Температура на Солнце¶
Температура на Солнце — физическая характеристика звезды, которая существенно различается в зависимости от слоя: от около 5 800 K на видимой поверхности (фотосфере) до нескольких миллионов кельвинов в короне. Средняя температура фотосферы составляет примерно 5 772 K (около 5 500 °C), а в ядре, где идут термоядерные реакции, она достигает 13–15 миллионов кельвинов.
¶Структура температур по слоям
Солнце имеет слоистое строение, и температура неоднородна по радиусу. Нагрев происходит за счёт термоядерного синтеза в ядре, а наружные слои охлаждаются по мере удаления от центра — до определённой точки, после которой температура снова резко возрастает.
| Слой | Температура |
|---|---|
| Ядро | 13–15 млн K |
| Зона лучистого переноса | ~7 млн K на внутренней границе, ~2 млн K на внешней |
| Зона конвективного переноса | от ~2 млн K до ~5 800 K |
| Фотосфера | ~5 772 K (≈ 5 500 °C) |
| Хромосфера | 4 400–25 000 K |
| Переходный слой | резкий рост до ~1 млн K |
| Корона | 1–3 млн K, в отдельных участках до 20 млн K |
¶Ядро
В центре Солнца температура достигает около 13–15 миллионов кельвинов. При таких условиях водород претерпевает термоядерный синтез с образованием гелия по протон-протонному циклу. Именно здесь выделяется основная энергия звезды. Плотность вещества в ядре примерно в 150 раз превышает плотность воды, а давление составляет около 250 миллиардов атмосфер.
¶Фотосфера
Фотосфера — видимая «поверхность» Солнца, излучение которой воспринимается как свет. Её температура около 5 772 K. Именно эта величина определяет спектр излучения Солнца и его цвет: излучение фотосферы близко к излучению абсолютно чёрного тела при указанной температуре. На фотосфере наблюдаются солнечные пятна — более холодные (4 000–4 500 K) области с сильным магнитным полем.
¶Корональный нагрев
Одной из нерешённых задач солнечной физики остаётся аномально высокая температура короны — 1–3 млн K, что на порядки выше, чем у фотосферы. Природа этого нагрева активно изучается; среди гипотез — магнитная релаксация, нагрев ударными волнами и микровспышками. Спутник «Коронас-Фотон» (Россия, 2001–2005) и обсерватория «Иркутский солнечный телескоп» вносят вклад в исследования коронального нагрева.
¶Измерение температуры
Температура Солнца определяется несколькими методами: по спектру излучения (закон Вина, закон Стефана — Больцмана), по яркости солнечного диска, по ширине спектральных линий (доплеровское уширение) и по скорости движения плазмы. Первое приближённое значение температуры фотосферы было получено в XIX веке; современные спутниковые измерения дают значение 5 772 ± 1 K.
¶Интересные факты
- Температура на Луне в полдень на экваторе достигает около 127 °C, а ночью падает до −173 °C — это следствие отсутствия атмосферы и близости к Солнцу.
- В солнечных вспышках температура плазмы может кратковременно достигать десятков миллионов кельвинов.
- Солнце теряет около 4 миллионов тонн массы в секунду за счёт излучения и солнечного ветра.
Источники:
- Заславский В. М., Нейман В. Б. «Солнечная физика»
- Струве О., Эллеботт Д. «Астрономия»
- NASA Solar Dynamics Observatory — данные о температуре короны
- Абрамян М. А. «Солнечная физика»