29422-1 (707643), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

лой теплопроводности наружних слоёв внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не оказывает заметного влияния на температуру поверхности.У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к замет­ному потоку тепла из недр,превосходящему поток,получаемый им от Солн­ца.Венера,Земля и Марс обладают атмосферами,состоящими из газов,выде­лившихся из их недр.У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности.При погружении внутрь атмосферные газы посте­пенно переходят в конденсированное состояние.Девятую планету - Плу­тон,по- видимому,нельзя отнести ни к одной из двух групп.По химичес­кому составу он близок к гуппе планет-гигантов,а по размерам к земной группе.Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам­гигантам:они состоят из водяного льда и льдов различных газов с при­месью каменистых веществ.Почти все малые планеты по своему современ­ному составу относятся к каменистым планетам земной группы.Сравни­тельно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана,вероятно,подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далёких от Солнца планет.Обломки малых планет,образующиеся при их столкновении друг с другом,иногда выпадают на Землю в виде метеоритов.У малых планет,именно вследствиеих малых размеров,недра подогревались значительно меньше,чем у планет земной группы, и поэто­му их вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со време­ни их образования.Измерения возраста метеоритов (по содержанию ради­оактивных элементов и продуктов их распада) показали,что они,а следо­вательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет.Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древней­ших земных и лунных образцов.

1Часть 1:Солнце

.Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой

раскалённый плазменный шар.Солнце - ближайшая к Земле звезда.Свет от него до нас доходит за 8,3 мин.Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы (см. главу 1) и создало те ус­ловия,которые привели к возникновению и развитию жизни на Земле (см.главу 2).Его масса в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз больше массы всех других планет,вместе взятых.За 5 миллиардов лет су­ществования Солнца уже около половины водорода в его центральной час­ти превратилось в гелий.В результате этого процесса выделяется то ко­личество энергии,которое Солнце излучает в мировое пространство.Мощ­

ность излучения Солнца очень велика: около 3,8 * 410 520 0 степени МВт.На Землю попадает ничтожная часть Солнечной энергии,составляющая

около половины миллиардной доли.Она поддерживает в газообразном сос­тоянии земную атмосферу,постоянно нагревает сушу и водоёмы,даёт энер­гию ветрам и водопадам,обеспечивает жизнедеятельность животных и рас­тений.Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменно­го угля,нефти и других полезных ископаемых.Видимый с Земли диаметр Солнца незначительно меняется из-за эллиптичности орбиты и составля­ет,в среднем, 1 392 000 км.(что в 109 раз превышает диаметр Зем­ли).Расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр.Солнце представляет собой сферически симметричное тело,находящиеся в равно­весии.Всюду на одинаковых расстояниях от центра этого шара физические условия одинаковы,но они заметно меняются по мере приближения к цент­ру.Плотность и давление быстро нарастают вглубь,где газ сильнее сжат давлением вышележащих слоёв.Следовательно,температура также растёт по мере приближения к центру.В зависимости от изменения физических усло­вий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоёв,посте­пенно переходящих друг в друга.

.В центре Солнца температура составляет 15 миллионов градусов,а

давление превышает сотни миллиардов атмосфер.Газ сжат сдесь до плот­

ности около 150 000 кг/ 4м 53 0.Почти вся энергия Солнца генерируется в центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного.Через слои,ок­ружающие центральную часть,эта энергия передаётся наружу.На протяже-

нии последней трети радиуса находится конвективная зона.Причина воз-

никновения перемешивания (конвекции) в наружних слоях Солнца та же,что и в кипящем чайнике: количество энергии,поступающее от нагре­вателя,гораздо больше того,которое отводится теплопроводностью.Поэто­

му вещество вынужденно приходит в движение и начинает само переносить

тепло.Ядро и конвективная зона фактически не наблюдаемы.Об их сущест­вовании известно либо из теоретических расчётов,либо на основании косвенных данных.Над конвективной зоной располагаются непосредственно

наблюдаемые слои Солнца,называемые его 1 Атмосферой 0.Они лучше изуче­ны,т.к. об их свойствах можно судить из наблюдений.

1а).Солнечная атмосфера 0 так же состоит из нескольких различных сло­ёв.Самый глубокий и тонкий из них 1 - фотосфера 0,непосредственно наблю­даемая в видимом непрерывном спектре.Толщина фотосферы приблизительно около 300 км.Чем глубже слои фотосферы,тем они горячее.Во внешних бо-

лее холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного 1 0 спектра образуются 1Фраунгоферовы линии поглощения 0.Во время наибольшего спокойствия зем­ной атмосферы можно наблюдать характерную зернистую структуру фотос­феры.Чередование маленьких светлых пятнышек - гранул - размером около 1000 км.,окруженных тёмными промежутками,создаёт впечатление ячеистой структуры - 1 грануляции 0.Возникновение грануляции связано с происходя­щей под фотосферой конвекцией.Отдельные гранулы на несколько сотен градусов горячее окружающего их газа,и в течение нескольких минут их распределение по диску Солнца меняется.Спектральные измерения свидей­тельствуют о движении газа в гранулах,похожих на конвективные:в гра­нулах газ поднимается,а между ними - опускается.Это движение газов порождают в солнечной атмосфере акустические волны,подобные звуковым волнам в воздухе.Распространяясь в верхние слои атмосферы ,волны,воз­никшие в конвективной зоне и в фотосфере,передают им часть механичес-

кой энергии конвективных движений и производят нагревание газов пос-

ледущих слоёв атмосферы - 1 хромосферы 0и 1 короны 0.В результате верхние слои атмосферы с температурой около 4500К оказываются самыми "холод-

ными" на Солнце.Как вглубь,так и вверх от них температура газов быст-

ро растёт.Расположенный над фотосферой слой называют 1 хромосферой 0,во время полыых солнечных затмнений в те минуты,когда Луна полностью закрывает фотосферу,виден как розовое кольцо,окружающее тёмный диск.На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени - хро­мосферные 1 спикулы 0 ,представляющие собой вытянутые столбики из уплот­нённого газа.Тогда же можно наблюдать и спектр хромосферы,так называ­емый 1 спектр вспышки 0.Он состоит из ярких эмиссионых линий водорода,ге­лия,ионизированного кальция и других элементов,которые внезапно вспы­хивают во время полной фазы затемнения.Выделяя излучение Солнца в этих линиях,можно получить его изображение.Хромосфера отличается от фотосферы значительно более неправильной неоднородной структурой.За­метно два типа неоднородностей - яркие и тёмные.По своим размерам они привышают фотосферные гранулы.В целом распределение неоднородностей

образует так называемую 1 хромосферную 0 1сетку 0,особенно хорошо заметную в линии ионизированного кальция.Как и грануляция,она является следстви-

ем движения газов в подфотосферной конвективной зоне,только происхо­дящих в более крупных масштабах.Температура в хромосфере быстро рас­тёт,достигая в верхних её слоях десятков тысяч градусов.Самая верхняя и самая разряжённая часть солнечной атмосферы - корона,прослеживающа­яся от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов и имеющая температуру около миллиона градусов.Корону можно видеть толь­

ко во время полного солнечного затмнения либо с помощью 1 коронографа 0. .Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется.В ней распространяют-

ся как вертикальные,так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров.Колебания носят резонансный характер и поисходят с периодом около 5 мин.В возникновении явлений происходящих на Солнце большую роль играют магнитные поля.Вещество на Солнце всюду представ­ляет собой намагниченную плазму.Иногда в отдельных областях напряжен-

ность магнитного поля быстро и сильно возрастает.Этот процесс сопро­вождается возникновенем целого комплекса явлений 1 солнечной активности

в различных слоях солнечной атмосферы.К ним относятся 1 факелы 0и 1 пятна

в фотосфере, 1флоккулы 0в хромосфере, 1протуберанцы 0 в короне. 1 0Наиболее за­мечательным явлением,охватывающим все слои солнечной атмосферы 1 0и за 1­зарождающимся в хромосфере,являются 1 солнечные вспышки 0 (см. Солнечная активность).

1б).Излучения Солнца 0.Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие ­постоянную и переменную.во ремя сильных солнечных вспышек радиоизлу-

чение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучение спокойного Солнца.Ренгеновские лучи исходят в основном от верхних слоёв атмосферы и короны.Особенно сильным излучение бывает в годы максимума солнечной активности.Солнце излучает не только свет,тепло и все другие виды электромагнитного излучения.Оно также является источником постоянного потока частиц - корпускул.Нейтри­но,электроны,протоны,алфа-частицы,а так же более тяжелые атомные ядра

составляют 1 корпускулярное излучение Солнца 0.Значительная часть этого излучения представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы - 1 солнечный ветер 0, являющийся продолжением внешних слоёв Сол­нечной атмосферы - 1 солнечной короны 0.На фоне этого постоянно дующего плазменного ветра отдельные области на Солнце являются источниками более направленных,усиленных,так называемых 1 корпускулярных пото­ 1ков 0.Скорее всего они связаны с особыми областями Солнечной короны ­ 1коронными дырами 0,а также,возможно,с долгоживущими активными областями на Солнце (см. Солнечная активность).Наконец,с солнечными вспышками связаны наиболее мощные кратковременные потоки частиц,главным образом электронов и протонов.В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорости,составляющие заметную долю скорости све­та.Частица с такими большими энергиями называются солнечными 1 косми­ 1ческими лучами 0.Солнечное корпускулярное излучение оказывает сильное влияние на Землю,и прежде всего на верхние слои её атмосферы и маг­нитное поле,вызывая множество интерестых геофизических явлений.

1в).Солнечная активность 0 - совокупность явлений, переодически возни­кающих в солнечной атмосфере.Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы.Возникновение актив-

ной области начинается с постепенного увиличения магнитного потока в некоторой области фотосферы.В соответствующих местах хромосферы после этого наблюдается увиличение яркости в линиях водорода и кальция.Та­

кие области называют 1 флоккулами 0.Примерно в тех же участках на Солнце в фотосфере (т.е. несколько глубже) при этом также наблюдается увили­чение яркости в белом (видимом) свете - 1 факелы 0.Увиличение энергии,вы­деляющейся в области факела и флоккула,является следствием увиличив­шихся до нескольких десятков экстред напряженности магнитного по­ля.Затем в солнечной активности наблюдаются 1 солнечные пятна 0,возникаю­щие через 1-2 дня после появления флоккула в виде маленьких чёрных точек - пор.Многие из них вскоре исчезают,и лишь отдельные поры за

2-3 дня превращаются в крупные тёмные образования.Типичное солнечное пятно имеет размеры в несколько десятков тясяч километров и состоит

из тёмной центральной части - 1 тени 0и волокнистой 1полутени 0.Важнейшая особенность пятен - наличие в них сильных магнитных полей,достигающих

в области тени наибольшей напряжённости в несколько тысяч экстред.В целом пятно представляет собой выходящую в фотосферу трубку силовых линий магнитного поля,целиком заполняющих одну или несколько ячеек 1хромосферной сетки 0 (см.Солнечная атмосфера).Верхняя часть трубки рас­ширяется,и силовые линии в ней расходятся,как колосья в снопе.Поэтому вокруг тени магнитные силовые линии принимают направление,близкое к горизонтальному.Полное,сумарное давление в пятне включает в себя дав­ление магнитного поля и уравновешивается лавлением окружающей фотос­феры,поэтому газовое давление в пятне оказывается меньшим,чем в фо­тосфере Магнитное поле как бы расширяет пятно изнутри.Кроме того,маг-

нитное поле подавляет конвективные движения газа,переносящие энергию из глубины вверх.Вследствие этого в области пятна температура оказы­вается меньше примерно на 1000К.Пятно как бы охлаждённая и скованная магнитным полем яма в солнечной фотосфере.Большей частью пятна возни­кают целыми группами,в которых,однако,выделяются два больших пят­на.Одно,нибольшее, - на западе,а другое,чуть поменьше,- на восто­ке.Вокруг и между ними часто бывает множество мелких пятен.Такая группа пятен называется биополярной,потому что у обоих больших пятен всегда противоположная полярность магнитного поля.Они как бы связаны с одной и той же трубкой силовых линий магнитного поля,которая в виде гиганской петли вынырнула из-под фотосферы,оставив концы где-то в не­наблюдаемых,глубоких слоях.То пятно,которое соответствует выходу маг­нитного поля из фотосферы,имеет северную полярность,а то,в области которого силовые линии входят обратно под фотосферу, - южную.

Характеристики

Список файлов реферата