Характеристика Солнца, как звезды класса G: источники энергии, строение оболочек, солнечная активность, солнечный ветер.

Солнце — желтый карлик, звезда спектрального класса G-2. Солнце — это огромный светящийся газовый шар, не имеющий четкой границы, — плотность его убывает постепенно. Но у наблюдателя создается иллюзия того, что Солнце имеет «поверхность». Источник энергии – термоядерные реакции (синтез гелия из водорода). Температура около 6000 К. Солнечные оболочки:

1. фотосфера – образует видимую поверхность Солнца, толщина 100-400 км.

2. хромосфера – внешняя оболочка, с небольшой плотностью, в следствии чего недостаточная яркость для наблюдения в обычных условиях

3. корона – последняя внешняя оболочка, состоящая из протуберанцев (потоки вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем) и энергетических извержений, видна только во время полного затмения

Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце, называют солнечной активностью. Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как солнечные вспышки, возмущения солнечного ветра, корональный выброс массы и др. С солнечной активностью также связаны вариации геомагнитной активности (магнитные бури), которые являются следствием достигающих Земли возмущений межпланетной среды.

Солнечный ветер – поток ионизированных частиц (электроны и альфа-частиц), истекающих из внешней части солнечной короны; распространяется с постепенным уменьшением своей плотности. Многие природные явления на Земле связаны с возмущениями в солнечном ветре, в том числе геомагнитные бури и полярные сияния.

Основные данные о составе, строении, размерах и спутниках планет внутренней и внешней групп.

Внутренняя группа:

1. Меркурий – силикатная оболочка (500-600 км), оставшиеся 50 % объема занимает железное ядро, слабое магнитное поле, напряженность которого меньше, чем у Земли, и больше, чем у Марса; диаметр – 4878 км, масса - 3,28 * 10²³кг; Очень разрежена по сравнению с земной. Небольшое количество водорода, гелия и кислорода, присутствуют и некоторые инертные газы (аргон и неон)

2. Венера - предполагаются три оболочки. Кора толщиной 16 км, мантия (силикатная оболочка), простирающаяся на глубину 3300 км до границы с железным ядром, масса которого составляет почти всю массу планеты. Магнитное поле отсутствует; диаметр – 12*102 км, масса – 4, 87*10²⁵кг. Масса атмосферы в 100 раз превышает массу атмосферы Земли: углекислый газ (-97 %); азот 3 %; водяной пар <0,1 %; кислород — тысячные доли процента. В очень малых количествах SO₂, H₂S, CO, HCl, HF. Самая плотная атмосфера среди планет земной группы, самое медленное вращение вокруг оси. Единственная планета Солнечной системы, собственное вращение которой противоположно направлению ее обращения вокруг Солнца.

3. Земля - Внешний слой — кора, средняя толщина -35 км. На глубине от 35 до 2900 км — мантия Земли (силикатная оболочка). На глубине 2900 км внешнее (жидкое) ядро, на глубинах свыше 5120 км твердое внутреннее ядро (1,7 % массы Земли). Земля обладает гравитационным, магнитным и электрическим полями; диаметр – 12*756 км, масса – 5,98*10²¹кг. Обширная многослойная атмосфера (толщиной> 1000 км) нижний слой (14 км); слой от 14 до 50-55 км — тропосфера, слой от 80-85 км — ионосфера. На расстояниях более 1000 км разреженный сдой (атомы ионизированы более чем наполовину). Основные газы: в составе нижних слоев атмосферы: азот (-78 %), кислород (-21 %), аргон (-1 %), углекислый газ — <0,03 %. Самая плотная. Возникла и получила развитие органическая жизнь. Спутник – Луна.

4. Марс - Мантия обогащена сернистым железом, содержание железа заметно меньше, чем па других планетах земной группы. Кора -100 км (верхняя часть мантии). Ядро низкой плотности, богато железом и серой, радиус 800-1000 км. Магнитное поле отсутствует; диаметр – 6794 км, масса – 6,42*10²³кг. Атмосфера разрежена (давление порядка сотых и даже тысячных долей атмосферы). СО, — 95%, N-2,5%, Ar- 1,6%, О₂ - 0,2-0,4%. Атмосфера планеты сухая, концентрация водяного пара незначительна. Белые многослойные полярные шапки. Нижний, основной слой образован обычным водяным льдом. Самые высокие горы в Солнечной системе. Спутники – Фобос и Деймос.

Внешняя группа:

1. Юпитер - Внутреннее ядро диаметром 25 000 км — металло-силикатное, включающее Н₂0, NH₃ и СН₂, окружено He. Имеется магнитное поле. Напряженность у поверхности Юпитера выше по сравнению с Землей в 5-6 раз. Атмосфера как таковая отсутствует. Газовая оболочка толщиной 1500 км состоит в основном из Н, и Не, но имеется небольшая примесь СН₄, молекул воды, NH₃ и др.; диаметр – 142*800 км, масса – 1,9*10²⁷ кг. Самая крупная из планет-гигантов. Имеет 16 спутников.

2. Сатурн - На глубине примерно 30 тыс. км (половина радиуса планеты) водород при давлении около 300 ГПа переходит в металлическую фазу. Имеет магнитное поле. Диаметр – 120*1000 кг, масса – 5,7*10²⁶ кг. Мощная атмосфера включает Н, СН₂, Не, NH₃. Планета, имеющая кольца. По крайней мере 28 спутников, 12 из них — больше 100 км в диаметре.

3. Уран - Наличие магнитного поля не установлено. Поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного аммиачного льда) мантия, а еще глубже — ядро из твердых пород. Атмосфера состоит предположительно из 83 % Н2, 15 % Не и 2 % СН4; диаметр – 51*800 км, масса – 8,7*10²⁵кг. Два небольших спутника — Корделия и Офелия — находятся внутри кольца Эпсилон. Предполагается, что в этом кольце может находиться еще 16 спутников Направление вращения обратное, противоположно направлению обращения вокруг Солнца.

4. Нептун - Предполагаются мантия и ядро. Масса ядра вместе с ледяной оболочкой согласно расчетам -90 % всей массы планеты. Диаметр – 48*600 км, масса – 1,03*10²⁶кг. Обладает магнитным полем, напряженность которого па полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле. Атмосфера состоит из Н₂, Не и СН₄. Известны два спутника - Тритон и Нереида, предположительно еще 6 спутников.

5. Плутон - Покрыт слоем из замерзших СН4, СО и N2. Данных о магнитном поле нет. Вероятно, атмосфера имеется и состоит из тяжелых газов. Диаметр – 2290 км, масса – 1,3*10²²км. Харон имеет значительную массу (около 1/30 массы планеты), находится на расстоянии всего около 20 000 км от центра Плутона. Поверхность спутника почти полностью покрывает водный лед в кристаллической форме. Направление вращения обратное, противоположно направлению обращения вокруг Солнца.