Sunce

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga
Sunce i sunčeve pege. Dve male sunčeve pege u sredini slike su iste veličine kao Zemlja.
Sunce, snimljeno objektivom kamere sa površine Zemlje.

Sunce je nama najbliža i najbolje je proučena od svih zvezda. Oko njega kruži 8 planeta i njihovi sateliti, 5 patuljastih planeta, asteroidi, komete, meteori i čestice kosmičke prašine, tako da Sunce predstavlja središnju zvezdu Sunčevog sistema. Energija Sunca u vidu sunčeve svetlosti i toplote omogućava život na Zemlji putem procesa fotosinteze i utiče na klimu i vreme na Zemlji.

Sunce se sastoji od vodonika (oko 74% njegove mase ili 92% njegove zapremine), helijuma (oko 24% mase i 7 % zapremine) i male količine ostalih elemenata, uključujući gvožđe, nikl, kiseonik, silicijum, sumpor, magnezijum, ugljenik, neon, kalcijum i hrom.[1]

Sunce pripada spektralnoj klasi G2V. G2 označava da je temperatura na površini približno 5.500 °C (5.780 K), što mu daje belu boju, mada se Sunce čini žuto zbog atmosferskog rasipanja, koje uklanja talase kraćih talasnih dužina (plavu i ljubičastu svetlost) i ostavlja spektar frekvencija koje ljudsko oko opaža kao žuto. Ovo rasipanje daje okolnom nebu njegovu plavu boju. Kada se Sunce nalazi nisko na nebu rasipa se još više svetlosti, pa se Sunce čini narandžasto ili crveno. Sunčev spektar sadrži linije jonizovanih i neutralnih metala, kao i vrlo slabe vodonikove linije. Slovo V (rimski broj 5) u oznaci spektralne klase pokazuje da je Sunce zvezda glavnog niza. Ovo znači da ono generiše svoju energiju nuklearnom fuzijom jezgara vodonika u helijum. Sunce je nekada bilo smatrano malom i beznačajnom zvezdom, ali danas je poznato da je ono svetlije od 85 % zvezda u galaksiji Mlečni put, od koje su većina crveni patuljci.[2]

Sunce kruži oko centra galaksije Mlečni put na udaljenosti od približno 26-27.000 svetlosnih godina od centra galaksije, i kreće se u pravcu sazvežđa Labud. Ono obiđe jedan krug oko centra galaksije za oko 225-250 miliona godina (jedna galaktička godina). Za njenu orbitalnu brzinu se smatralo da iznosi 220±20 km/s, ali novije procene daju 251 km/s.[3] Ovo iznosi jednu svetlosnu godinu svakih 1194,5 godina ili jednu astronomsku jedinicu svakih 7 dana.

Fizičke karakteristike[uredi]

Sunce je zvezda glavnog niza (pogledati Hercšprung-Raselov dijagram), spektralnog tipa G2, što znači da je nešto veća i toplija od prosečne zvezde, no nedovoljno velika da bi pripadala tzv. „divovima“. Životni vek zvezda ovog spektralnog tipa je oko 10 milijardi godina, a budući da je Sunce staro oko 5 milijardi godina, nalazi se u sredini svog životnog ciklusa.

Sunce rotira, ali ima takozvanu diferencijalnu rotaciju, tj. rotira slojevito, odnosno, period rotacije nije isti na heliografskom ekvatoru i polovima.

U središtu Sunca u termonuklearnim reakcijama (nuklearna fuzija) vodonik se pretvara u helijum. Svake sekunde u nuklearnim reakcijama učestvuje 3,8 x 1038 protona (vodonikovih jezgara). Oslobođena energija biva izračena sa sunčeve površine u obliku elektromagnetnog zračenja i neutrina, i manjim delom kao kinetička i toplotna energija čestica sunčevog vetra i energija sunčevog magnetnog polja.

Zbog ekstremno visokih temperatura, materija je u obliku plazme. Posledica toga je da Sunce ne rotira kao čvrsto telo. Brzina rotacije je veća na ekvatoru, nego u blizini polova, zbog čega dolazi do iskrivljenja silnica magnetskog polja, erupcija gasa sa sunčeve površine i stvaranja sunčevih pega i prominencija (protuberanci). Ove pojave nazivamo sunčevom aktivnošću.

Osnovni podaci:
Prečnik 1 392 000 km
Masa 1,9891 x 1030 kg
Luminoznost 3,84 h 1026 W
Prosečna gustina 1,411 g/cm3
Površinska (efektivna) temperatura 5780 K
Temperatura u centru 15 h 106 K
Vreme obilaska oko središta galaksije 2,2 x 108 godina
Uglovni radijus na rastojanju 1 A. J. 960 "
Jačina gravitacionog polja na površini 274 N/kg
Spektralna klasa G2V
Prividna bolometrijska magnituda - 26,83
Apsolutna bolometrijska magnituda 4,74
Srednje rastojanje od Zemlje 149.6 h 106 km
Hemijski sastav:
Vodonik 73,46 %
Helijum 24,58 %
Kiseonik 0,77 %
Ugljenik 0,29 %
Gvožđe 0,16 %
Neon 0,12 %
Azot 0,09 %
Silicijum 0,07 %
Magnezijum 0,05 %
Sumpor 0,04 %

Sunčev ciklus[uredi]

Vista-xmag.png Za više informacija pogledajte članak Sunčev ciklus

Promene koje opažamo na Suncu i nazivamo sunčeva aktivnost odvijaju se periodično u ciklusima prosečne dužine 11 godina. Ciklusi variraju u dužini, između 8 i 15 godina. Ove promene obuhvataju:

  • količinu izračene energije
  • brojnost i raspored pega
  • brojnost sunčevih baklji
  • oblik i veličinu korone

Vremenski period najveće aktivnosti naziva se sunčev maksimum. Može trajati nekoliko godina, zavisno od aktivnosti pega i baklji. Postoje i duža periodična razdoblja sunčeve aktivnosti. U istoriji je poznat Monderov minimum, razdoblje u drugoj polovini 17. veka, tokom kog je broj sunčevih pega bio izuzetno mali. Zbio se istovremeno sa periodom hladnih godina, nazvanog malo ledeno doba. Nije sasvim jasno da li su klimatske promene bile uzrokovane ekstremno niskom sunčevom aktivnošću.

Sastav Sunca[uredi]

Sunce delimo na veći broj slojeva, prema uslovima koji u njima vladaju. Granice među njima nisu jasno ocrtane i postoje prelazna područja. Sunce nema čvrstu površinu, pa se kao granicu na kojoj počinje atmosfera uzima najviši sloj koji je još uvek optički neproziran.

Glavni delovi Sunca su:

Unutrašnjost Sunca[uredi]

Unutrašnjost Sunca čine jezgro, radijaciona i konvektivna zona. Jezgro zauzima prostor do četvrtine poluprečnika Sunca. To je područje visoke temperature, oko 15,6 miliona K i pritiska 1016 Ra. U takvim uslovima odvija se fuzija vodonika u helijum kada spajanjem 4 protona (jezgra atoma vodonika) nastaje jedno jezgro atoma helijuma (2 protona i 2 neutrona), pri čemu se oslobađaju subatomske čestice i energija u obliku gama-zračenja.

Radijaciona ili radijativna zona je zona u kojoj se energija proizvedena u jezgru prenosi zračenjem, tj. radijacijom. Ona doseže do oko 70% poluprečnika Sunca. Radijaciona zona je prostran region visoke jonizacije veoma gustih gasova, sa ogromnim fluksom gama-zraka nastalih u Sunčevom jezgru. U ovoj zoni ovi gama-zraci interaguju sa materijom prosečno posle samo 1 mm svog kretanja, te tim interakcijama počinju da gube energiju i dalje se emituju sa manjom energijom (kao gama ili iks zraci).

Konvektivna zona je region gde je materija dovoljno hladna i gde postoji dovoljno veliki gradijent temperature za javljanje molekulskih i jonskih veza. Temperatura Sunca opada udaljavajući se od centra, tako da su gasovi u ovoj oblasti manje jonizovani i zbog toga imaju veću mogućnost da apsorbuju fotone koji se dolaze iz radijativne zone. U ogromnim petljama gasovi prenose energiju do fotosfere, vidljive površine Sunca. Gubeći energiju na fotosferi sada relativno hladniji gasovi počinju dug pad nazad do donjeg dela konvektivne zone.

Fotosfera[uredi]

Prominencija u sunčevoj hromosferi

Fotosfera (sfera svetlosti) je bleštava Sunčeva površina koja deli neprozračnu unutrašnjost Sunca od razređene prozračne atmosfere. Debljina fotosfere je veoma mala, ima samo oko 300 km, ali je ona izrazito gusta. Oštro ograničava Sunčev disk. Ovde se temperature kreću od 7000 K na donjoj granici do 4000 K na gornjoj granici.

Fotosfera izračava skoro svu energiju koju Sunce emituje, i to oko 93% ukupne izračene energije se izrači u vidljivom i IC delu spektra. Spektar zračenja je neprekidan sa maksimumom u žuto-zelenoj boji i tamnim apsorpcionim linijama.

Vrući gas izvire iz unutrašnjosti na površinu, zbog čega nam se čini da površina ima granulastu (zrnastu) strukturu. Granule su prečnika oko 1000 km, u stalnom su pokretu (poput vrenja vode) i vreme trajanja im je nekoliko minuta. Ponekada nastaju tzv. supergranule prečnika 30 000 km i vremena života 24 č.

Sunčeva atmosfera[uredi]

Sunčeva atmosfera je razređeni prozračni omotač Sunca kroz koji se lepo može videti sjajna fotosfera. Ovaj omotač se može podeliti na 2 zone - hromosferu i koronu.

Hromosfera (obojena sfera) je niži sloj sunčeve atmosfere, proteže se iznad fotosfere do visine oko 10 000 km. Znatno je ređa od fotosfere i nepravilnog oblika. Sa Zemlje se primećuje samo za vreme potpunog pomračenja Sunca. Porastom visine gustina atmosfere opada, ali se povećava temperatura. Ove promene gustine i temperature izražene su u prelaznom području između hromosfere i korone. U hromosferi se događaju izboji gasa stvarajući efekte koje nazivamo prominencije i sunčeve baklje. Prominencije (protuberance) su oblaci ili mlazovi usijanog gasa izbačenog uvis. Mogu se uzdići do visine 150 000 km iznad fotosfere, kroz hromosferu i koronu. Gušće su od okolne tvari i dostižu temperaturu oko 20 000 K. Na sličan način dolazi do pojave baklji, mlazova gasa koji se brzo podižu unutar hromosfere i padaju nazad. Vreme trajanja jedne sunčeve baklje je oko 10 min.

U višim slojevima sunčeve atmosfere, koroni, temperatura nastavlja da raste do 1 000 000 K. Nije sasvim jasno zbog čega se događa ovaj porast temperature. Pretpostavka je da ga stvaraju strujanja gasa pod uticajem magnetnog polja. Spoljašnji delovi korone stalno gube masu u obliku sunčevog vetra.

Sunčeva aktivnost[uredi]

Aktivnost Sunca se manifestuje u raznim oblicima kako na površini, tako i u unutrašnjosti Sunca, ali uzrok za svu Sunčevu aktivnost je magnetno polje. Svi oblici aktivnosti pokazuju promene u toku 11-ogodišnjeg ciklusa poznatom kao Sunčev ciklus.

Oblici Sunčeve aktivnosti:

  • Na fotosferi:
    • pege (mesta na kojima je temperatura niža nego u fotosferi i u kojima postoji jako magnetno polje)
    • fakule (gušće, toplije i sjajnije oblasti nego fotosfera)
  • Na hromosferi:
    • plaže (gušće, toplije i sjajnije oblasti nego hromosfera)
    • protuberance (mlazevi hromosferske plazme u koroni)
    • erupcije ili flerovi (kratkotrajni bleskovi koji se javljaju iznad mesta gde se u fotosferi nalaze pege)
  • Na koroni:
    • koronalne rupe
    • koronalne kondenzacije
    • sporadični impulsi radio-zračenja

Sunčev vetar[uredi]

Vista-xmag.png Za više informacija pogledajte članak Sunčev vetar

Sunčev vetar (solarni vetar) je struja čestica izbačenih velikom brzinom iz gornjih slojeva sunčeve atmosfere, uglavnom elektrona i protona. Iako je ovaj gubitak mase Sunca gotovo beznačajan i gustina sunčevog vetra mala, čestice se kreću velikim brzinama i izazivaju vidljive učinke na telima u sunčevom sistemu. Poznatiji učinci sunčevog vetra su polarna svetlost i usmeravanje repa kometa suprotno od Sunca.

U blizini Zemlje zemljino magnetsko polje zarobljava čestice sunčevog vetra i usmerava ih prema magnetnim polovima. Budući da se čestice sunčevog vetra kreću brzinama od više stotina km/h, pri sudaru sa česticama u Zemljinoj atmosferi dolazi do jonizovanja gasa i pojave svetlosti. Ova pojava se uočava u polarnim područjima, zbog čega je dobila ime polarna svetlost ili Aurora borealis (odnosno Aurora australis na južnoj zemljinoj hemisferi). Ukoliko je sunčeva aktivnost veća, pojačano delovanje sunčevog vetra može dovesti do pojave polarne svetlosti i na manjim geografskim širinama. U takvim uslovima postoji mogućnost ometanja ili čak oštećenja radio-komunikacionih uređaja na Zemlji i veštačkim satelitima.

Komete se prilikom dolaska u blizinu Sunca zagrevaju, zaleđena površina kometa isparava i oslobađa oblak gasa i čestica prašine. Delovanjem čestica sunčevog vetra, oblak se oblikuje u rep komete. Budući da sunčev vetar dolazi iz smera Sunca, potiskuje rep komete u suprotnom smeru.

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. ^ Basu, Sarbani; Antia, H. M. (2008). „Helioseismology and Solar Abundances“ (PDF). Physics Reports 457: 217. DOI:10.1016/j.physrep.2007.12.002. arXiv:0711.4590. 
  2. ^ Than, Ker (30. 1. 2006.). „Astronomers Had it Wrong: Most Stars are Single“. SPACE.com Приступљено 1. 8. 2007.. 
  3. ^ "Milky Way keeps tight grip on its neighbor", New Scientist 13 Aug., 2008, pp. 8.

Spoljašnje veze[uredi]

Sa drugih Vikimedijinih projekata :

Sunce Sunce
Unutrašnja struktura: JezgroRadijativna zonaTahoklinKonvektivna zonaFotosfera
Spoljašnja struktura: Atmosfera (Hromosfera · Tranziciona zona · Korona) • Sunčev vetarHeliosferaTerminacioni šokHeliopauzaMagnetno polje
Pojave na Suncu: Sunčeve pegeFakuleGranuleSupergranuleSpikuleSunčeve bakljeErupcijeProtuberanceKoronalni lukoviKoronalne eksplozijeKoronalne rupe
Pojave vezane za Sunce: Sunčeva aktivnost (Sunčev ciklus) • Sunčevo zračenjeSunčev dinamoRotacijaPomračenjaHelioseizmologijaProblem Sunčevih neutrinaStandardni model Sunca
Crystal Clear app konquest.png Portal Astronomija