КҮН НЕДЕН ЖАСАЛҒАН?

Категориясы: География

---

Әдетте біз Күнді газдың үлкен шары деп айтамыз. Егер бұл түсініктеме сізге жеткілікті болса, одан әрі оқудың қажеті жоқ. Ал толығырақ білгіңіз келсе, Күннің қалай жұмыс істейтіні туралы оқыңыз.

Күн жай ғана ыстық газдардың шары емес, ол күрделі құрылымға ие және бірнеше қабаттардан тұрады: ядро, радиацияның өту аймағы, конвекция аймағы және атмосфера.

Күннің құрылымы

1. Ядро

Күннің радиусының төрттен бір бөлігін (150-175 мың километр) алып жатқан ішкі қабаты ядро ​​деп аталады. Негізгі температура Цельсий бойынша 15 миллион градусқа жетеді. Өзегі елестету мүмкін емес үлкен тығыздыққа ие - 150 000 кг/м³! Бұл судың тығыздығынан 150 есе артық. Ядродағы қысым 3,4 х 1011 атмосфераға жетеді. Күн массасының жартысы ядрода шоғырланған.

Ядро – жұлдыздан келетін жылу мен жарықтың көзі болып табылатын «пеш». Күн энергиясының көзі ядродағы термоядролық реакциялар болып табылады, оның барысында сутегі гелийге және басқа да ауыр элементтердің атомдарына айналады.

Термоядролық реакция деп жеңілірек элементтердің ядролары бір-бірімен соқтығысып, ауыр элементтердің ядроларын түзетін реакцияны айтады. Бұл комбинация нәтижесінде энергияның үлкен мөлшері бөлінеді.

Осыған ұқсас реакция сутегі бомбасы жарылған кезде пайда болады. Сонымен, Күнді үлкен сутегі бомбасы деп айта аламыз, бірақ тек осы «бомба» жарылып кетпейді, тек «жанып кетеді» және ондағы сутегі отыны таусылғанша шамамен 5 миллиард жыл бойы жанып тұрады. Содан кейін Күн шынымен де «жарылады», яғни ол айтарлықтай кеңейіп, одан да үлкен жұлдызға - қызыл алыпқа айналады (қазір ол сары ергежейлі). Күн бұл күйде тағы бірнеше миллиард жыл қалады. Содан кейін ол бірте-бірте суыған планетамыздың көлеміндей ақ ергежейліге айналады.

Әр секунд сайын Күннің ядросында шамамен 4 миллион тонна зат жанады. Осы реакциялардың нәтижесінде орасан зор сәулелену энергиясы түзіледі. Сондықтан, уақыт өте келе Күн барған сайын жарқырайды, қызады және сонымен бірге «сәл салмағын жоғалтады».

Термоядролық реакциялар нәтижесінде бөлінетін энергиямен не болады? Ол келесі қабатқа сыртқа қарай жылжиды.

2. Радиациялық тасымалдау аймағы

Радиациялық аймақ ядроны қоршап, күн радиусының 0,7 деңгейінде аяқталады, яғни ол біздің үй жұлдызымыздың жарты радиусын алып жатыр. Бұл аймақ сутегі-гелий плазмасынан тұрады. Ядромен шекарада плазманың тығыздығы 20 г/см³ құрайды, бұл шамамен алтынның тығыздығына тең. Бірақ аймақтың сыртқы шекарасына жақындаған сайын оның тығыздығы 100 есе төмендейді (0,2 г/см³ дейін – бұл судың тығыздығынан аз). Сонымен бірге температура да төмендейді: егер аймақтың ішкі шекарасында ол 7 миллион градус болса, жоғарғы шекарада ол «бар болғаны» 2 миллион градус.

Бұл аймақ өз атауын энергияның ядродан жер бетіне тасымалдану жолынан алады. Бұл әдіс радиация болып табылады. Ядрода жарық бөлшектері – фотондар түзіледі. Жер бетіне «шығу» үшін олар сутегі плазмасының қабатынан өтуі керек. Бірақ жолда олар үнемі плазма бөлшектерімен соқтығысады. Оларды сіңіреді, содан кейін және әртүрлі бағытта қайтадан шығарады... Ал егер фотон Күн бетінен Жерге дейінгі қашықтықты (бір жарым миллион километр) 8 минутта басып өтсе, онда сәулелену аймағының сыртқы шеті (тікелей бұл шамамен 350 000 км), бұл миллиондаған жылдар қажет болуы мүмкін! Жолдың күрделілігіне қарамастан, олардың бір негізгі бағыты бар - заттың тығыздығы төмен бағытта, сондықтан сәулелену энергиясының жалпы ағыны Күннің орталығынан сыртқа бағытталған.

3. Конвекция аймағы

Конвекция - бұл зат ағындары арқылы энергияны беру әдісі. Күнделікті өмірде біз үнемі конвекциямен айналысамыз: осы құбылыстың арқасында кастрюльде су қайнайды және бөлме жылы радиаторлармен жылытылады: радиатормен жылытылатын ауа жоғары көтеріледі, ал оның орнын салқындатылған жаңа бөліктер алады, ауа ол өз кезегінде қызады және көтеріледі. Жоғарғы жағында ауа бірте-бірте салқындап, төмен түседі. Онда батареялар оны қайтадан қыздырады және т.б.

Сәуле беру аймағында конвекция мүмкін емес, өйткені оның заты тым тығыз және қозғалмайды. Бірақ бұл аймақтың сыртқы қабаттарында зат қазірдің өзінде өте сирек, ол қозғала алады. Дәл осы жерден конвекция аймағы басталады.

Радиацияның өту аймағы мен конвекция аймағы арасындағы шекара тахоклин деп аталады. Дәл осы аралық қабатта күн магнит өрісінің қалыптасуы жүреді деп саналады.

Радиацияның өту аймағы сияқты конвекция аймағы да гетерогенді. Бұл үлкен қабат: конвекциялық аймақтың қалыңдығы Күн радиусының оннан бір бөлігін ғана алып жатқанымен, оның көлемінің үштен екі бөлігін құрайды. Бірақ оның массасы Күн массасының 2% ғана құрайды, өйткені бұл қабаттағы күн заты өте сирек кездеседі. Егер радиацияның өту аймағымен шекарада, есімізде болса, оның тығыздығы 0,2 г/см³ болса, онда күн атмосферасымен шекарада (келесі аймақ) ауаның тығыздығынан он мың есе төмен, яғни бұл өте сирек кездесетін газ. Бұл аймақтағы температура да ішкі жағынан түбегейлі төмендейді: тахоклин аймағындағы 2 000 000°C-тан сыртқы шекарада 6000°C-қа дейін.

Бұл аймақтағы конвекция процесі жұмыс істейтін жылыту батареясы бар бөлмедегі ауаның қозғалысы сияқты принцип бойынша жүреді: қызған заттың ағындары аймақтың түбінен жоғары көтеріледі, ал аз қыздырылған заттардың ағындары оларға қарай жылжиды. Заттың белсенді араласуы аймақта осылай жүреді.

Радиациялық тасымалдау аймағындағы және конвекция аймағындағы энергия ағындарының бағыты

Күннің беті, егер сіз оны телескоп арқылы қарасаңыз (әрине, арнайы сүзгісі бар), түйіршіктерден тұратын жасушалық көрінеді. Бұл түйіршіктер конвекция процесі кезінде күн затының бірдей жоғары ағындары арқылы жасалады. Түйіршіктер неғұрлым терең болса, соғұрлым олар үлкен болады. Конвекциялық аймақтың түбінде бірнеше мың километр тереңдікте көлемі 30-35 мың километр болатын үлкен супертүйіршіктер түзіледі, ал конвективтік аймақтың жоғарғы қабаттарында түйіршіктердің мөлшері небәрі бірнеше жүз шақырымды құрайды. Түйіршіктердің өмір сүру ұзақтығы олардың мөлшеріне байланысты бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін созылады.

 

4. Атмосфера

Ғалымдар Күн атмосферасын үш аймаққа бөледі: ең төменгі қабат – фотосфера, оның үстінде хромосфера, соңғы қабат – күн тәжі.

Фотосфера - Күннен көрінетін жарықтың сәулелену көзі, яғни біз күн дискісі ретінде көретін нәрсе. Біз радиацияны терең қабаттардан көре алмаймыз; ол бізге жетпейді.

Күннің нұры таза ақ. Бірақ Жерде біз оның сарғыш екенін көреміз және бұған атмосфера кінәлі: ол күн сәулесін шашыратады және түстердің бір бөлігін сіңіреді.

Фотосфераның қалыңдығы шағын – 400 километрден аспайды. Күн затының температурасы фотосферада көтерілген сайын төмендей береді: егер 300 км тереңдікте Күннің температурасы 8000 градус болса, фотосфераның жоғарғы қабаттарында ол бар болғаны 4000 градус болады. Фотосфера ыстық газдардан тұрады. Бұл аймақтың мөлдірлігіне байланысты конвекция аймағының жоғарғы қабаттарында түйіршіктеу аймағын көруге болады.

Дәл фотосферада күн дақтары байқалады. Олардың ең үлкені тіпті қарапайым көзге де көрінеді. Бұл дақтардың айналасындағы аймақтарға қарағанда температурасы әлдеқайда төмен (шамамен 1500-2000 градус) аймақтар. Күн дақтары – күшті магнит өрістерінің шығатын жері. Олар конвективтік тасымалдауға кедергі келтіреді және осылайша жылу энергиясының ағынын азайтады - демек, температураның төмендеуі. Ғалымдар күн дақтарын мұқият бақылайды, өйткені олардың саны жұлдызымыздың магниттік белсенділігінің көрсеткіші болып табылады.

2006 жылғы 13 ақпандағы күн дақтарының тобы.

Сурет жапондық Hinode ғылыми спутнигімен көрінетін жарықта түсірілген.

Хромосфера – фотосфераның жанындағы аймақ, түсті сфера. Ол қызғылт түсті болғандықтан осылай аталды. Фотосфераның жақындығынан көру қиын. Күн тұтылу кезінде хромосфераны Күннің күңгірттенген дискісінің айналасындағы қызғылт жарқырау түрінде көруге болады. Хромосфераның нақты шекаралары жоқ. Оның сұлбасын жалын тілдерімен салыстыруға болады. Бұл тілдерді спикулалар деп атайды. Олар Күннен қашатын плазма ағындары. Спикулдардың өлшемдері диаметрі 200-ден 2000 км-ге дейін және биіктігі бірнеше мың километрге дейін жетеді. Фотосферамен салыстырғанда хромосфера сирек кездеседі, бірақ соған қарамастан ол ыстық - 20 000 градусқа дейін. Бірақ бұл күн атмосферасының ең сыртқы қабаты - тәждің температурасымен салыстырғанда ештеңе емес.

Күн тәжі - ең сирек, бірақ сонымен бірге күн атмосферасының ең ыстық бөлігі: оның температурасы 1-2 миллион градусқа жетеді. Тәж сирек иондалған газдардан тұрады және ол Күннің бірнеше диаметріне дейін созылады! Біртіндеп жұқарған тәж бүкіл планетааралық кеңістікті толтырады. Тәжде сіз күн сәулесінен шығарылатын плазманың тығыз ұйыған жерлерін байқауға болады. Олар жұлдыздың бетінен жоғары көтеріледі, бірақ одан өздерін жұлып ала алмайды - магнит өрісі оларды ішке жібермейді. Хромосфера сияқты, күн тұтылу кезінде көрнекті жерлерді көруге болады.

Күн тұтылуының фотосы

 

Күнді бақылаудың бүкіл тарихындағы ең үлкен көрнекті орын 1946 жылы «атылды» және биіктігі 1,7 миллион км болды (Күннен Жерге дейінгі қашықтық, біз есімізде, 150 миллион км).

Протуберанец

Күн тәжі - зарядталған бөлшектер ағыны болып табылатын күн желінің көзі. Бұл күн желі Жердегі аврора және геомагниттік дауыл сияқты құбылыстарды тудырады.

Басында Күннің массасы ядродағы сутегі отынының жануы нәтижесінде азаяды деп айтқанымыз есіңізде ме? Күн желінің әсерінен біздің жұлдыз да «салмағын жоғалтады», бірақ көп емес: 150 миллион жылдан астам уақыт Жердің массасына тең күн материясы желмен бірге алып кетеді.

Осы бетте алған білімімізді қорытындылайық.

Күн атты жұлдыз:

• Радиусы – 696 000 км

• Диаметрі - 1 392 000 км (Жердің 109 диаметрі)

• Массасы - 1,9891·1030 кг (332 982 Жер массасы)

• Көлемі - 1,40927·1027 м³ (1 301 019 Жер көлемі)

• Орташа тығыздық – 1,41 г/см³ (орталықтан шетке қарай 100 есе азаяды)

• Негізгі температура ~15 700 000 К*

• Бет температурасы ~5778 К

• Корона температурасы ~ 1 500 000 К

• Құрамы: 74,5% - сутегі, 24,6% - гелий, 1% - басқа элементтер (азот, оттегі, көміртек, темір, кремний, хром, магний, күкірт және т.б.)

• Жасы – 4,5 млрд жыл.

* Кельвиндегі температура – 0 К = -273°С

  Жарияланған-2024-04-25 15:22:51     Қаралды-819

Мәлімет сізге көмек берді ма