Słońce

Podstawowe informacje

Rodzaj obiektu: gwiazda ciągu głównego
Wiek Słońca 4,6 mld lat
Jasność wizualna:-26,78
Jasność absolutna: 4,79
Typ widmowy: G2
Efektywna temperatura powierzchni: 5770 K
Masa: 1,988 ·10³⁰ kg
Promień równikowy: 696 000 km = 109,1 R_Z
Odległość od Ziemi: 0,000016 lat świetlnych, 1 AU = 149 598 870 km
Powierzchnia: 6,087 ·10¹² km²
Objętość: 1,412 ·10¹⁸ km³
Spłaszczenie: 0,00005
Średnia gęstość: 1408 kg/m³
Przyspieszenie grawitacyjne przy powierzchni: 274,0 m/s²
Prędkość ucieczki: 617,5 km/s
Moc promieniowania: 3,84 ·10²⁶ W
Skład chemiczny: wodór (71%), hel (27%), cięższe pierwiastki (2%)
Obrót wokół osi: 25 - ponad 30 dni
Nachylenie równika do płaszczyzny ekliptyki: 7°15'
Prędkość liniowa na równiku: 2,025 km/s
Średnia średnica kątowa obserwowana z Ziemi: 31'59''

Słońce © lukszczepanski - stock.adobe.com

Słońce to gwiazda w centrum Układu Słonecznego. Słońce jest typową gwiazdą ciągu głównego. Nasza gwiazda skupia aż 99,865 % masy całego Układu Słonecznego. Planety, planetoidy, większość komet i mniejszych obiektów krąży wokół Słońca. To olbrzymia kula rozpalonego gazu (plazmy).

Słońce nie jest idealną kulą. Wskaźnik spłaszczenia, mierzony jako iloraz różnicy promienia na biegunie i równiku oraz promienia na równiku wynosi około 0,00005.

Słońce nieustannie traci masę. W ciągu każdej sekundy 5,6 milionów ton zamienianych jest na promieniowanie (75%) i wiatr słoneczny (około 25%).

Słońce spala w reakcji termojądrowej 600 milionów ton wodoru na sekundę. W wyniku spalania powstaje hel i mnóstwo energii, która dociera do Ziemi. Energia, jak dociera do naszej planety odpowiada spaleniu około 1,6 kg wodoru na sekundę w reakcji termojądrowej!

Słońce przejawia zmienną aktywność. Nawet co kilka minut jasność zmienia się o około 0,001%. Średnio co 11 lat (8-16 lat) zwiększa się liczba plam na słońcu, rozbłysków, rośnie promieniowanie radiowe. Aktywność ta prawdopodobnie jeszcze bardziej wzrasta w okresie co około 100-kilkaset lat.

W wyniku zwiększonej aktywności Słońca na Ziemi mogą pojawić się burze magnetyczne, intensyfikacja zórz polarnych.

Pole magnetyczne

Wokół Słońca roztacza się pole magnetyczne,które zwykle dzieli się na cztery, spiralne obszary o przeciwnej na przemian biegunowości. Linie pola magnetycznego, a także strumień wiatru słonecznego tworzą z naszą orbita kąt 45°.

Budowa Słońca

Słońce zasadniczo składa się z wodoru - 71% i helu - 27%. Na cięższe pierwiastki przypada zaledwie 2 %.

W budowie wewnętrznej Słońca można wyróżnić kilka warstw, wymienionych w poniższej tabeli i zilustrowanych na rysunku.

Warstwa	Temperatura [K]	Gęstość [kg/m³]	Grubość	Opis
Korona słoneczna	kilka mln	10^-14-10^-11	kilka mln km	To widoczna, charakterystyczna aureola wokół naszej gwiazdy.
Chromosfera	6 000 - 30 000	10^-11- 8·10^-5	2300 km	To warstwa o niskiej jasności, świeci na różowo.
Fotosfera	4 400-6 000	8·10^-5- 4·10^-4	400 km	To świecąca powierzchnia Słońca.
Warstwa konwekcyjna	4 400-500 000	4·10^-4 - 30	0,14 promienia	W tej warstwie następują potężne ruchy gazu. Warstwa nie jest widoczna.
Warstwa pośrednia	500 000 - 8 mln	30 - 20 000	0,61 promienia	Niewidoczna warstwa słoneczna, w której zachodzą procesy transportu energii.
Jądro	8 - 15,7 mln	20 000 - 160 000	0,25 promienia	Niewidoczna, najgłębiej położona warstwa, niezwykle gęsta, w której zachodzą reakcje termojądrowe przemiany wodoru w hel.

Wybrane struktury

W poniższej tablicy wyszczególniono wybrane struktury słoneczne.

Nazwa struktury	Trwałość	Opis
Granule	kilka minut	To obserwowalne "bąble" na powierzchni Słońca o średnicy do 100 - 2 000 km. Ich temperatura jest niższa o około 300 K od temperatury otoczenia. Granule tworzą całe zespoły granul, których ruch radiacyjny jest wspólny. To tak zwana supergranulacja.
Plamy słoneczne	od jednego dnia do roku	Widoczne czasem nawet gołym okiem ciemniejsze obszary na powierzchni Słońca o rozmiarach od 2 do 100 tysięcy km. Ich temperatura jest niższa o około 1500 K od temperatury bliskiego otoczenia, stąd wydają się dużo ciemniejsze. W plamach tych występuje silne pole magnetyczne o dowolnej biegunowości. Niektóre plamy mają otoczkę, tak zwany półcień i część centralną, zwaną cieniem. Liczba plam świadczy o aktywności słonecznej. Obserwujemy cykliczny wzrost liczby plam co około 11 lat.
Protuberancja	od kilku tygodni do roku	Protuberancje to ogromne strugi gazu wyrzucane z powierzchni z prędkością do 50-700 km/s, wyglądające jak strugi fontanny, łuki, wracające często na powierzchnię słoneczną po liniach pola magnetycznego. Mogą mieć długość nawet 200 000 km i wysokość 50 000 - 1500 000 km. Mogą mieć spokojny lub wybuchowy charakter.
Pochodnie	około 10 dni	Jasne plamy w okolicy plam, o temperaturze wyższej o około 1000 K od bliskiego otoczenia.
Bryzgi chromosferyczne	10 minut	To strugi gazu wyrzucane w kierunku korony z prędkością nawet 40 km/s. Ich wysokość może osiągnąć 2000-10 000 km.
Rozbłyski chromosferyczne	do 90 minut	Gwałtowne rozjaśnienia obszaru chromosfery, zwykle w pobliżu plam, któremu towarzyszy silne promieniowanie rentgenowskie i korpuskularne.
Koronalne wyrzuty masy	kilka dni	Wyrzut gazu (plazmy) poza koronę słoneczną, która w atmosferze ziemskiej może wywołać magnetyczną burzę. Prędkość gazu wynosi do 1000 km/s.

Historia i dalszy los Słońca

Nasza gwiazda ma już 4,6 miliarda lat. Jest prawdopodobnie gwiazdą trzeciej generacji od chwili Wielkiego Wybuchu.

Przez kilka miliardów lat słońce będzie cały czas zwiększać swoją jasność. Na każdy miliard lat przypadnie wzrost jasności naszej gwiazdy o około 10%. Skutkiem powyższego wzrostu będzie także niestety wzrost średniej temperatury na Ziemi. Za 2-3 miliardy lat wyparują wszystkie nasze oceany. Za około 6,5 miliarda lat ewolucja Słońca gwałtownie przyspieszy. Opuści wówczas ciąg główny. Po prawie 8 miliardach lat Słońce stanie się czerwonym olbrzymem. Będzie wówczas tak duże, że jego powierzchni sięgnie poza orbitę Wenus. Jasność naszej gwiazdy będzie około 2000 razy większa niż teraz. Później nastąpią wahania wielkości gwiazd i jasności. Promień słońca sięgnie do naszej planety i nco paza naszą orbitę. Po 8 miliardach lat nastąpi wybuch i odrzucenie zewnętrznych warstw atmosfery. Słońce zacznie się zmieniać w białego karła i stygnąć. Ziemi wówczas już prawdopodobnie nie będzie.

Ruch Słońca

Słońce wykonuje jeden obrót wokół własnej osi w ciągu 25^d9^h7^m na równiku. Obszary w okolicy równika obracają się nieco wolniej. Tam potrzeba ponad 30 dni na pełny obrót wokół własnej osi.

Słońce wraz z innymi gwiazdami obiega środek naszej Galaktyki. Rok galaktyczny trwa 240 milionów lat.

W poniższej tablicy zestawiono informacje z jaką szybkością Słońce porusza się względem innych obiektów w kosmosie.

Punkt odniesienia	Wartość prędkości v (km/s)
najbliższe gwiazdy	19,6
środek Drogi Mlecznej	220
środek masy Grupy Lokalnej	306

Całkowite zaćmienie Słońca © Peter Jurik - stock.adobe.com

Ciekawostki

Ilustracja obok przedstawia jedno z najpiękniejszych zjawisk z udziałem Słońca - całkowite obrączkowe zaćmienie.

Ciśnienie w jądrze Słońca może wynosić nawet 250 000 000 000 000 hPa!

Ostrzeżenia

Patrzenie bezpośrednio na Słońce może grozić uszkodzeniem wzroku. Nigdy nie należy tego robić. Zwrócenie w kierunku Słońca urządzeń optycznych (teleskop, lornetka, luneta) bez specjalnych filtrów ochronnych gwarantuje całkowite uszkodzenie wzroku.

Inne zagadnienia z tej lekcji

Merkury

Merkury jest pierwszą planetą, licząc od Słońca w Układzie Słonecznym. To planeta typu ziemskiego. Nie posiada atmosfery (tylko śladowe ilości) i nie ma żadnego księżyca.

Wenus

Wenus jest drugą planetą, licząc od Słońca, w Układzie Słonecznym. To planeta typu ziemskiego. Nie posiada żadnego księżyca. Jest planetą wewnętrzną. Jest uważana z bliźniaczą planetę Ziemi, choć panują na niej skrajnie odmienne warunki.

Ziemia

Ziemia jest trzecią planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca. Jest jedyną zamieszkałą przez organizmy żywe znaną planetą. Większość jej powierzchni pokrywają oceany. Wokół Ziemi krąży samotnie Księżyc.

Mars

Mars jest czwartą planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca. To planeta typu ziemskiego. Posiada jeden księżyc. Jest planetą zewnętrzną. Niemalże cała planeta jest pokryta czerwonym pyłem.

Jowisz

Jowisz to największa planeta Układu Słonecznego. jest piątą planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca. Posiada aż 67 księżyców. Skupia w sobie 1% masy Słońca. To gazowy olbrzym.

Saturn

Saturn to jest szóstą planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca, drugą co do wielkości. To gazowy olbrzym. Posiada aż 62 księżyce, z których Tytan to drugi co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym.

Uran (planeta)

Uran to jest siódmą planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca, odkrytą dopiero w czasach nowożytnych. To olbrzym, trzeci pod względem wielkości w Układzie Słonecznym. Odkrył go 13 marca 1781 roku angielski uczony William Herschel.

Neptun (planeta)

Neptun jest ósmą planetą w Układzie Słonecznym, licząc od Słońca, odkrytą dopiero w czasach nowożytnych. To kolejny gazowy olbrzym.

Ile trwa zmierzch?

Czy zmierzch trwa wszędzie na Ziemi tyle samo czasu? Czym jest zmierzch i w jaki sposób przebiega?

Wiatr słoneczny

Wiatr słoneczny jest to promieniowanie cząsteczkowe jonów, elektronów i protonów oraz w mniejszej mierze atomów, strumień plazmy, którego źródłem jest Słońce.