Sunce

Report
ISTRAŽUJEMO ZVIJEZDE
ZVIJEZDE . SUNCE .
BAVIMO SE ASTRONOMIJOM
- Svemir je ispunjen bogatim sadržajem. Najbliža
zvijezda Sunce, daje nam toplinu i svjetlost.
- Zračenje zvijezda rastavljeno u spektar otkriva kemijski
sastav i visoku temperature zvijezda.
- Zvijezde svih boja i veličina nastaju iz maglica i
razvijaju se trošeći svoje zalihe, sve zvijezde stare, a
neke nestaju u prasku eksplozije.
- Galaksija ima raznih vrsta, među njima ima i neobičnih
kao što su radio-galaksije i kvazari.
RADIO GALAKSIJE
KVAZARI
-vangalaktički objekti koji vizualno izgledaju kao zvijezde , ali emitiraju
mnogo više energije od stotine galaksija zajedno . Nalaze se na ogromnim
udaljenostima .
• U antici zvijezde su bile zamišljene pribodene za kruti
nebeski svod postavljen iza Saturna, a Zemlja je bila u
središtu malog svijeta.
• Otkada se prišlo mjerenjima svemir je „narastao”.
Veličina koju ono obasjava, brzina kojom se svjetlost
širi, prikazuje drukčiji, veći svemir.
SUNCE JE ZVIJEZDA
Sunce svake sekunde izrači
energiju od 4·10 26 J tj . snaga
zračenja Sunca je 4·10 26 W .
Sunce je prosječna je zvijezda,
109 puta je veća od Zemlje s
temperaturom na površini od
5500 0C , a svjetlost do Zemlje
dolazi za 8 minuta.
SUNCE
• Zvijezda
• Fuzija vodika u helij pri čemu se svake sekunde oslobodi
energija dovoljna čovječanstvu za više od 1000 godina
• Udaljenost od Zemlje: 147,1 milijun km – 1 AJ
• 109
Fotonu
– svjetlosti treba 30000 godina da iz jezgre stigne
• Promjer:
Zemljinih
na površinu Sunca, a samo 8,3 minute da stigne na Zemlju
• Masa: 332,000 Zemljinih
Diferencijska
rotacija
Sunca životnog vijeka
• Starost:• 4,6
mlrd godina
– polovica
Na ekvatoru se okrene svakih 25.4 dana
• Sastav vanjskih
73%
vodik
, 25% helij i
Na slojeva
polovimaSunca:
se okrene
svakih
35 dana
2% drugih elemenata
• reakcijama
Temperatura u
jezgre:
milijunase
K helij,
• Nuklearnim
jezgri15stvara
pozitroni, neutrini, toplina i svjetlost
STRUKTURA SUNCA
1. Jezgra
Prominencija
2. Radijacijska zona
3. Konvekcijska zona
4. Fotosfera
5. Kromosfera
6. Prijelazna zona
Vjetar
7. Korona
8. Sunčev vjetar
Pjege
KAKO JE SUNCE IZGRAĐENO ?
• Sunce je kugla od jako vrućeg plina koji gravitacijska
privlačna sila drži na okupu.
• Vidljivi slojevi Sunca čine njegovu atmosferu. Niži dio
Sunčeve atmosfere je fotosfera („svjetlosna sfera”) iz
koje dolazi zračenje.
• Fotosfera je debela svega nekoliko stotina kilometara.
U njoj se zapažaju Sunčeve pjege.
SUNČEVE PJEGE
- Mjesta na Sunčevoj površini koja
su tamnija i hladnija u odnosu na
čitavu fotosferu zovemo
SUNČEVE PJEGE
- Prvi su ih opazili kineski astronomi
prije 2 000 god. vjerujući da su u
atmosferi
- Galileo Galilei je 1609. prvi
spoznao kako nastaju i da se
nalaze na Sunčevoj površini
Snimka Sunca u rendgenskoj
svjetlosti oslikava visoke
dijelove Sunčeve atmosfere,
kromosferu („sfera boja”),
debljine 15000 km, te koronu
(„kruna”).
Na većim je visinama plin
veoma rijedak. Zato se korona
najbolje vidi tek u vrijeme
pomrčine.
KROMOSFERA
POJAVE NA POVRŠINI I DUBINI
SUNCA
• U dubinu Sunca ne vidimo , no otuda struji snažna energija i
zagrijava čitavo Sunce .
• Energija (toplina) se iz unutrašnjosti Sunca se zbog velike gustoće
Sunčeve tvari rasprostire sporo. Treba proći oko milijun godina .
• Iz zone nuklearnih reakcija energija se prenosi putem zračenja
( rendgensko , ultraljubičasto , vidljivo ) .
• Blizu površini Sunca energiju prenose vrući plinoviti mjehuri .
• Na površini Sunca Sunčeva tvar vrije , miješa se .
POJAVE NA POVRŠINI I U DUBINI SUNCA
FOTOSFERA
Sunčeva dva lica
"mirno" Sunce
"aktivno" Sunce
Sunčeve pjege i prominencije
H - alfa filtar (656,28 nm)- propusnost 0,05 nm
Zvjezdarnica Zagreb - 7. ožujka 2011.
bijela svjetlost
TEMPERATURA PROMINENCIJE
• p· V = N· k ·T
• izobarni proces : pk = pp = p
• korona : p· V = Nk· k ·Tk
• prominencija : p· V = Np· k ·Tp
• Np· k ·Tp = Nk· k ·Tk
• Tp = N k· Tk / Np
Opasno lice Sunca u ekstremno ultraljubičastom zračenju
"Bljeskovi" EUV i X-zračenja
dolaze do Zemlje za 8 minuta
uzrokovajući dodatnu ionizaciju
mikrovalno zračenje
zastoj GPS prijemnika
"zasljepljenje" instrumenata
nor. na satelitu SOHO
Koronograf
umjetna potpuna
pomrčina Sunca
CME ( CORONAL MASS EJECTIOM)
CME i koronine šupljine
1000 – 4000 km/s
masa do 100.106 t
energija 1026 J
Učestalost 0,5 – 5 po danu
koronine šupljine
područja male gustoće - otvorene silnice magnetskog polja
spora komponenta Sunčeva vjetra 400 km/s
brza komponenta Sunčevog vjetra 750 km/s (veća temperatura, manja gustoća)
KORONINI IZBAČAJI PLAZME VELIKE ENERGIJE
CME - protoni i magnetsko polje
dolaze za dan- dva do Zemlje
promjene magn. polja
i druge posljedice
SOHO
L1
ne dolaze svi do Zemlje
Utjecaj Sunčeve aktivnosti na stanje heliosfere
zračenje + magnetsko polje + čestice (kozmičko zračenje)
(Sunčeva) heliosfera
Utjecaj na cijeli Sunčev sustav - helisoferu
Praćenje Sunčeve aktivnosti
Uočavanje Sunčevih pjega - drevni Kinezi
zapisi o intenzitetu polarne svjetlosti - posredni pokazatelj
sustavna opažanja od upotrebe teleskopa, dopllergram, magnetogram, koronograf
suvremena opažanja - širi spektar zračenja, sateliti, helioseizmologija..
Danas - sustavna praćenja sa zemaljskim i svemirskim teleskopima i instrumentima.
Izrada crteža (snimaka) fotosfere
Datum i vrijeme opažanja
Opažački uvjeti - vidljivost...
Fizički elementi (godišnjak)
Broj grupa, zasebnih pjega (Wolfov broj)
Označavanje grupa pjega i tipova po
Zürichškoj klasifikaciji
Dnevni hod
POJAVE NA POVRŠINI I U DUBINI SUNCA
• Sunčeve pjege ukazuju na aktivnost Sunca, oko pjega
se prostiru svjetlije plohe više temperature - baklje.
• Iz pjega izviru snažna magnetska polja, iz tih polja
struje ionizirani plinovi. Najbrže izbačene čestice se
nazivaju Sunčeve kozmičke zrake, one stvaraju u
Zemljinoj atmosferi pojavu polarne svjetlosti.
• Iznad fotosfere dižu se bodlje – spikule te prominencije
(protuberancije).
• Prominencija ima raznih – petljastih, eruptivnih, mirnih.
Po Sunčevu krugu pružaju se u obliku tamnih traka
(filamenti), a izvan ruba viđaju se nalik velikim
vodoskocima.
• Koronine kodenzacije su oblaci visokotemperaturnog
plina u koroni (1 – 10 mil. 0C ) najbolje se vide u
rengenskoj „svjetlosti”, iz dijelova korone struji Sunčev
vjetar.
Granule
Sunčeve pjege
SUNČEVO MAGNETSKO POLJE
Sunčevo magnetsko polje je približno dipolno, sa silnicama koje
izlaze iz jedne, a ulaze u drugu hemisferu, ali zbog diferencijalne
rotacije, silnice magnetskog polja se izobliče.
Sunce ne rotira poput krutog tijela, već ekvatorska područja imaju veću kutnu brzinu, a polarna
manju.
MAGNETSKO POLJE JE UZROK SUNČEVIH
PJEGA!
Kada jakost magnetskog polja postane veća
od kritične, magnetsko polje postaje
nestabilno i njegovi dijelovi počinju izranjati
na površinu. Na tim mjestima nastaju
bipolarne grupe Sunčevih pjega:
sve grupe na jednoj hemisferi (polovici
Sunca) imaju isto ustrojstvo
npr. zapadni dio (tzv. pjege vodilje) pokazuje sjeverni magnetski polaritet (silnice
“izlaze” iz Sunca), a istočni dio (pjege pratilje) južni polaritet (silnice “ulaze” u
Sunce). U isto vrijeme, na suprotnoj hemisferi vodilje su južnog polariteta, a
pratilje sjevernog.
PROMINENCIJE
PROMINENCIJE
ROTACIJA SUNCA
• Kao i svako drugo nebesko tijelo, Sunce se okreće oko
svoje osi.
• Najprije se okrenu ekvartorski krajevi – za 25 dana
(siderički), a 27 dana (sinodički)
• polarnim krajevima za jedan okret treba do 30 dana
(siderički) i 32 (sinodički).
SUNCE - PODATCI
• Promjer Sunca iznosi 1 400 000 km, odnosno 109 puta više
od Zemljina promjera. Sunčev promjer vidimo pod kutom od
0,5 stupnjeva – njegov prividni promjer ( i Mjesec ima takav
prividni promjer ! ).
• Masa Sunca je 333000 puta veća o Zemljine , a 750 puta
veća od mase svih planeta .
• Akceleracija sile teže je oko 28 puta veća nego na Zemlji .
• Prosječna gustoća Sunca je nešto veća od vode – 1.4 puta.
Izvanjski slojevi su rjeđi od Zemljine atmosfere, no s
dubinom im raste gustoća.
CIKLUSI SUNČEVE AKTIVNOSTI
• Pojave na Suncu nisu uvijek
jednako česte . Brojnost
pjega i drugih pojava se jako
mijenja . Sunčeva aktivnost
se odvija u 11-godišnjim
ciklusima .
Aktivnost Sunca se određuje Wolfovim brojem po
formuli :
R = 10·g + f
R- Wolfov broj
g- broj grupa pjega
f- ukupan broj pjega
Napomena : Samo jedna usamljena pjega negdje na Suncu se računa kao
jedna grupa pjega .
Primjer :
g = 4 , f = 23
R=?
R = 10·g + f = 10·4 + 23 = 63 .
ZADATAK
• U trenutku kad je nacrtana ova
slika međunarodni Wolfov boj je
bio R = 98.
• a) Koliki je broj pjega na crtežu ?
• b) Koliki je broj grupa pjega ?
• c) Odredite opažački Wolfov broj
( R0) ?
• d) Odredite opažačku konstantu
k .
•
Odgovori : a) 13 , b) 6 , c) R 0 = 10·g + f = 73 ,
d) k= R/R0 = 98/73 = 1,34.
CIKLUS SUNČEVE AKTIVNOSTI
Vremenski period
u kojem Sunčevo
magnetsko polje
od “mirnog”
postane vrlo
“dinamično” traje
otprilike 11 godina
i pratiti ga pomoću
broja Sunčevih
pjega već puno
stoljeća.
SUNČEV MAKSIMUM (OKO 3 GODINE)
Yohkoh/SXT
razvoj Sunčeve aktivnosti
od minimuma do maksimuma
koronine šupljine
- za maksimuma
u nižim heliografskim širinama
APSORPCIJSKI SPEKTAR SUNCA
IONIZIRANI PLIN
• Ionizirani plin je plin koji se sastoji od ioniziranih atoma
(atomi kojim imaju manjak ili višak elektrona).
• Sunce je građeno od 75% vodika i 29% helija.
• Plin vodik čine 1 proton i 1 elektron koji ga čine
neutralnim, ali ako se izbije elektron vodik postaje
pozitivno nabijen.
• Ionizirani plin se još naziva plazma ( 4 agregatno stanje ) .
IONIZIRANI PLIN
• HI- neutralni atom
vodika
• HII – ionizirani atom
vodika
• HeI – neutralni atom
helija
• HeII- jedanput ionizirani
atom helija
• HeIII – dva puta
ionizirani atom helija
• Ion je toliko pozitivan koliko koliko elektrona izađe iz
atoma.
• Atomi drugih elemenata imaju složeniju jezgru i
elektronski omotač , pa je potrebno privesti drugačiju
energiju, a u plinovima energija je usredotočena
brzinom gibanja čestica (temperatura).
• Pa pri njihovim sudarima dolazi do ionizacije.
• Ionizirani atomi su „manji” od neutralnih, pa se time
postiže veća gustoća. Na taj način su izgrađeni bijeli
patuljci koji dostižu gustoću milijun puta višu od vode.
• Neutronska zvijeze (pulsari) još su manji od bijelih
patuljaka, jer se sastoje od neutrona koji su gusto
zbijeni. Gustoća im je veća od gustoće Zemlje oko
1012 puta .
• Gustoća i veličina zvijezde ovisi u kakvom je stanju
njihova tvar, odnosno njihovi atomi.
GUSTOĆA TVARI
Razmotri :
1. Što je izvor Sunčeve energije i kako se ona prenosi kroz
Sunce ?
2. Koje se pojave zbivaju u fotosferi i iznad nje ?

similar documents