Теплі сонячні промені на шкірі в літній день нагадують нам про силу нашої найближчої зірки. Сонце зігріває Землю з відстані 150 мільйонів кілометрів і підтримує все життя на планеті. Температура на Сонці вища, ніж ми можемо собі уявити.
Температура поверхні Сонця
Коли ми дивимось на Сонце через спеціальні фільтри, ми бачимо фотосферу — видиму поверхню Сонця. Фотосфера має температуру близько 5 500°C.
Ця температура в п’ять разів вища за температуру плавлення заліза. Якщо покласти шматок алмазу на поверхню Сонця, він не тільки розплавиться, а й випарується миттєво.
Сонце здається нам жовтим, хоча воно випромінює біле світло. Наша атмосфера розсіює сині відтінки, і до нас доходить більше жовтого світла. Космонавти бачать Сонце білим.
Під час заходу сонця ми бачимо, як його колір змінюється від жовтого до червоного. Це тому, що світло проходить через товщу атмосфери під кутом.
Внутрішні шари Сонця та їх температури
Сонце має структуру, схожу на цибулину, з різними шарами та температурами.
Ядро: центр енергії
У центрі Сонця температура сягає 15 мільйонів градусів. Це в 3 000 разів гарячіше за поверхню. При такій температурі атоми водню зливаються і утворюють гелій, що вивільняє величезну енергію.
Щосекунди в ядрі Сонця 600 мільйонів тонн водню перетворюються на гелій. Ядро має таку високу густину, що світлу потрібні тисячі років, щоб пробитися назовні.
Це схоже на переповнений автобус у годину пік, де неможливо пройти без зіткнення з іншими пасажирами.
Зона радіації: довгий шлях енергії
Від ядра енергія йде через зону радіації, де температура знижується від 7 до 2 мільйонів градусів. Тут частинки світла постійно стикаються з атомами речовини.
Промінь світла, який долає відстань від Землі до Місяця за 1,3 секунди, в зоні радіації Сонця витрачає до 170 000 років, щоб пройти цей шар.
Конвективна зона: рух тепла до поверхні
Ближче до поверхні, в конвективній зоні, температура падає до 5 800 градусів. Тут енергія передається через рух речовини — гаряча речовина піднімається вгору, охолоджується і опускається вниз.
Це схоже на кипіння води в каструлі, де бульбашки піднімаються з дна до поверхні.
На поверхні Сонця можна побачити зернисту структуру — це верхня частина конвективних потоків.
Атмосферні шари Сонця та їх температури
Над поверхнею Сонця розташовані шари атмосфери з незвичними температурами.
Хромосфера: червоний шар
Над фотосферою розташована хромосфера — шар товщиною близько 2 000 км. Тут температура підвищується від 4 400 до 25 000 градусів.
Під час повного сонячного затемнення хромосфера видна як тонкий червоний обідок навколо темного диску Сонця.
Червоний колір хромосфери виникає через випромінювання атомів водню, які світяться, як неонові лампи.
Корона: загадковий зовнішній шар
Найзовнішній шар сонячної атмосфери — корона. Вона простягається на мільйони кілометрів. Температура в короні зростає до понад 1 000 000 градусів.
Це схоже на те, якби ви відходили від вогнища, але з кожним кроком ставало гарячіше. Цей парадокс вчені пояснюють дією магнітних полів, які прискорюють частинки в короні.
Корону видно неозброєним оком під час повних сонячних затемнень як сріблясте сяйво навколо темного диска.
Як вчені вимірюють температуру Сонця
Вчені не можуть відправити термометр на Сонце, тому використовують інші методи.
Аналіз світла
Основний метод — аналіз світла, яке випромінює Сонце. Кожен хімічний елемент при певній температурі має свій унікальний “світловий підпис”.
Це схоже на те, як ми визначаємо температуру металу за його кольором: спочатку він стає червоним, потім яскраво-червоним, а при дуже високій температурі — білим.
Математичні розрахунки
Вчені використовують фізичні закони, щоб розрахувати температуру за інтенсивністю та кольором світла від Сонця.
Космічні дослідження
Сьогодні космічні апарати, такі як Parker Solar Probe, наближаються до Сонця на рекордно близьку відстань — 6,2 мільйона кілометрів від поверхні.
Зонд захищений тепловим екраном, який нагрівається до 1 400°C, але прилади всередині залишаються при звичайній температурі.
Вплив температури Сонця на Землю
Тепло Сонця — головне джерело енергії для всіх процесів на Землі. Без нього наша планета була б замерзлою кулею з температурою -240°C.
Сонячна енергія та клімат
Сонячна енергія нагріває поверхню Землі, створює вітри, океанські течії та погодні системи.
Кількість енергії, яку отримує Земля від Сонця, змінюється протягом року через нахил земної осі. Це спричиняє зміну пір року.
Сонячна активність
Сонячна активністьСонце має цикли активності тривалістю близько 11 років. Під час максимумів на поверхні з’являється більше сонячних плям — ділянок з нижчою температурою (близько 4 000°C).
Сильні сонячні спалахи викидають хмари заряджених частинок, які створюють полярні сяйва та іноді впливають на радіозв’язок і електромережі на Землі.
Цікаві факти про температуру Сонця
- Наше Сонце — зірка середньої температури. Блакитні зірки мають температуру поверхні до 50 000°C, а червоні карлики — близько 3 000°C.
- Сонячні плями виглядають темними, бо їх температура на 1 500°C нижча за навколишню фотосферу.
- За одну секунду Сонце виробляє більше енергії, ніж людство використало за всю свою історію.
- Якби атом водню в ядрі Сонця був розміром з вишню, то відстань до наступного атома була б меншою за діаметр людської волосини.
Висновок
Сонце — це величезна термоядерна електростанція з температурою від 5 500°C на поверхні до 15 мільйонів градусів у центрі.
Розуміння температурних характеристик Сонця допомагає нам пояснити процеси на Землі та в космосі. Вивчення Сонця триває, і нові дослідження постійно розширюють наші знання про нашу зірку.
Наступного разу, коли ви відчуєте тепло сонячних променів, згадайте про неймовірні температури, які панують на нашій найближчій зірці, та про енергію, яка подорожувала мільйони кілометрів, щоб зігріти вас.
