes aizraujošo pasauli. Mēs apskatīsim Sauli, uzzināsim, kā tā rada gaismu un siltumu, un izpētīsim tās galvenās iezīmes.
Saule sāka degt vairāk nekā pirms 4,5 miljardiem gadu. Tas ir masveida gāzu, galvenokārt ūdeņraža un hēlija, uzkrāšanās. Tā kā Saule ir tik masīva, tai ir milzīgs gravitācijas spēks un pietiekams gravitācijas spēks, lai ne tikai noturētu kopā visu šo ūdeņradi un hēliju, bet arī noturētu visas Saules sistēmas planētas savās orbītās ap Sauli.
Saule ir milzīgs kodolreaktors.
Fakti par Sauli
Vidējais attālums no Zemes: 150 miljoni kilometru
Rādiuss Nobraukums: 696000 km
Svars: 1,99 x 10 30 kg (330 000 Zemes masas)
Sastāvs (pēc svara) Sastāvs: 74% ūdeņradis, 25% hēlijs, 1% citi elementi
vidējā temperatūra: 5800 kelvini (virsma), 15500000 kelvini (kodols)
Vidējais blīvums: 1,41 grami uz cm3
Apjoms: 1,4 x 10 27 kubikmetri
Rotācijas periods: 25 dienas (centrā) līdz 35 dienām (stabi)
Attālums no Piena Ceļa centra: 25 000 gaismas gadu
Orbītas ātrums/periods: 230 kilometri sekundē / 200 miljoni gadu
Saules daļas
Saule ir zvaigzne, tāpat kā citas zvaigznes, ko mēs redzam naktī. Atšķirība ir attālums. Pārējās zvaigznes, kuras mēs redzam, atrodas daudzu gaismas gadu attālumā no Zemes, bet mūsu Saule atrodas tikai 8 minūšu attālumā — daudzus tūkstošus reižu tuvāk.
Oficiāli saule ir klasificēta kā G2V zvaigzne dzeltenais punduris, pamatojoties spektrs gaisma, ko tā izstaro. Saule ir tikai viena no miljardiem zvaigžņu, kas riņķo ap mūsu Galaktikas centru un sastāv no vienas un tās pašas vielas un komponentiem.
Saules uzbūves diagramma
Saule ir izgatavota no gāzes, kurai nav cietas virsmas. Tomēr tam ir noteikta struktūra. Trīs galvenie Saules strukturālie reģioni ir:
Kodols - Saules centrs, kas satur 25 procentus no tās rādiusa.
Radiācijas pārneses zona- apgabals, kas atrodas tieši ap kodolu un satur 45 procentus no tā rādiusa.
Konvektīvā zona - Saules ārējais slānis, kas satur 30 procentus no tās rādiusa.
Virs Saules virsmas atrodas tās atmosfēra, kas sastāv no trim daļām:
Fotosfēra- Saules atmosfēras iekšējā daļa
Hromosfēra- reģions starp fotosfēru un vainagu
Kronis- Saules atmosfēras augstākais slānis, kas sastāv no saules virpuļiem - izvirzījumiem un enerģētiskiem izvirdumiem, kas rada saules vēju.
Visas galvenās Saules īpašības var izskaidrot ar kodolreakcijām, kas rada enerģiju, magnētiskos laukus, kas rodas gāzes kustības un tās milzīgās masas rezultātā.
saules kodols
Kodols atrodas centrā un aizņem 25 procentus no Saules rādiusa. Tās temperatūra pārsniedz 15 miljonus Kelvina grādu. Smaguma spēks rada lielu spiedienu. Spiediens ir pietiekami augsts, lai piespiestu ūdeņraža atomus saplūst kopā kodolsintēzes reakcijā — ko mēs cenšamies atkārtot šeit, uz Zemes. Divi ūdeņraža atomi apvienojas, veidojot hēliju-4 un enerģiju vairākos posmos:
- Divi protoni apvienojas, veidojot deitērija atomu (ūdeņraža atomu ar vienu neitronu un vienu protonu), pozitronu (līdzīgi elektronam, bet ar pozitīvu lādiņu) un neitrīno.
- Protons un deitērija atoms apvienojas, veidojot hēlija-3 atomu (divi protoni un vienu neitronu) un gamma starus.
- Divi hēlija-3 atomi apvienojas, veidojot hēlija-4 atomu (divi protoni un divi neitroni) un divus protonus.
Šīs reakcijas veido 85 procentus no saules enerģijas. Atlikušos 15 procentus veido šādas reakcijas:
- Hēlija-3 un hēlija-4 atomi apvienojas, veidojot beriliju-7 (četrus protonus un trīs neitronus) un gamma starus.
- Berilija-7 atoms uztver elektronu, lai kļūtu par litija-7 atomu (trīs protoni un četri neitroni) un neitrīno.
- Litijs-7 savienojas ar protonu, veidojot divus hēlija-4 atomus.
Hēlija-4 atomi ir mazāk masīvi nekā divi ūdeņraža atomi, kas sāk procesu, tāpēc masas atšķirība tiek pārvērsta enerģijā, kā aprakstīts Einšteina relativitātes teorijā (E=MC²). Enerģija tiek izstarota dažādos gaismas veidos: ultravioletā, rentgena, redzamā gaisma, infrasarkanā, mikroviļņu un radioviļņu.
Saule arī izstaro uzlādētas daļiņas (neitrīnus, protonus), kas veido saules vējš. Šī enerģija sasniedz Zemi, sasildot planētu, kontrolējot mūsu laikapstākļus un nodrošinot enerģiju dzīvībai. Saules starojums mums nekaitēs, kamēr Zemes atmosfēra mūs pasargās.
Radiācijas pārneses zona un konvektīvā zona
Radiācijas pārneses zona atrodas ārpus kodola un veido 45 procentus no Saules rādiusa. Šajā zonā enerģija no kodola tiek pārnesta uz āru ar fotonu (gaismas daļiņu) palīdzību. Kad fotons ir izveidots, tas pārvietojas apmēram 1 mikronu (1 miljonā daļa no metra), un pēc tam to absorbē gāzes molekula. Pēc šīs absorbcijas gāzes molekula uzsilst un atkārtoti izstaro citu tāda paša viļņa garuma fotonu. Atkārtoti izstarotais fotons pārvietojas pa nākamo mikronu, pirms to absorbē nākamā gāzes molekula, un cikls atkārtojas. Katra fotonu un gāzes molekulu mijiedarbība, lai fotons izietu cauri starojuma pārneses zonai, aizņem ilgu laiku, līdz pat miljoniem gadu, bet vidēji 170 000 gadu. Šim braucienam ir nepieciešamas aptuveni 10 25 absorbcijas un atkārtotas emisijas.
Konvektīvā zona ir ārējais slānis un veido 30 procentus no Saules rādiusa. Tajā dominē konvekcijas strāvas, kas izvada enerģiju uz āru. Šīs konvekcijas strāvas paceļ karsto gāzi uz virsmu, savukārt fotosfēras vēsākā viela iegrimst dziļāk konvekcijas zonā. Konvekcijas strāvās fotoni sasniedz virsmu ātrāk nekā starojuma pārneses process, kas notiek starojuma pārneses zonā.
Visā ceļojuma procesā fotonam ir nepieciešami aptuveni 200 000 gadu, lai sasniegtu Saules virsmu.
Saules atmosfēra
Beidzot esam sasnieguši Saules virsmu. Tāpat kā Zemei, arī Saulei ir atmosfēra. Tomēr šī atmosfēra sastāv no fotosfēra, hromosfēra Un kroņi .
Saule caur teleskopu
Fotosfēra ir Saules atmosfēras zemākais reģions, un tas ir reģions, ko mēs varam redzēt. Izteiciens "Saules virsma" parasti attiecas uz fotosfēru. Fotosfēras biezums ir no 100 līdz 400 kilometriem un vidējā temperatūra ir 5800 Kelvina grādu.
Hromosfēra Saules ārējais apvalks ir aptuveni 2000 kilometru biezs. Hromosfēras temperatūra paaugstinās no 4500 grādiem līdz 10 000 grādiem pēc Kelvina. Tiek uzskatīts, ka hromosfēru silda konvekcija pamatā esošā fotosfērā. Šajā gadījumā rodas plānas un garas karstās emisijas, t.s spikulas. Spicules garums var sasniegt 5000 kilometru, un tā “dzīve” var būt vairākas minūtes. Uz Saules virsmas vienlaikus var redzēt līdz 70 000 spicuļu. Tas rada vizuālu efektu, kas līdzīgs degošai prērijai.
Koronārās cilpas Saulē
Kronis ir pēdējais Saules slānis un stiepjas kosmosā vairākus miljonus kilometru. Vislabāk to var redzēt Saules aptumsuma laikā un Saules rentgena attēlos. Koronas temperatūra vidēji ir 2 000 000 Kelvina grādu. Lai gan neviens nezina, kāpēc korona ir tik karsta, tiek uzskatīts, ka to izraisa saules magnētisms. Koronā ir gaiši apgabali (karsti) un tumši apgabali, ko sauc koronālie caurumi. Koronālie caurumi ir salīdzinoši vēsi un rada saules vēju.
Caur teleskopu mēs redzam vairākas interesantas Saules pazīmes, kurām var būt sekas uz Zemi. Apskatīsim trīs no tiem: saules plankumus, prominences un saules uzliesmojumus.
Saules plankumi, prominences un saules uzliesmojumi
Tumšas, vēsas zonas sauc saules plankumi parādās fotosfērā. Saules plankumi vienmēr parādās pa pāriem un ir intensīvi magnētiskie lauki (apmēram 5000 reižu spēcīgāki par Zemes magnētisko lauku), kas izlaužas cauri virsmai. Lauka līnijas iziet caur vienu saules plankumu un atkal ieiet caur citu.
Saules aktivitāte notiek kā daļa no 11 gadu cikla, un to sauc par Saules ciklu, kur ir maksimālās un minimālās aktivitātes periodi.
Nav zināms, kas izraisa šo 11 gadu ciklu, taču ir izvirzītas divas hipotēzes:
1. Saules nevienmērīgā rotācija izkropļo arī magnētiskā lauka līniju līkumus. Tie izlaužas cauri virsmai, veidojot saules plankumu pārus. Galu galā lauka līnijas sadalās un Saules aktivitāte samazinās. Cikls sākas no jauna.
2. Milzīgi, cauruļveida gāzes apļi no Saules iekšpuses parādās augstos platuma grādos un sāk virzīties uz tās ekvatora pusi. Ripojot viens pēc otra, veidojas plankumi. Sasniedzot ekvatoru, tie sadalās un plankumi pazūd.
Dažreiz gāzu mākoņi no hromosfēras sāk augt un orientēties pa magnētiskā lauka līnijām no saules plankumu pāriem. Šīs gāzes arkas sauc saules prominences .
Prominences var ilgt divus līdz trīs mēnešus un var sasniegt 50 000 kilometru vai vairāk virs Saules virsmas. Sasniedzot šo augstumu, tie var uzliesmot dažu minūšu vai stundu laikā un pārraidīt lielu daudzumu materiāla caur vainagu un kosmosā ar ātrumu līdz 1000 kilometriem sekundē. Šos izvirdumus sauc koronālās masas izgrūšana.
Dažreiz sarežģītās plankumu grupās notiek asi, spēcīgi sprādzieni. Viņus sauc saules uzliesmojumi .
Tiek uzskatīts, ka Saules uzliesmojumus izraisa pēkšņas magnētiskā lauka izmaiņas apgabalā, kurā ir koncentrēts Saules magnētiskais lauks. Tos pavada gāzes, elektronu, redzamās gaismas, ultravioletās gaismas un rentgenstaru izdalīšanās. Kad šis starojums un šīs daļiņas sasniedz Zemes magnētisko lauku, tās mijiedarbojas ar to pie tā magnētiskajiem poliem, kas saņem gaismas (ziemeļu un dienvidu).
Ziemeļblāzma
Saules uzliesmojumi var arī traucēt sakarus, navigācijas sistēmas un pat elektrotīklus. Radiācijas un daļiņas jonizē atmosfēru un neļauj radioviļņiem pārvietoties starp satelītiem un zemi vai starp zemi un zemi. Jonizētās daļiņas atmosfērā var izraisīt elektrisko strāvu elektropārvades līnijās un jaudas pārspriegumu. Šie strāvas pārspriegumi var pārslogot elektrotīklu un izraisīt pārtraukumus.
Visa šī enerģiskā darbība prasa enerģiju, kas ir pieejama nepietiekamā daudzumā. Galu galā Saulei beigsies degviela.
Saules liktenis
Saule ir spīdējusi aptuveni 4,5 miljardus gadu. Saules izmērs ir līdzsvars starp ārējo spiedienu, ko rada kodolsintēzes enerģijas izdalīšanās, un gravitācijas spēku uz iekšu. 450 000 000 dzīves gadu laikā Saules rādiuss ir kļuvis par 6 procentiem lielāks. Tai ir pietiekami daudz ūdeņraža degvielas, lai sadedzinātu apmēram 10 miljardus gadu, kas nozīmē, ka tai joprojām ir atlikuši nedaudz vairāk nekā 5 miljardi gadu, kuru laikā Saule turpinās izplesties tādā pašā ātrumā.
Beidzoties ūdeņraža degvielai, Saules spožums un temperatūra palielināsies. Apmēram pēc 1 miljarda gadu Saule kļūs tik spoža un karsta, ka dzīvība uz Zemes paliks tikai okeānos un polios. Pēc 3,5 miljardiem gadu temperatūra uz Zemes virsmas būs tāda pati kā šobrīd uz Veneras. Ūdens iztvaikos un dzīvība uz Zemes virsmas apstāsies. Kad Saules kodolam beigsies ūdeņraža degviela, tas sāks sabrukt zem gravitācijas spēka. Kodolam saraujoties, tas uzsilst, un tas sasildīs augšējos slāņus, izraisot to paplašināšanos un izraisot ūdeņraža degšanas reakciju Saules augšējos slāņos. Paplašinoties ārējiem slāņiem, Saules rādiuss palielināsies un tā kļūs sarkanais milzis, vecāka gadagājuma zvaigzne.
Saule 3,5 miljardu gadu laikā
Sarkanās Saules rādiuss palielināsies 100 reizes, kad tā sasniegs Zemes orbītu, tā ka Zeme iegremdēsies sarkanā milža kodolā un iztvaiko. Kādu laiku pēc tam kodols kļūs pietiekami karsts, lai izraisītu oglekļa un skābekļa saplūšanu no hēlija. Saules rādiuss samazināsies.
Kad hēlija degviela ir izsmelta, kodols atkal sāks paplašināties un sarukt. Saules augšējais apvalks tiks norauts un pārvērtīsies par planētu miglāju, un pati Saule kļūs baltais punduris Zemes lielums.
Galu galā Saule pakāpeniski atdzisīs līdz gandrīz neredzamai robežai melnais punduris. Viss šis process prasīs vairākus miljardus gadu.
Tātad nākamo miljardu gadu saule cilvēcei ir droša. Par citām briesmām, piemēram, asteroīdiem, var tikai minēt.
PostScience atmasko zinātniskos mītus un iepazīstina lasītājus ar mūsu ekspertu komentāriem, kas izskaidro izplatītos nepareizos priekšstatus. Mēs lūdzām mūsu autorus runāt par iemesliem, kādēļ radās noteiktas iedibinātas idejas par Sauli.
Uz Saules nav ūdens
Tā nav patiesība. Frāze, ka uz Saules ir ūdens, skan ļoti dīvaini, tomēr uz Saules ir ūdens, un tā ir diezgan daudz. No kurienes tas nāk un kādā formā tas pastāv? Ūdenim ir ļoti vienkārša formula: tam nepieciešams tikai ūdeņradis un skābeklis, lai tas veidotos. Uz Saules ir abu pārpilnība. Tomēr ar to nemaz nepietiek, lai obligāti veidojas ūdens. Piemēram, Saulei ir visas sastāvdaļas, lai izveidotu DNS molekulu, taču tas nenozīmē, ka šī molekula tur var pastāvēt, jo, protams, tā nekavējoties tiks iznīcināta temperatūras ietekmē. Citiem vārdiem sakot, ne visas molekulas var pastāvēt uz Saules, bet tikai visstabilākās un nepretenciozākās. Šāda molekula jo īpaši ir oglekļa monoksīds (CO), kas ir ārkārtīgi stabils tā sauktās trīskāršās valences saites dēļ. Vēl viena molekula ir slāpeklis (N2). Un dīvainā kārtā šī ir arī ūdens molekula, kas, pateicoties laimīgai sakritībai, ir viena no izturīgākajām dabā. Tātad uz Saules ir ūdens, un, lai gan procentuāli ūdens molekulas veido nenozīmīgu daļu no Saules masas, absolūtos skaitļos uz Saules ir vairāk saldūdens rezervju nekā jebkur citur mūsu Saules sistēmā.
Var atzīmēt, ka, tā kā molekulas, tostarp ūdens molekulas, ir jutīgas pret temperatūru, tās galvenokārt veidojas zemas temperatūras reģionos. Uz Saules šādi apgabali ir saules plankumi, kuru temperatūra ir tikai aptuveni 4,5 tūkstoši grādu (tos ieskauj apgabali ar temperatūru 6 tūkstoši grādu). Tieši plankumos, kā arī ļoti šaurā slānī zem Saules virsmas, ko sauc par temperatūras minimuma reģionu, koncentrējas galvenās ūdens rezerves uz Saules. Tātad savā ziņā, kad cilvēki viduslaikos uzskatīja, ka saules plankumi ir ūdens ezeri uz saules virsmas, tie savā ziņā nebija ļoti tālu no patiesības.
Sergejs Bogačovs
Saule vienmēr ir vienuviet
Tā nav patiesība. Saule ir tipiska zvaigzne, kuras Visumā ir daudz. Tas atrodas kosmosā, kur koncentrējas lielākā daļa no šīs gāzes veidojušās gāzes un zvaigznes. Mūsu galaktikai ir spirālveida struktūra, un zvaigznes ir koncentrētas tās rokās, starp tām utt. Tās visas, tāpat kā Saule, riņķo ap Galaktikas centru. Saulei kustība ap Galaktikas centru notiek ar ātrumu 217 kilometri sekundē. Ātrums ir liels, taču, tā kā mērogs ir milzīgs, Saule veic savu revolūciju aptuveni 250 miljonu gadu laikā (galaktiskais gads). Tādējādi Saule nepārtraukti pārvietojas kosmosā ap Galaktikas centru.
Saule ir Saules sistēmas centrs, kurā ietilpst pati Saule kā centrālais ķermenis un planētas, kurām ir ļoti maza masa un tāpēc tās riņķo ap Sauli, maz ietekmējot pašas Saules kustību. Saules masa ir daudz lielāka par visu planētu masām, tāpēc Saules sistēmas masas centrs atrodas pašā Saulē. Planētām pārvietojoties ar dažādu ātrumu un mainot savas pozīcijas attiecībā pret Sauli, masas centrs pārvietojas Saules iekšienē, un Saule griežas ap šo masas centru, kas pārvietojas tās iekšpusē. Tādējādi Saules kustība notiek ap Galaktikas centru un Saules sistēmas masas centru.
Vladimirs Kuzņecovs
Vasarā Saule atrodas tuvāk Zemei nekā ziemā
Tā nav patiesība. Sāksim ar to, ka attālums starp Sauli un Zemi patiešām nav nemainīgs, bet gan mainās visu gadu. Tas ir saistīts ar faktu, ka Zeme griežas ap Sauli nevis pa apli, bet "gandrīz apli". Zemes orbītas attēloto figūru, tāpat kā visu citu mūsu Saules sistēmas planētu orbītas, sauc par elipsi. Kopumā planētu orbītas var būt patvaļīgi pagarinātas. Konkrēti, Plutonam ir tāda orbīta, kas Plutona vasarā tuvojas Saulei “tikai” 4,5 miljardu kilometru attālumā, bet “ziemā” attālinās no Saules par 7,5 miljardiem. Starp citu, gads uz Plutona ilgst 250 gadus. Ja Zemes orbīta būtu līdzīga Plutona orbītai, tad Saules šķietamais izmērs debesīs gada laikā mainītos divas reizes, un siltuma un gaismas plūsmas, kas krīt uz Zemi ziemā un vasarā, atšķirtos par koeficientu 4. Vidējā temperatūra uz Zemes ziemā pie ekvatora būtu aptuveni mīnus 50 °C, bet polos - ap mīnus 150 °C, un, visticamāk, vienkārši nebūtu neviena, kas šīs rindas lasītu. Par laimi, Zemes orbīta ir gandrīz aplis. Vidējais attālums no Saules līdz Zemei ir gandrīz 150 miljoni kilometru (gaisma šo attālumu veic nedaudz vairāk kā 8 minūtēs). Tuvākajā orbītas punktā Zeme pietuvojas Saulei par 2,5 miljoniem kilometru, un tālākajā punktā tā attālinās līdz tādam pašam attālumam. Attiecīgās distances izmaiņas ir tikai 1,5%. Saules diska šķietamais izmērs debesīs visu gadu mainās par tādu pašu daļu. Protams, lielākā daļa cilvēku to pat nepamana.
Un tomēr, kad Saule ir vistuvāk Zemei – vasarā vai ziemā? Atbilde uz šo jautājumu ir zināma: Zeme savu orbītas tuvāko punktu iziet katru gadu aptuveni vienā un tajā pašā laikā – gandrīz uzreiz pēc Jaungada brīvdienām, ap 3.–4.janvāri. Citiem vārdiem sakot, šajā laikā Sauli debesīs var redzēt pēc iespējas lielāku. Vai šajā dienā kļūst vismaz nedaudz siltāks? Stingri sakot, jā, jo tuvums Saulei vidējo temperatūru paaugstina par 2-3 grādiem, bet, protams, gadalaiku maiņa ar Zemes orbītu, kas mums ir, nekādā veidā nav saistīta ar attālumu līdz Saulei. Daudz svarīgāks mūsu zemes dzīvē ir Saules augstums virs horizonta un līdz ar to Saules staru blīvums, kas krīt uz Zemes virsmu. Un tas, īpaši augstos platuma grādos, kur atrodas lielākā daļa mūsu valsts, gada laikā mainās nevis par 1-2%, bet vairākas reizes.
Tomēr ir daudz vienkāršāks veids, kā saprast, ka gadalaikiem nav nekāda sakara ar attālumu līdz Saulei. Pietiek atcerēties, ka janvāris ir centrālais ziemas mēnesis tikai ziemeļu puslodē. Dienvidu puslodē vasaras maksimums notiek vienlaikus. Attiecīgi lielākajai daļai Dienvidamerikas iedzīvotāju tas, ka Saule ir vistuvāk janvārī, iespējams, nešķiet tik pārsteidzoši kā mums.
Sergejs Bogačovs
Fizikālo un matemātikas zinātņu doktors, Ļebedeva fiziskā institūta Saules rentgena astronomijas laboratorijas galvenais pētnieks
Saule ir izgatavota no ugunīgas lavas
Tā nav patiesība. Saule, tāpat kā tipiska zvaigzne, radās protomākoņa saspiešanas laikā. Tiek uzskatīts, ka Saule ir trešās paaudzes zvaigzne. Kad notika sprādziens un veidojās Visums, radās elementārdaļiņas un ūdeņradis, gāze sāka gravitācijas ceļā saspiesties, veidojot galaktiku kopas, galaktikas, zvaigžņu kopas un pašas zvaigznes. Tad šīs zvaigznes eksplodēja, un to matērija tika iemesta starpzvaigžņu telpā. Saule veidojās no starpzvaigžņu matērijas, kas divas reizes atradās zvaigznēs, kas sabruka un eksplodēja. Papildus ūdeņradim tajā ir smagi elementi, kas veidojas augstā spiedienā, tas ir, zvaigznes saspiešanas laikā.
Viela, no kuras sastāv Saule, atbilst kosmiskajam elementu pārpilnībai, starp kuriem dominē ūdeņradis. Tajā arī veidojās nelieli dažādu smago elementu piemaisījumi, un, skatoties uz Sauli, redzam šo elementu emisijas līnijas, tas ir, tā ir līdz augstai temperatūrai uzkarsēta plazma. Tas nevar pārvērsties par vielu, ko mēs redzam uz Zemes, par cietu ķermeni un tā tālāk, jo tas tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai, un šīs enerģijas avots ir kodoltermiskās reakcijas, kas notiek Saules dziļumos. Tā ir kodoltermiskā enerģija, ko mēs vēlamies iegūt uz Zemes. Kodolreakciju rašanās apstākļi rodas augsta spiediena un augstās temperatūras dēļ Saules centrā, starojuma veidā izdalītā kodolenerģija izplatās uz āru un jonizē visu - gan Saules iekšpusi, gan Saules vainagu. Tālāk saules plazma pārvēršas saules vējā, un mēs atklājam tās daļiņas. Tas ir tas, kas izplūst no pašas Saules, tā ir plazma, no kuras tā sastāv.
Vladimirs Kuzņecovs
Fizikālo un matemātikas zinātņu doktors, Krievijas Zinātņu akadēmijas Zemes magnētisma, jonosfēras un radioviļņu izplatības institūta direktors, Starptautiskās Astronautikas akadēmijas pilntiesīgs loceklis
Nākotnē Saule palielināsies un iznīcinās visu dzīvību uz Zemes.
Tā ir patiesība. Ir zvaigznes, ko sauc par "sarkanajiem milžiem". Viņiem ir aptuveni tāda pati masa kā Saulei, taču tie ir apmēram divas reizes vecāki par to. Un ar tādu pašu masu to izmērs ir desmitiem reižu lielāks par mūsu Saules izmēru. Zvaigžņu evolūcijas teorija, kas šobrīd ir labi attīstīta, to izskaidro diezgan dabiski - evolūcijas izmaiņu rezultātā, kas notiek zvaigznēs pēc tam, kad kodoldegviela (ūdeņradis) pakāpeniski izbeidzas to dziļumos, kur notiek kodoltermiskā reakcija, pārvēršot ūdeņradi tagad notiek hēlijs. Tāds pats lieluma pieaugums noteikti notiks ar Sauli. Nākotnē tai pakāpeniski vajadzētu uzbriest līdz tādam izmēram, ka Veneras orbīta, iespējams, nonāks mūsu zvaigznes iekšpusē. Tajā pašā laikā enerģijas daudzums, ko Saule izstaros, ievērojami pārsniegs pašreizējo līmeni.
Protams, šajā laikā ne tikai dzīvība uz Zemes būs neiespējama, bet kopumā ūdens no mūsu planētas pazudīs, atmosfēra iztvaikos, un paliks sauss, karsts tuksnesis. Bet tas notiks ļoti tālā nākotnē, vismaz 5 miljardus gadu no mūsu laika. Tas ir kolosāls laika posms, tas ir gandrīz simts reižu garāks par laika posmu, kas mūs šķir no dinozauru laikmeta, kad cilvēku nemaz nebija. Tāpēc mums nav jāuztraucas par mūsu tālo pēcnācēju likteni. Ja augsti attīstīta sabiedrība izdzīvos līdz tam laikam, tās iespējas mums būs neiedomājami lielas, un cilvēki noteikti izdomās, kā atrast sev piemērotāku dzīvesvietu.
Anatolijs Zasovs
Fizikas un matemātikas zinātņu doktors, Maskavas Valsts universitātes Fizikas fakultātes Astrofizikas un zvaigžņu astronomijas katedras profesors, SAI MSU Ekstragalaktiskās astronomijas katedras vadītājs