Все науки. №5, 2022. Международный научный журнал

.

И если же ускорение свободного падения на Земном экваторе приравнивается к 9,81 м/с

, то это же значение на Солнце составит 274 м/с

, что в 27,96 раз больше. Вторая космическая скорость для Солнца равняется из этого 617,7 км/с или 55,2 земных, для поверхности, конечно же. А температура корны порядка 1,5 миллиона К, когда же температура ядра 15,7 млн К.

Солнце находится под наклоном относительно плоскости галактики на 67,23 градуса и 7,25 градуса относительно плоскости эклиптики. А длина дуги небесного экватора от точки весеннего равноденствия на Солнце до круга склонения светила, что называется прямым солнечным восхождением составляет всего 19 часов 4 минуты и 30 секунд или 286,13 градусов. Склонение северного полюса при отклонении равняется +63,87 градусов, а сидерический период для внешних видимых слоёв в среднем равняется 25,38 дней или точнее 25 дней 9 часов 7 минут и 13 секунд, на широте в 16 градусов. На экваторе же, это значение составляет 25,05 дней, на полюсах – 34,3 дня. Также на экваторе скорость вращения внешних слоёв равно 7284 км/ч.

По своему составу, если быть более точными, чем говорилось ранее, можно отметить наличие 73,46% водорода, 24,85% гелия, 0,77% кислорода, 0,29% углерода, 0,16% железа, 0,12% неона, 0,09% азота, 0,07% кремния, 0,05% магния и 0,04% серы. Одной из самых важных значений относительно Солнца является светимость или генерируемая энергия, которая составляет 3,828*10

 Вт или примерно 3,75*10

 Лм, а говоря же об энергетической яркости на поверхности Солнца, то она равняется значению в 20,07 МВт/ (м

*ср).

Звёздное население видимой вселенной имеется несколько делений и Солнце относится к первому типу этого звёздного населения. В веществе Солнечной системы по проведённым исследованиям можно наблюдать аномальное количество золота и урана, которые могли быть результатом эндотермических реакций, чтобы это объяснить, необходимо предположить возникновение Солнечной системы благодаря взрыве нескольких сверхновых звёзд.

Именно такой взрыв мог такое активное ядерное превращение элементов путём поглощения нейтронов веществом массивной звезды второго поколения. При этом важно помнить, что излучение Солнца – это основной источник энергии на Земле, планете размер коей в несколько миллионов раз меньше размеров самой звезды. При этом мощность самого Солнца характеризуется солнечной постоянной – мощностью излучения, проходящая через площадку единичной площади, перпендикулярно солнечным лучам и расположенная на расстоянии одной астрономической единице от Солнца, то есть на орбите Земли вне земной атмосферы и равняется 1,37 кВт/м

.

После прохождения атмосферы, свойства, которой будут позже подробно описаны, солнечное излучение теряет энергию до порядка 370 Вт/м

, и до земной поверхности доходит лишь 1 кВт/м

, при ясной погоде и когда Солнце находит в зените. Данная энергия может быть активно использована в различных естественных и искусственных процессах, к числу коим можно отнести фотосинтез, которые представляется как синтез органических соединений с выделением кислорода.

А также как уже можно заметить, прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии при помощи фотоэлементов, может быть использовано для добычи электрической энергии благодаря солнечных электростанций, о чём далее подробно пойдёт речь, но изначально необходимо подробнее остановится на самом Солнце. Также энергия Солнца может быть использована для выполнения иной полезной работы, которые может действовать крайне долгосрочно, яркий тому пример – образование нефти и ископаемого топлива за счёт действия фотосинтеза в последующем.

Солнце также обладает ультрафиолетовым излучением, которое на Земле способствует проведению ряда эффектов, в том числе и использование его как превосходное антисептическое средство, а также оно приводит к образованию загара и активной выработке витамина D. Но к большой радости всех живых существ озоновый слой планеты является мощным щитом на пути сильного ультрафиолетового излучения, пропуская лишь малую его часть.

Такая фильтрация, проводимая природой, является крайне необходимой для существования жизни на планете. Также это создаёт зависимость солнечной интенсивности и широты, сам фактор отличия от максимального излучения в полдень на территориях ближе к экватору обладает и биологическим эффектом, в том числе и изменением цвета кожи жителей.

Звезда, находясь на небосклоне в году проходит по различным путям, которые можно изобразить в качестве цифры 8, такой путь называется аналеммой и он является вытянутым относительно линии север-юг по той причине, что Земля наклоняется относительно плоскости эклиптики за все времена года к плоскости небесного экватора на 23,5 градуса, что приводит к колебаниям светила в пределах 47 градусов. Но также колебания могут возникать и относительно оси восток-запад, что происходит за счёт приближения Земли к перигелию.

Кроме того, Земля приближается и отдаляется от Солнца за счёт эллипсоидной формы орбиты планеты по законам Кеплера. Так в начале июля Земля проходит через тчку афелия, удаляясь на расстояние в 152 миллиона километров, а в начале января приближается к Солнцу на 147 миллионов километров, при этом видимый диаметр Солнца в этих промежутках изменяется на 3%. Но поскольку сама разница составляет 5 миллионов км, то в афелии, то есть в июле Земля получает на 7% меньше тепла, чем когда она находится ближе, поэтому зима в северном полушарии, при их повороте к Солнцу теплее, чем в южном, а лето прохладнее.

Поскольку Солнце – это не только источник света и излучения, но также и магнитоактивная звезда, то она обладает в отличие от своего гравитационного поля, сильный электрическим и магнитными полями. Электрическое поле изменяет направление каждый 11 лет, такой пик называется солнечным максимумом. Все эти эффекты солнечного излучения называются солнечной активностью, куда также входит изучение солнечных пятен, вспышек, вариаций солнечного ветра и прочих параметров, которые на Земле вызывают полярные сияния в высоких и средних широтах, а также весьма популярные в народе геомагнитные бури, которые отрицательно сказываются как на средствах связи, так и на самочувствии людей.

Солнце как уже не раз упоминалось является звездой и из чего можно сделать весьма справедливый вывод, что она имеет свой жизненный цикл. Так Солнце является молодой звездой третьего поколения, имея в себе большой запас металлов, это свидетельствует о том, что Солнце имеет своих предшественников, то есть звёзд после смерти которых оно и образовалось. Поскольку среди этих металлов имеются в наличии как лёгкие, так и более тяжёлые, можно рассчитать, что Солнце появилась после звёзд первого и второго поколения.

Настоящий возраст Солнца согласно общему принципу этого моделирования составляет 4,5 миллиарда лет. Предполагается, что при образовании Солнца происходило сжатие облаков водорода и возможно иных химических элементов, это уже привело к образованию в галактике первого вида звёздного населения типа Т Тельца. Так звезда с примерно равной по массе Солнцу существует порядка 10 млрд лет, то есть наше светило находится почти на половине своего жизненного пути и если описать прошедший циклы, то можно сказать, что на нулевой точке была просто часть молекулярного облака, которая после гравитационного сжатия стала протозвездой, далее на определённом моменте начались термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые были уже описаны ранее и этот цикл продолжается до настоящего времени существования единственной звезды системы.

Так каждую секунду в ядре Солнца порядка 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, то есть поток фотонов, в том числе и излучения, что приводит уже к генерации не только чистого излучения, но и потока солнечных нейтрино. Поскольку гравитация зависит от массы, а его уменьшение приводит к учащению термоядерных реакции, то с уменьшением запасов водорода в Солнце, оно увеличивается в размерах, а также и по своей светимости. Так к возрасту 5,6 млрд лет или через 1,1 млрд лет после настоящего времени, Солнце будет на 11% ярче чем сейчас.

Далее неизбежно следует стадия превращение в красного гиганта, при этом неизбежно имеет место предположение изменения температурного фона самой планеты Земля, а также следующие из данного утверждения аспекты в жизни органической составляющей из-за повышения температуры из-за увеличения яркости Солнца и парникового эффекта. Солнце же к этому моменту будет достигать примерно критической температуры в 5800 К.

Далее в дальнейшем температура фотосферы соответственно будет меньше, но это далеко не значит, что жизнь прекратит своё существование, отнюдь она вполне сохранится на дне морей и океанов. Если же верить дальнейшим стадиям, то к возрасту 8 миллиардов лет, то есть через 3,5 миллиарда лет от настоящего времени яркость Солнца начинает возрастать уже на целых 40%, при этом имеет место утверждение, что поверхность планеты Земля будет подобно атмосфере нынешней Венеры, то есть вода полностью улетучится с поверхности планеты и улетучится в космическое пространство, это же уже приведёт к критическому уничтожению жизни и вероятнее всего полностью всех форм жизни с поверхности планеты.

В дальнейшем при уменьшении количества водорода в Солнце его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро будет продолжать нагреваться и сжиматься. И когда же возраст Солнца достигает 10,9 миллиарда лет, через 6,4 миллиарда лет от настоящего времени соответственно, водород полностью кончится, а образованный гелий не способен к проведению термоядерного горения, начинает уплотнятся ядро. Дальнейшее течение обстоятельств является своего рода максимально близкой стадией движения в сторону кульминации события.

Когда водород полностью выгорит, размеры солнца будут составлять 1,59 радиуса нынешнего Солнца, а светимость будет превышать настоящего показателя в 2,21 раза. Но рост будет продолжать на протяжении оставшихся 700 миллионов лет, что сравнительно не так уж много, за счёт оставшихся методов проведения ядерных реакций. Так Солнце будет расширятся до 2,3 радиуса Солнца, сохраняя постоянную максимальную светимость, но температура поверхности упадёт с 5500 К до 4900 К. И наконец, настанет кульминация этого этапа развития Солнца.

По истечению 7 миллиардов лет от настоящего времени, когда возраст Солнца станет равным 11,6 млрд лет Солнце станет перейдёт на следующий этап по делению размерностей звёзд, то есть станет субгигантом. Далее в промежутке 7,6—7,8 миллиардов лет от настоящего времени, к возрасту около 12,2 млрд лет, когда почти весь водород в ядре уже истёк и в ближайших областях также, Солнце перейдёт на крайние меры – начнёт сжигать водород на своей окружающей оболочке. Это приведёт как это привело к расширению внутренних оболочек, к расширению уже внешних оболочек, а это уже не останется без последствий.

Одной из самых основных последствий в таком случае будет то, что Солнце покинет своё местоположение, на котором оно находилось вплоть со своего рождения. Солнце уже станет красным гигантом и соответственно перейдёт на вершину ветви красных гигантов по диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Достаточно лишь упомянуть, что такое расширение находится в том соотношение, что Солнце в виде красного гиганта по размерам (в радиусе) в 256 раз, а по светимости в 2700 раз больше и мощнее современного Солнца, но и к понижению температуры поверхности до 2650 К.

Здесь уместно предположить, что Солнце поглотит Землю, но тут есть такое допущение, что такое увеличение размеров светила приведёт к усилению солнечного ветра, о котором ранее говорилось, а они будут уносить приличное количество составляющего вещества, а именно к потере 28% от общей массы. Это уже приведёт к увеличению орбиты Земли, но вместе, как показывают исследования 2008 года, к большому сожалению, к тому моменту усилятся и способности притяжения светила, что увы является доказательством будущего прямого поглощения Земли Солнцем.

Даже если Земля сможет спастись от поглощения, то это будет не более чем твёрдая материя, ибо жидкость вся уже будет испарена, а атмосфера сдута солнечным ветром. Такая фаза будет продолжаться на протяжении 10 млн лет и за это время реакции будут продолжаться уже с гелием, до того момента, что температура ядра будет подниматься и достигнет 100 млн К и именно в этот момент произойдёт гелиевая вспышка. Откроется возможность синтеза углерода и кислорода, то есть звезда получит топливо и соответственно уменьшит свой размер вплоть до 9,5 радиуса Солнца. А когда уже и запасы гелия иссякнут, то есть через 100—110 млн лет, вновь восстановится сжигание запасов на внешних оболочках, то есть Солнца опять станет красным гигантом активно увеличивая свои размеры.

Из-за того, что в данном случае более важным станет именно гелий, при включении и нахождении любых его запасов по всему Солнцу будут происходить активные вспышки, поэтому этот этап сопровождается активными вспышками, а также ростом светимости, которая будет мощнее от настоящего в 5200 раз. Этот этап длится целых 20 млн лет. Если бы масса Солнца была чуть большей, то можно было бы утверждать, что конец жизни этой звезды будет взрывом и образованием сверхновой, но масса недостаточна, а гравитация будет продолжать ослабевать.

В результате вся внешняя оболочка просто снесётся, вырвется из звезды и превратится в планетарную туманность – космическую пыль, а на месте Солнца останется ядро, то есть белый карлик – очень горячий и плотный объект. Его размеры будут сравнимы с Землёй, сначала его светимость будет в 3500 раз больше солнечного, а температура будет порядка 120 000 К, но в результате по прошествии времени этот белый карлик, если не произойдёт иных изменений будет продолжать остывать и угасать. В целом, это типичный исход для всех звёзд средней или малой массы.

Использованная литература

1. Мартынов Д. Я., Курс общей астрофизики, 3 изд., М., 1978.

2. Мензел Д. Г., Наше Солнце, пер. с англ., М., 1963; Солнечная и солнечно-земная физика. Иллюстрированный словарь терминов, пер. с англ., М., 1980

3. Шкловский И. С., Физика солнечной короны, 2 изд., М., 1962.

4. Северный А. Б., Магнитные поля Солнца и звезд, «УФН», 1966, т. 88, в. 1, с. 3—50 с.

5. Гибсон Э., Спокойное Солнце, пер. с англ., М., 1977.

6. Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Цытович В. Н., Физика плазмы солнечной атмосферы, М., 1977.

7. Общий курс астрономии. Кононович Э. В., Мороз В. И. 2-е изд., испр. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 544 с.

8. Общая астрофизика. А.В.Засов, К. А. Постнов. 2006г – 496 с.

НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ КАК СВЕРХМАССИВНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Мирзажонов Махмуд Ахмедович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры естественных наук Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми

Абдуллаев Жамолиддин Солижонович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры естественных наук Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми

Базанов Ахмад Базанович

Студент 654—20 группы Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми