Солнце — ближайшая к Земле звезда¶
Солнце — ближайшая к Земле звезда, вокруг которой обращается Солнечная система, и одновременно единственная звезда, наблюдаемая с Земли в виде диска. По спектральному классу Солнце относится к жёлтым карликам типа G2V, его масса составляет около 99,86 % всей массы Солнечной системы. Таким образом, ответ на вопрос «Солнце — звезда или нет» однозначен: Солнце является обычной звездой главной последовательности, и отличается от прочих звёзд прежде всего близким расстоянием — около 1 астрономической единицы (примерно 149,6 млн км) от Земли.
¶Почему Солнце считается звездой
Солнце отвечает всем научным критериям звезды: оно состоит преимущественно из водорода (около 73 % массы) и гелия (около 25 %), в его недрах идут термоядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий с выделением энергии. Эта энергия излучается в виде электромагнитного света и нагревает поверхность звезды до температуры около 5 500 °C, а корону — до миллиона градусов. Солнце поддерживается балансом между гравитационным сжатием и давлением излучения из недр, что является определяющим признаком звезды.
Причина, по которой Солнце иногда воспринимается как нечто отличное от звёзд, — его близость. Все прочие звёзды на ночном небе видны как светящиеся точки, поскольку находятся на расстояниях в тысячи и миллионы раз больших, чем Солнце. Лишь с расстояния, во много раз превышающего орбиту Земли, Солнце выглядело бы как обычная звезда.
¶Классификация
Солнце классифицируется как звезда спектрального класса G2V. Буква G обозначает жёлтый цвет (на практике — белый с лёгким желтоватым оттенком), цифра 2 указывает на положение внутри класса по температуре, а римская V — на то, что Солнце находится на главной последовательности, то есть в стадии водородного горения в ядре.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Спектральный класс | G2V |
| Возраст | около 4,6 млрд лет |
| Масса | 1,989 × 10³⁰ кг (333 000 масс Земли) |
| Радиус | 696 340 км (109 радиусов Земли) |
| Средняя плотность | 1,41 г/см³ |
| Температура поверхности | ≈ 5 500 °C |
| Светимость | 3,828 × 10²⁶ Вт |
| Состав | ≈ 73 % водород, ≈ 25 % гелий |
¶Строение
Солнце имеет слоистое строение. Внешние слои — фотосфера (видимая поверхность), хромосфера и корона — образуют атмосферу звезды. Ниже фотосферы располагается конвективная зона, где энергия переносится перемешиванием плазмы, а в самом центре — ядро радиусом около 610 000 км, где температура достигает 15 млн °C и идут термоядерные реакции.
В ядре протон-протонный цикл преобразует примерно 600 млн тонн водорода в гелий каждую секунду, теряя при этом около 4 млн тонн массы, которая превращается в энергию по формуле E = mc². Этого достаточно, чтобы поддерживать излучение Солнца на протяжении ещё примерно 5 млрд лет, после чего звезда эволюционирует в красный гигант.
¶Солнце в истории астрономии
Долгое время природа Солнца оставалась неизвестной. В античности и в Средневековье Солнце рассматривалось как планета или как особое небесное тело. Коперник в XVI веке поместил Солнце в центр системы, но вопрос о его природе оставался открытым. В XVIII–XIX веках были высказаны гипотезы о Солнце как о раскалённом твёрдом теле, о газовом шаре и даже о большой комете, покрытой земной коркой.
Первое научно обоснованное объяснение энергии Солнца дал Джон Джеймс Уотерстон в 1846 году, предположивший, что светило питается гравитационным сжатием. Окончательную теорию термоядерного источника энергии звёзд создали Артур Стэнли Эддингтон (1920-е годы) и в дальнейшем Ганс Бете, описавший протон-протонный цикл в 1939 году.
¶Роль Солнца
Солнце определяет условия существования жизни на Земле: обеспечивает её теплом и светом, участвует в круговороте воды и атмосферных процессах. Солнечное излучение и солнечный ветер формируют магнитосферу Земли и вызывают полярные сияния. Изучением Солнца занимается отдельный раздел астрономии — солнечная физика; наблюдения ведутся с помощью наземных телескопов и космических обсерваторий, таких как российские «Коронас» и «Спектр-РГ», а также зарубежные SDO, SOHO и «Паркер солар проб».
История Солнца не является исключением в галактике: по современным представлениям, оно сформировалось из молекулярного облака примерно 4,6 млрд лет назад и, как большинство звёзд Галактики, продолжает свой путь по главной последовательности.
Источники:
- Зигель Ю. А. «Солнечная система»
- Шкловский И. С. «Физика Солнца»
- Бете Г. «Энергия звёзд» (Нобелевская лекция, 1967)
- NASA Solar System Exploration: Sun
- Большая Российская энциклопедия, статья «Солнце»