A Föld Napja: Tények a Nap koráról, méretéről és történetéről

Az egyik első kép, amelyet az ESA/NASA Solar Orbiter készített 2020 -ban, a nap első zárásakor.

Az egyik első kép, amelyet az ESA/NASA Solar Orbiter készített 2020 -ban, a nap első zárásakor. (Kép jóváírása: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

Ugorj:



A Nap a Naprendszer szívében fekszik, ahol messze a legnagyobb objektum. A Naprendszer tömegének 99,8% -át birtokolja, és nagyjából 109 -szerese a Föld átmérőjének - körülbelül egymillió Föld fér el a Nap belsejében.



A Nap felszíne körülbelül 10 000 Fahrenheit (5500 Celsius fok) meleg, míg a magban a hőmérséklet eléri a több mint 15 millió C -ot, nukleáris reakciók hatására. Egy másodperc alatt 100 milliárd tonna dinamitot kell felrobbantani, hogy megfeleljen a nap által termelt energiának NASA .

A Nap egy a több mint 100 milliárd közül csillagok a Tejútban . Körülbelül 25 000 fényév körül kering a galaktikus magtól, és körülbelül 250 millió évente befejez egy forradalmat. A Nap viszonylag fiatal, az I. népesség néven ismert csillaggeneráció része, amelyek viszonylag gazdagok a héliumnál nehezebb elemekben. A csillagok egy régebbi generációját Populáció II -nek hívják, és létezhetett a III. Populáció egy korábbi generációja, bár ennek a generációnak még nem ismert tagja.



Összefüggő: Mennyire meleg a nap?

Hogyan alakult ki a nap

A Nap körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt született. Sok tudós úgy gondolja, hogy a Nap és a Naprendszer többi része egy óriási, forgó gáz- és porfelhőből alakult ki, amelyet a Nap ködének neveznek. Ahogy a köd a gravitációja miatt összeomlott, gyorsabban pörgött és koronggá lapult. Az anyag nagy részét a középpont felé húzták, hogy a napot képezzék.

Összefüggő: Hogyan alakult ki a nap?



A Napnak elegendő nukleáris üzemanyaga van ahhoz, hogy még 5 milliárd évig maradjon a jelenlegi állapotában. Ezt követően duzzadni fog, hogy a vörös óriás . Végül kiszabadítja a külső rétegeit, a maradék mag pedig fehér törpévé válik. Lassan a fehér törpe elhalványul, és a végső fázisába halvány, hűvös elméleti tárgyként lép, amelyet néha fekete törpe .

Összefüggő: Mikor fog meghalni a nap?

Diagram, amely a Napot a Naprendszerünk közepén mutatja (nem méretarányos).



Diagram, amely a Napot a Naprendszerünk közepén mutatja (nem méretarányos).(Kép jóváírása: NASA/JPL-Caltech)

A Nap belső szerkezete és légköre

A nap és a a nap hangulatát több zónára és rétegre vannak felosztva. A napelem belseje belülről kifelé a magból, a sugárzó zónából és a konvekciós zónából áll. A fenti napfény a fotoszférából, a kromoszférából, az átmeneti régióból és a koronából áll. Ezen túl van a napszél , a gáz kiáramlása a koronából.

A mag a nap közepétől a felszínének mintegy negyedéig terjed. Bár a Nap térfogatának csak nagyjából 2% -át teszi ki, majdnem 15 -szöröse az ólom sűrűségének, és a Nap tömegének közel felét tartja. Következik a sugárzó zóna, amely a magtól a nap felszínének 70% -áig terjed, ami a nap térfogatának 32% -át és tömegének 48% -át teszi ki. A magból érkező fény szétszóródik ebben a zónában, így egyetlen foton áthaladása egymillió évig is eltarthat.

A konvekciós zóna eléri a nap felszínét, és a nap térfogatának 66% -át teszi ki, de csak alig több mint 2% -át. Ebben a zónában a gázok konvekciós „konvekciós cellái” dominálnak. A napelemes konvekciós celláknak két fő fajtája létezik - a granulálócellák körülbelül 1000 mérföld (1000 kilométer) szélesek és a szupergranulációs cellák körülbelül 30 000 kilométer átmérőjűek.

A fotoszféra a Nap légkörének legalsó rétege, és a látott fényt bocsátja ki. Körülbelül 500 kilométer vastag, bár a fény nagy része a legalacsonyabb harmadából származik. A fotoszféra hőmérséklete alul 6125 C (11 000 F), felül pedig 7 125 F (4 125 C). Következik a kromoszféra, amely melegebb, akár 19 500 fok (35500 F), és láthatóan teljes egészében tüskés szerkezetekből áll, amelyeket tipikusan 1000 kilométer átmérőjű és legfeljebb 10 000 kilométer magas tüskéknek neveznek. .

Ezt követően a néhány száz -néhány ezer mérföld vastagságú átmeneti régió, amelyet a fölötte lévő korona felmelegít, és fényének nagy részét ultraibolya sugarakként bocsátja el. A tetején a szuper forró korona található, amely olyan szerkezetekből áll, mint hurkok és ionizált gázáramok. A korona általában 900 000 F (500 000 C) és 10,8 millió F (6 millió C) között mozog, és akár tízmillió fokot is elérhet, ha napkitörés következik be. A korona anyagát a napszél fújja le.

Összefüggő: Űrjárás: napfoltok, napkitörések és koronatömegek

A Nap mágneses mezeje

A Nap mágneses tere jellemzően csak kétszer olyan erős, mint a Föld mágneses tere. Azonban kis területeken erősen koncentrálódik, a szokásosnál akár 3000 -szer erősebb. A mágneses térben ezek a csavarodások és fordulatok azért alakulnak ki, mert a Nap gyorsabban forog az Egyenlítőn, mint a magasabb szélességeken, és mivel a Nap belső részei gyorsabban forognak, mint a felszín.

Összefüggő: A hatalmas mágneses „kötelek” erőteljes naprobbanásokat hajtanak végre

Ezek a torzulások a napfoltoktól a látványos kitörésekig terjedő funkciókat hoznak létre fellángolások és koronális tömegek kilökődései. A fáklyák a Naprendszer legerőszakosabb kitörései, míg a koronatömeg -kilökődések kevésbé erőszakosak, de rendkívüli mennyiségű anyagot tartalmaznak - egyetlen kilövés nagyjából 20 milliárd tonna (18 milliárd tonna) anyagot bocsáthat ki az űrbe.

A nap kémiai összetétele

A legtöbb más csillaghoz hasonlóan a Nap is hidrogénből áll, ezt követi a hélium. Szinte az összes többi anyag hét másik elemből áll - oxigén, szén, neon, nitrogén, magnézium, vas és szilícium. Naponként minden 1 millió hidrogénatomra 98 000 hélium, 850 oxigén, 360 szén, 120 neon, 110 nitrogén, 40 magnézium, 35 vas és 35 szilícium tartozik. Ennek ellenére a hidrogén a legkönnyebb az összes elem közül, ezért csak a nap tömegének nagyjából 72% -át teszi ki, míg a hélium körülbelül 26% -ot.

Összefüggő: Miből áll a nap?

Nézze meg, hogyan működnek a napkitörések, a napviharok és a hatalmas napkitörések ebben a demokratija.eu infografikában. A napvihar teljes infografikáját itt tekintheti meg.

Nézze meg, hogyan működnek a napkitörések, a napviharok és a hatalmas napkitörések ebben a demokratija.eu infografikában. A napvihar teljes infografikáját itt tekintheti meg .(Kép jóváírása: Karl Tate/demokratija.eu)

Napfoltok és napciklusok

A napfoltok viszonylag hűvös, sötét vonások a nap felszínén, amelyek gyakran nagyjából kör alakúak. Ott bukkannak fel, ahol a nap belsejéből származó sűrű mágneses mező kötegek áttöri a felszínt.

A napfoltok száma a nap mágneses aktivitásának függvényében változik - ennek a számnak a változása, a minimumoktól a maximumokig, legfeljebb a nagyjából 250 napfoltokig vagy napfoltok halmazáig, majd a minimumig, a napciklus néven ismert, és átlagosan kb. 11 év hosszú. A ciklus végén a mágneses mező gyorsan megfordítja polaritását.

Összefüggő: 24 év legnagyobb napfoltja lenyűgözi a tudósokat, de rejtélyeket is rejt

A Nap megfigyelésének története

Művész

Az ESA-NASA Solar Orbiter és a NASA Parker Solar Probe jelenleg példátlan részletességgel vizsgálja a napot közelebbről, mint bármely más űrhajó.(Kép jóváírása: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL)

Az ókori kultúrák gyakran módosították a természetes sziklaalakzatokat, vagy kőemlékeket építettek a nap és a hold mozgásának megjelölésére, az évszakok feltérképezésére, naptárak készítésére és a napfogyatkozások megfigyelésére. Sokan azt hitték, hogy a Nap kering a Föld körül, és az ókori görög tudós, Ptolemaiosz ezt a „geocentrikus” modellt i. E. 150 -ben formalizálta. Aztán 1543 -ban Nicolaus Copernicus leírta a Naprendszer heliocentrikus (napközpontú) modelljét, és 1610. Galileo Galilei a Jupiter holdjainak felfedezése megerősítette, hogy nem minden égitest kering a Föld körül.

Ha többet szeretne megtudni a nap és más csillagok működéséről, a rakétákat használó korai megfigyelések után a tudósok elkezdték tanulmányozni a Napot a Föld pályájáról. A NASA nyolc keringő obszervatórium sorozatát indította el a Keringő Solar Observatory 1962 és 1971 között. Hét közülük sikeres volt, és többek között ultraibolya és röntgen hullámhosszon elemezték a napot, és fényképezték a szuper forró koronát.

1990 -ben a NASA és az Európai Űrügynökség elindította az Ulysses szondát, hogy elvégezze a poláris régiók első megfigyeléseit. 2004 -ben a NASA Genesis űrszondája a napszél mintáit visszaküldte a Földre tanulmányozásra. 2007-ben a NASA kettős űrhajója Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) küldetése visszaadta a nap első háromdimenziós képeit. A NASA 2014-ben megszakította a kapcsolatot a STEREO-B-vel, amely 2016-ban egy rövid időszak kivételével nem volt kapcsolatban. A STEREO-A továbbra is teljesen működőképes.

Az Solar és Heliospheric Observatory (SOHO), amely tavaly ünnepelte 25 évét az űrben, eddig az egyik legfontosabb napenergia -küldetés volt. A napszél, valamint a nap külső rétegeinek és belső szerkezetének tanulmányozására tervezték, és a felszín alatti napfoltok szerkezetét, a napszél gyorsulását mérte, koronális hullámokat és napsütéses tornádókat fedezett fel, több mint 1000 üstökösöt talált. és forradalmasította képességünket az űrjárás előrejelzésére.

A 2010-ben elindított Solar Dynamics Observatory (SDO) soha nem látott részleteket adott vissza a kifelé és a napfoltoktól távol áramló anyagokról, valamint a nap felszínén végzett extrém közeli felvételekről és az első nagy felbontású mérésekről napkitörések szélsőséges ultraibolya hullámhosszak széles tartományában.

A napfigyelő flotta legújabb kiegészítője a NASA Parker Solar Probe, amelyet 2018-ban indítottak el, és az ESA/NASA Solar Orbiter, amelyet 2020-ban indítottak el. Mindkét űrhajó közelebb kerüli a napot, mint bármely más űrhajó, kiegészítve a környezet mérését. a csillag környéke.

A Parker Solar Probe közeli áthaladásai során beleveti magát a nap külső légkörébe, a koronába, amelynek ellen kell állnia az egymillió Fahrenheit foknál melegebb hőmérsékletnek. Legközelebb a Parker Solar Probe mindössze 4 millió mérföldet (6,5 millió km) repül a nap felszínére (a Nap és a Föld közötti távolság 150 millió km). Az elvégzett mérések segítenek a tudósoknak többet megtudni arról, hogyan áramlik az energia a Napon, a napszél szerkezetéről, valamint arról, hogy az energetikai részecskék hogyan gyorsulnak és szállulnak.

Összefüggő: A NASA Parker Solar Probe szegezi a napsütést, ahogy az űrjárási ciklus felfelé ível

Míg a Solar Orbiter nem repül olyan közel, mint a Parker Solar Probe, csúcstechnológiájú kamerákkal és teleszkópokkal van felszerelve, amelyek a lehető legközelebbi távolságból vesznek fel képeket a nap felszínéről. Technikailag nem volt lehetséges, hogy a Parker Solar Probe olyan kamerát vigyen magával, amely közvetlenül a nap felszínére néz.

Legközelebb a Solar Orbiter körülbelül 26 millió mérföld (43 millió km) távolságra halad el a csillagtól - körülbelül 25% -kal közelebb, mint a Merkúr. Az első perihelion során, az ellipszis alakú pályájának a naphoz legközelebb eső pontjánál az űreszköz megközelítette a napot, mintegy a föld távolságáig. A tavaly júniusban megjelent első perihelion során megszerzett képek voltak a legközelebbi napfényképek, és a csillag felszínén korábban láthatatlan vonásokat fedeztek fel - miniatűr fáklyákat a tábortüzeket.

Miután a Solar Orbiter befejezte néhány közeli menetét, a misszióvezérlők elkezdik kiemelni pályáját a bolygók körüli ekliptikus síkból, hogy az űrhajó kamerái felvehessék az első közeli képeket a nappólusokról. A poláris régiók aktivitásának feltérképezése segít a tudósoknak jobban megérteni a nap mágneses mezőjét, amely a 11 éves napciklusot hajtja.

Ezt a cikket 2021. június 9 -én frissítette a demokratija.eu vezető írója, Tereza Pultarova.