Джим Брейтот - 101 ключевая идея: Астрономия

Солнечное затмение

Солнечное затмение не происходит во время каждого новолуния, когда Луна проходит между Землей и Солнцем. Причина заключается в том, что лунная орбита наклонена в среднем под углом 5°8,7́ по отношению к плоскости земной орбиты (к эклиптике). В большинстве случаев во время новолуния лунная тень проходит над Землей или под ней.

Запомните, что солнечное затмение нужно наблюдать только через темный фильтр, чтобы не повредить зрение.

См. также статьи "Лунные затмения", "Солнце 2".

Горизонтальные солнечные часы — простейший прибор для определения времени в соответствии с положением тени гномона (указателя или стрелки солнечных часов), когда циферблат расположен так, как показано на рисунке внизу. Циферблат отградуирован в часах, где цифра 12 соответствуют полуденному положению Солнца.

Показания солнечных часов отличаются от так называемого гражданского времени в каждом из временных поясов Земли. Гражданское время определяется по атомным часам в специально предназначенных для этого научных лабораториях. Показание солнечных часов соответствует местному солнечному времени (МСВ), которое меняется в соответствии с долготой. Нулевая долгота определяется как меридиан, проходящий через Старую королевскую обсерваторию в Гринвиче в предместье Лондона. [35] Основанная в 1675 году Гринвичская обсерватория, в 1953 году быта переведена на 70 км к юго-востоку в замок Хёрстмонсо, но нулевой меридиан по-прежнему проходит через Старую королевскую обсерваторию. Таким образом, солнечные часы, расположенные в Гринвиче, дают гринвичское солнечное время (ГСВ), которое отличается от показаний солнечных часов, расположенных на широте х° на (x/360) x 24 часа. Для мест, расположенных к востоку от Гринвича, эта разница вычитается из МСВ, чтобы получить ГСВ; для мест, расположенных к западу от Гринвича, разница прибавляется к МСВ, чтобы получить ГСВ. Поскольку орбита Земли имеет не вполне круглую форму, показания солнечных часов могут отличаться до 15 минут в каждую сторону от их показаний, что не наблюдалось бы, если бы орбита Земли была круглой. Эта разница меняется в течение года, как показано на диаграмме на с. 211.

Среднее солнечное время = фактическое солнечное время — поправка на уравнение времени

Уравнение времени

См. также статьи "Небесная сфера 2", "Звездное и солнечное время".

Феномен солнечного ветра легче всего обнаружить при наблюдении кометы с видимым хвостом. Хвост кометы всегда направлен от Солнца, независимо от направления ее движения. Это происходит из-за воздействия заряженных частиц, таких как протоны и электроны (для таких частиц используется собирательное название плазма), которые излучаются солнечной короной со скоростью порядка нескольких сотен километров в секунду. Космические зонды измерили силу солнечного ветра на различных расстояниях от Солнца, определили виды частиц, их концентрацию и скорость. На изображениях, полученных от SOHO, космического зонда, предназначенного для изучения Солнца, можно видеть "дыры" в солнечной короне, которые являются выпускными каналами для частиц солнечного ветра. Частицы, вылетающие из постоянных дыр над полюсами Солнца, движутся почти вдвое быстрее, чем частицы, вылетающие из экваториальных дыр.

Плазма солнечного ветра очень хорошо проводит тепло, поэтому она разогревается и ускоряется по мере удаления от Солнца. Движение заряженных частиц солнечного ветра создает магнитное поле, которое, в свою очередь, распространяет действие магнитного поля Солнца далеко в космос. Из-за вращения Солнца линии расширенного магнитного поля закручиваются спиралью. Солнечные вспышки выбрасывают в космос заряженные частицы с очень высокими скоростями, которые прибавляются к постоянному потоку заряженных частиц из солнечной короны.

Магнитное поле Земли улавливает заряженные частицы солнечного ветра в двух тороидальных поясах вокруг Земли, которые называются радиационными поясами Ван Аллена. Внутренний пояс простирается от высоты около 2000 км до 5000 км. Внешний пояс простирается от 12 000 до примерно 20 000 км над поверхностью планеты. На траектории земной орбиты концентрация протонов солнечного ветра изменяется в несколько сотен раз, а их скорости варьируют в пределах от 300 км/с до 700 км/с. Эти вариации иногда вызывают возмущения в магнитном поле Земли, которые сильно ухудшают возможности радиосвязи.

См. также статьи "Кометы", "Солнце 2".

Солнце представляет собой светящуюся сферу раскаленных газов примерно в 100 раз больше Земли. Солнце — слабопеременная звезда типа желтого карлика, спектрального класса G, излучающая энергию порядка 4×10 26Вт/с. Его масса составляет 2×10 30кг, средняя плотность в 1,4 раза превышает плотность воды. Хорошо очерченная светоизлучающая поверхность Солнца называется фотосферой. Толщина фотосферы как слоя — около 300 км. Сила тяготения на поверхности Солнца примерно в 28 раз превосходит земную. Температура фотосферы составляет около 6000К. Фотографии, сделанные с помощью красных фильтров, показывают, что фотосфера покрыта слоем газов толщиной около 20 000 км, который называется хромосферой. На фотографиях, сделанных во время затмения, можно увидеть, что Солнце окружено разряженными газами, протягивающимися далеко в космос; они называются солнечной короной.

Внутри Солнца находится ядро, где происходит реакция ядерного синтеза, в процессе которой высвобождаются фотоны и кванты гамма-излучения. По пути от ядра наружу фотоны взаимодействуют с быстро движущимися атомными ядрами и электронами, пока не достигают области, называемой зоной конвекции, где ядра и электроны соединяются в виде атомов и ионов. Внешняя граница этой области образует фотосферу. Внутренняя часть Солнца между энерго-производящим ядром и зоной конвекции называется зоной излучения. Вещество в этой зоне представляет собой плотный газ, состоящий из разрозненных ядер и электронов со слишком высокой кинетической энергией для образован и я атомов и йонов. Воздействие силы тяготения на вещество в зоне излучения сталкивается с противодействием в виде внешнего давлен и я газовых масс при условии, что газ продолжает разогреваться постоянным потоком излучения из ядерной "топки" в ядре Солнца.

Напоминаем: ни при каких обстоятельствах не смотрите на Солнце без защитных фильтров, так как это может привести к повреждению зрения.

См. также статьи "Ядерный синтез", "Звезды 2".

На фотографиях солнечной фотосферы, сделанных с высоким разрешением, видно, что она имеет гранулированную, или пятнистую, структуру. Пятна представляют собой конвекционные ячейки шириной примерно 1000 км. Эти конвекционные ячейки являются частью конвекционной зоны, которая, как считается, составляет до 0,3 радиуса Солнца. Каждая гранула существует не более нескольких минут, по мере того как раскаленное вещество поднимается вверх в ее центре, а затем остывает и опускается вниз по краям. Хромосферой называется тонкий слой газа, гораздо менее плотного, чем фотосфера, и находящегося над ней. Температура хромосферы меняется от 4000К на границе фотосферы до более 20 000К на границе хромосферы. Реактивные струи газа, которые называются спикулами, поднимаются с высокой скоростью до высоты 10 000 км и падают, исчезая через 10–20 минут. Спикулы возникают по границам супергранул, которые представляют собой крупные группы гранул неправильной формы. Газовые потоки пересекают фотосферу от центральных регионов супергранулы до ее границ, где газ опускается обратно в ее недра.