A csillag hőmérséklete. Mi a csillag hőmérséklete

A csillagok a világegyetem legforróbb tárgyai közé tartoznak. Napunk hősége lehetővé tette az életet a Földön. De a csillagok hosszú ideig tartó erős fűtésének oka ismeretlen volt az emberek számára.

Honnan jön a hő a csillagból?

A csillag hõjének titkára való válasz abban rejlik. Ez nemcsak a világítótestek összetételére utal - szó szerint értelemszerűen a csillag teljes intenzitása belülről származik. A mag a csillag forró szíve, amelyben termo-nukleáris fúziós reakció lép fel, a legerősebb nukleáris reakció. Ez a folyamat az egész fényforrás energiaforrása - a központból érkező hő a külső térbe, majd a világűrbe emelkedik.

Ezért a csillag hőmérséklete nagymértékben változik a mérési helytől függően. Például a Nap középpontjában lévő hőmérséklet eléri a 15 millió Celsius fokot - és már a felszínen, a fotoszférában, a hő 5 ezer fokra esik.

De van egy csillag-korona is, a csillag légkörének legfelső része. Hőmérséklete szokatlanul magas az alsó rétegek fűtésével összehasonlítva - a Napban 900 ezer - 1 millió Celsius fok. A tudósok még nem ismerik az ilyen ugrás pontos okait, de a napmágneses mező egyértelműen benne van. Jelentős szerepet játszik a csillag felszínének végső hőmérsékletének kialakulásában - de ennél később is.

A Nap a legelterjedtebb csillag az Univerzumban, ezért hőmérsékleti indexei a látható csillagok többségére jellemzőek. Vannak azonban melegebb csillagok: a csillagok forró felülete - a kék szupergánok, mint például a Jet, a Korma csillagképében, elérik a 200 000 ° C-ot! Szörnyű elképzelni, mennyire magas a hőmérséklet a magjukban - a fűtési áthaladások százmillió fok. A vörös óriások ellenkezőleg hidegebbek - a fotoszféra csak 2,5–3000 Celsius fokig felmelegszik.

Amint láthatjuk, a csillag színe közvetlenül meghatározható annak hőmérsékletén - minél melegebb egy csillag, annál közelebb van a fénye kékre. A szín-hőmérséklet kritérium meghatározó a csillagok spektrális osztályok szerinti eloszlásában. Ez egyben a csillagok elhelyezkedésének egyik fő tényezője a Hertzsprung-Russell-diagramban - hasonló csillagokkal rendelkező csillagok találhatók, és meghatározhatják a csillag korát.

Miért olyan eltérő a csillag hőmérséklete?

Valójában meglepőek a csillag és a felszín magjának fűtési különbségei. Ha a Nap magja minden energiája egyenletesen oszlik el a csillagon, akkor csillagunk felületi hőmérséklete több millió Celsius fok! Nem kevésbé szembetűnő különbségek a különböző spektrális osztályok csillagai között.

Az a tény, hogy egy csillag hőmérsékletét két fő tényező határozza meg: az atom sugárzásának szintje és a sugárzó felület területe. Fontolja meg őket részletesebben.

Az atom sugárzása

Bár a mag 15 millió fokig felmelegszik, az összes energia nem kerül át a szomszédos rétegekre. Csak a termonukleáris reakcióból nyert hő sugárzik. A gravitációs tömörítés energiája ellenére a magban marad. Ennek megfelelően a csillag felső rétegeinek hőmérsékletét csak a magban lévő termonukleáris reakciók erőssége határozza meg.

A különbségek itt kvalitatívak és kvantitatívak lehetnek. Ha a mag elég nagy, több hidrogént „kiégnek” benne. Ily módon az energiát a Nap nagyságú fiatal és érett csillagok, valamint a kék óriások és szupergánok szerezik. A hatalmas csillagok, mint a vörös óriások, nemcsak a hidrogén, hanem a hélium, vagy akár a szén és az oxigén töltik a nukleáris "kemencében".

A nehéz elemek magjával történő szintézis sokkal több energiát ad. A termonukleáris fúziós reakció keretében az energiát az összekötő atomok túlzott tömege miatt kapjuk meg. A Napon belüli proton-proton reakció során 6 hidrogén atommag 1 atommaggal kombinálódik egy héliummagba, 4-szeres tömeggel, 2 felesleges hidrogénmag energiává alakul. És amikor a szén ég, a magok már 12-es tömeggel ütköznek össze, az energiatermelés sokkal nagyobb.

Kibocsátó terület

A csillagok azonban nemcsak energiát hoznak létre, hanem azt is töltik. Következésképpen minél több energiát ad a csillag, annál alacsonyabb a hőmérséklete. És a leadott energia mennyisége elsősorban a kibocsátott felület területét határozza meg.

Ennek a szabálynak az igazsága a mindennapi életben is ellenőrizhető - a mosoda gyorsabban szárad, ha a kötélen szélesebbre áll. És a csillag felülete kiterjeszti magát. A sűrűbb, annál magasabb a hőmérséklete - és amikor elér egy bizonyos szintet, a hidrogén a csillagmagon kívüli hőből gyullad ki.

A vörös óriások magjai nagyon sűrűek, mivel ott sok hélium van. Néha maga is "megvilágította" a termonukleáris reakciót. Ezért a felületük területe tízezer, vagy akár egymillió alkalommal meghaladja a Nap területét! Tehát még a legnagyobb vörös óriások fotoszféra is kétszer olyan hideg, mint a nap felülete.

A felületi hőmérséklet különbségei

Egy másik fontos pont - az ugyanazon csillag felszínén lévő egyes helyek eltérő hőmérsékletűek lehetnek. A hinták több ezer Celsius fokot érnek el! Minden attól függ, hogy az energia a csillag magjából átadja-e. Az asztrofizikusok megkülönböztetik a két fő - a sugárzást és a konvekciót:

A sugárzási transzfer során a nukleáris fúziós energia a csillag közepétől közvetlenül a csillagképen keresztül - sugárzás formájában - végzi útját. Ez az út az energiatakarékosság szempontjából hatékony, de nagyon lassú. Ha a sugárzó átviteli zóna a csillag központjában található, mint a Napunkban, a sugarak útja több tízezer évig tart.

A konvekció mindannyian tudjuk, hogy a természet törvénye - meleg folyadékok és gázok emelkednek fel, és hideg - menj le. És mivel a csillagok gázból készülnek, köztük a konvekció figyelhető meg. A csillag melegebb rétegein bemelegítő csillagok a csillag hidegebb zónáira emelkednek, alacsonyabb gáznyomással. Ott a belsejéből gyűjtött energia sugárzás formájában van megadva.

A sugárzási és konvekciós zónák elhelyezése a csillag tömegétől függ. A csillagoknál, amelyek tömege kisebb, mint a napenergia, csak konvekció érvényesül. A masszív világítótestek konvekcióval átadják a magot a külső rétegekbe, és magára a felületre sugárzó átvitellel.

A Nap az ellenkezője: a magból származó energia sugárként távozik, és aztán a plazmába konvektív áramlásokkal dobják fel a felületre. Ott, a fotoszféra, a Nap energiája ismét átalakul fénysé, beleértve az emberi szem számára láthatóvá.

És éppen a konvekció miatt a nap felszínén hőmérsékletcseppek fordulnak elő. A helyek, ahol ez előfordul, vizuálisan is kiemelve vannak. A három fő típus a fáklyák, foltok és kiemelkedések.

A fáklyák forró és fényes zónák a napon. Hőmérsékletük 1–2000 Celsius fok a környező felület felett.

A foltok hidegebbek és sötétebb zónák a csillagfotón. Központjuk fűtése kisebb, mint a Nap szokásos hőmérséklete 2000 ° C-on. Van még egy „árnyék” a foltok körül, ami már melegebb - csak 200–500 fokosabb, mint a környező fotoszféra.

A prominenciák a napelemes légkör feletti mélységekből származó csillagok kitörése. Habár hidegebbek, mint a Nap korona, hőmérsékletük magasabb, mint a fotoszféra - akár 15 ezer Celsius fokig.

A fáklyákhoz hasonlóan a Napon megjelenő kiemelkedésekkel rendelkező foltok a csillag mágneses mezői miatt, amelyek a fotoszférát keresztezik a megnövekedett aktivitás időszakában. Fáklyák jelennek meg azokon a helyeken, ahol a mágneses vonalak felgyorsítják a konvektív gázt a Nap mélyéből. A prominensek hasonló eredetűek, de a mágneses mező kimenete sokkal szűkebb, és a mágneses vonalak erőssége nagyobb. A foltokban éppen ellenkezőleg, a mágneses mező lelassítja a hőátadás folyamatát, így ezek csillapítóbbak és hűvösebbek.

A Nap közelsége miatt ez az egyetlen csillag, amelyen ilyen jelenségeket figyeltek meg. De mivel a csillagok jellege nagyon hasonlít, a csillagászok más fénnyel látják el a foltok és fáklyák jelenlétét.

Ez egy hatalmas csillag, amelyben a termonukleáris fúzió folyamatosan zajlik, aminek következtében a hő szabadul fel. 70% hidrogént és 28% héliumot tartalmaz. A fémek aránya összetételében mindössze 2%. A Nap hőmérséklete Celsius-fokban drámai mértékben változhat. Egyes helyeken a hőmérséklet lehet 5,800 ° C (felület), míg másokban 13,500,000 ° C (mag). Ezen túlmenően a Nap felszínén hatalmas mennyiségű sötét folt és néhány más olyan objektum is van, amelyek hőmérséklete is igen változatos.

Hogyan oldja fel a nap ezt az energiát? Ez a folyamat meglehetősen bonyolult. A belső mag - termonukleáris reakcióban, nevezetesen a hidrogénmagok nagy nyomás alatt történő hasadása. Ennek eredményeként egy héliummag szintetizálódik, és hatalmas mennyiségű energiát szabadítanak fel. Amint jelenleg is ismert, a Nap a hidrogén tartalékainak mintegy felét fogyasztotta, a fennmaradó tartalékok további 5 milliárd évre elegendőek. Mivel az üzemanyagot fogyasztják, a csillag fokozatosan nagyobb lesz, amíg el nem éri a háromszoros növekedést. Ekkor a Nap kis "fehér törpe" lesz, de sok bolygó nem lesz eltűnt, és a Föld egyike. Mindenesetre, a világ kutató laboratóriumaiban a tudósok állandóan megpróbálják megismételni ezeket a folyamatokat, amelyek a csillagon belül történnek, annak érdekében, hogy a plazma viselkedését a földi körülmények között a lehető legközelebb tanulmányozzák.

A nap légköre 500 kilométerre emelkedik a nap felszínétől. Ezt a szakadékot fotoszférának nevezzük. A konvekció következtében a hőáramlás magasabb a fotoszférában.

A fotoszféra mellett létezik a kromoszféra is, amelynek vastagsága körülbelül 10 ezer kilométer. Két fő területre oszlik:

az alsó legfeljebb 1500 km-t foglal el, alapja semleges hidrogén, átlaghőmérséklete 4000 ° C és növekvő magasságban növekszik;
a felsőt egy különálló spiculák alkotják, amelyek a kromoszféra alsó részéből 10 000 km-es magasságig kerülnek ki, ahol a hőmérséklet sokkal magasabb és elérte a 15 000 ° C-ot. Emellett spektrális elemzéssel a tudósok összetételében képesek voltak kimutatni a héliumot, a kalciumot és az ionizált hidrogént.

A kromoszféra nem a sűrűbb anyag, ezért csak a teljes napfogyatkozás alatt, vagy speciálisan speciális speciális szűrők segítségével figyelhető meg.

kiemelkedések

A naptevékenység másik fontos része a kiemelkedések. Tény, hogy a csillag mágneses mezőjét megtartó sűrű, hideg (kondenzáció) a kondenzáció. A típustól függően a nyúlványok sötét foltnak, rostnak tűnhetnek, és fa- vagy bokoralakúak lehetnek. Figyeljük meg őket, amelyek főként egy napfogyatkozás vagy egy speciális kiemelési spektroszkóp alatt válnak lehetővé. A kiemelkedések kinetikus hőmérséklete 15 000 és 25 000 Celsius fok között mozog.

Jelenleg nincs egyértelmű elmélet, amely teljesen megmagyarázza a prominensek előfordulását. Úgy gondoljuk, hogy ezek a kibocsátások a gravitáció, az elektromosság és a mágneses erő egyidejű hatásai miatt következnek be.

következtetés

Mint látható, a Nap hőmérséklete Celsius fokokban hatalmas különbségeket mutathat. Egyrészt a csillag fényt ad, másrészt folyamatosan megpróbálja elpusztítani az egész életét, elég csak a napszél visszahívására, ami folyamatosan nyomást gyakorol a bolygó mágneses mezőjére.

A Nap - a Naprendszerünk központja - egy speciális gázgolyó, amelynek középpontjában a hidrogén hélium-átalakítására irányuló hőreakciók során hő keletkezik. A felszabaduló energia a napot a számunkra látható felületen - a turbulens fotoszféra - hagyja. A nap felszíni hőmérséklete különböző területeken és rétegeken különbözik. A felső rétegek hőmérséklete 5800 Celsius fok, a napkollektor hőmérséklete 150000 Celsius fok, a maghőmérséklet pedig 13 500 000 Celsius fok. A nap felszíne felett összetett légkör van, amely a fotoszféra, a kromoszféra, a korona és a napszél.

Annak ellenére, hogy az ősi kínaiak ezer évvel ezelőtt sötét alakzatokat rögzítettek a Napon, csak a Galileo tudta, hogy ezek a foltok a Nap felszínén mozognak, amikor elfordul és eltűnik. 1828-ban Heinrich Schwabe a Dessau-ból (Németország) keresett egy hipotetikus bolygót, a Vulcan-ot, amely - ahogyan azt állítólag - létezett a Nap és a Föld között. Helyette azonban megállapította, hogy a napfoltok száma rendszeresen növekszik és csökken. Átlagosan a napsugárzás számától függően a naptevékenység ciklusa 11 év. A Földön a naptevékenység ciklusának indexe a fa gyűrűk.

Egy tipikus napfény egy világosabb árnyékból áll, amelyet könnyebb penumbra vesz körül, bár gyakran egy penumbra körül egy árnyékot vesz körül. A foltok mágneses mező erősítésekor keletkeznek, ami elnyomja az energia áramlását. Valójában a napfoltok nem olyan sötétek. A 2000 Celsius fokos árnyék hidegebb, mint a fotoszféra, és sötétebbnek tűnik a világosabb szomszédos területek hátterében.

A napfoltok különböző formájúak és méretűek lehetnek, gyakran csoportokat alkotnak. Egy nagy csoportnak 100 ezer kilométer átmérőjű lehet, ami 8-szor nagyobb, mint a Föld átmérője! Még egy sokkal kisebb napfolt is könnyen felismerhető egy kis távcsővel. A naptevékenység megfigyelése során emlékeznie kell a biztonságra.

A nap szerkezete. Részletes rendszer

A Nap forgatásával a napsugárzó csoportok a lemez egyik szélétől a másikra költöznek körülbelül 10 nap alatt. Vegye figyelembe a napfoltokat, talán nem kevésbé érdekes, mint az éjszakai égbolton. Ironikus, hogy a nappali megfigyelések problémája maga a Naphoz kapcsolódik. Felmelegíti a földet és a levegőt, ezáltal turbulens áramlást okoz, ezáltal csökkentve a képminőséget az éjszakai körülményekhez képest.

A nagy felbontású videóban különböző felvételi módokban megfigyelheti, hogyan néz ki a nap, és látja a felületen előforduló folyamatokat:

A nap túlmelegedik, és hamarosan a robbanás nem csak a Földet, hanem a Naprendszer többi részét is lenyeli.

A nap túlmelegedik, és hamarosan a robbanás nem csak a Földet, hanem a Naprendszer többi részét is lenyeli.

A tudósok a riasztást hangoztatták, miután egy nemzetközi műhold egy nagy vakut rögzített a nap felszínén. Az óriás előtér átmérője egyidejűleg meghaladta a Föld 30 átmérőjét, hossza - 350 ezer km. Igaz, a napenergia kibocsátása nem történt meg bolygónk irányában, különben a következmények észrevehetőbbek lennének - az elektronikus és kommunikációs berendezések veszélyes hibái. A kitörés július 1-jén történt, és a NASA és az Európai Űrügynökség csillagászai megfigyelték a SOHO orbitális szolár-helioszférikus megfigyelőközpontját.

Piers Van der Meer, a holland asztrofizikus, az Európai Űrügynökség (ESA) szakértője, hajlamos arra, hogy ezt a hatalmas jelentőséget biztos jele annak, hogy a Nap készen áll a robbanásra a közeljövőben. Természetesen a Földet minden életben megégik, és teljesen elkerülhetetlen lesz. "Csakúgy, mintha a mályvacukrot a tűzbe hoznák, fekete és olvad," mondja a Weekly World News szakember.

Az egész horror az, hogy a nap fokozatosan felmelegszik. A Nap belső hőmérséklete általában 27 millió fahrenheit (15 millió Celsius fok) volt. De most már 49 millióra emelkedett (27 millió C). Az elmúlt 11 évben a Nap úton van, nyugtalanul hasonlít arra, ami történt a Kepler Csillaggal, vagyis egy új csillaggal, amely 1604-ben kitört, mondja Dr. Van der Meer.

Talán a Földön felmerülő globális felmelegedés, az Antarktisz olvadó jége nem kapcsolódik az antropogén szennyezéshez, amint azt korábban is gondoltam, hanem a Napon előforduló folyamatokkal.

A NASA visszautasította, hogy megerősítse az európai tudósok előrejelzéseit, és a Fehér Házhoz kapcsolódó forrás azt mondta: "Nem akarunk pánikra terjedni."

Megjegyzés: A július 1-jei óriási kiemelkedésnek volt helye. De nem okozott különös riasztást. A Napon villog, nem ritka, ez az egyik legerősebb az utóbbi időben, de egyáltalán nem a legerősebb. Tegyük fel, hogy egy bizonyos holland asztrofizikus, akit egy kozmikus kataklizma lenyűgöz, valóban megjósolta a világ végét. Azt mondják, hogy a Nap belső hőmérséklete, azaz a mag hőmérséklete növekszik. De ez az a dolog, amit nem lehet közvetlenül mérni. A Nap közepén lévő hőmérsékletet "a belső szerkezetének elméleti modelljei határozzák meg". A különböző modellek kissé eltérő értékeket adnak, de a leggyakoribb számadatok 15 vagy 16 millió Kelvin (vagyis azonos és Celsius). Ez a hőmérséklet héliummagok szintézisét adja a hidrogénmagokból. A nap stacionárius csillagnak számít, amely gyakorlatilag nem változtatja meg a fényességét több milliárd évig.

Az 1604-es szupernóva vaku analógiája legalábbis csodálatos. Senki sem tanulmányozhatta volna a vaku előtti csillag belső állapotát.

Ha néhány, a Napra rögzített katasztrofális változásról beszélünk, akkor logikusabb a felszíni hőmérséklet vagy a fényerősség változásának jelzése. A napsugárzás fluxusa nagyon állandó mennyiség, ezt a szolár konstansnak nevezzük. Változatai nem több, mint egy százaléka a szoláris aktivitás szokásos 11 éves ciklusában, és már 0,1% is okozhat éghajlatváltozást bolygónkon.

Természetesen, ha ez megtörténne, nem egy holland asztrofizikus, hanem több száz laboratórium a Földön lett volna. Tehát a paraméter nélküli jelzés nélküli, majdnem megduplázódott növekedésről beszélhetünk. Vagy egy ilyen csendes világi összeesküvés az asztrofizikusok körében.

Az ilyen érzéseknek a legismertebb orosz internetes publikációkba való behatolásának tipikus módja szórakoztató. Például a Cnews.ru továbbítja ezt a híret: "A holland asztrofizikus úgy véli, hogy körülbelül hat év maradt a nap felrobbanása előtt."

A csillagok a világegyetem legforróbb tárgyai közé tartoznak. Napunk hője lehetővé teszi a Földön. De a csillagok hosszú ideig tartó erős fűtésének oka ismeretlen volt az emberek számára.

A csillag hõjének titkára való válasz abban rejlik. Ez nemcsak a világítótestek összetételére utal - szó szerint értelemszerűen a csillag teljes intenzitása belülről származik. - ez egy csillag melegebb szíve, amelyben egy termonukleáris fúziós reakció zajlik, a legerősebb nukleáris reakció. Ez a folyamat az egész fényforrás energiaforrása - a központból érkező hő a külső térbe, majd a világűrbe emelkedik.

Ezért a csillag hőmérséklete nagymértékben változik a mérési helytől függően. Például a magunk közepén lévő hőmérséklet eléri a 15 millió Celsius fokot - és már a felszínen, a fotoszférában, a hő 5 ezer fokra esik.

Miért olyan eltérő a csillag hőmérséklete?

A hidrogénatomok elsődleges egyesítése - a nukleáris fúzió folyamatának első lépése

Az a tény, hogy egy csillag hőmérsékletét két fő tényező határozza meg: a mag szintje és a sugárzó felület területe. Fontolja meg őket részletesebben.

Az atom sugárzása

Bár a mag 15 millió fokig felmelegszik, az összes energia nem kerül át a szomszédos rétegekre. Csak a termonukleáris reakcióból nyert hő sugárzik. Az energia a hatalom ellenére a magban marad. Ennek megfelelően a csillag felső rétegeinek hőmérsékletét csak a magban lévő termonukleáris reakciók erőssége határozza meg.

A nehéz elemek magjával történő szintézis sokkal több energiát ad. A termonukleáris fúziós reakció keretében az energiát az összekötő atomok túlzott tömege miatt kapjuk meg. A Napon belüli idő alatt 6 hidrogén atommag 1 atommaggal kombinálódik egy héliummagba, amelynek tömege 4, nagyjából 2 hidrogénmagot alakítanak át energiává. És amikor a szén ég, a magok már 12-es tömeggel ütköznek össze, az energiatermelés sokkal nagyobb.