Солнце

> Солнечная система > Солнце

Классификация: относится к звёздам Спектрального класса G (то есть температура поверхности 5-6 тыс K), подкласс 2V, то есть полный спектральный класс G2V.

Звезда как минимум второго поколения — так как в его составе присутствуют тяжёлые элементы, производные от термоядерной реакции, не синтезированные на самом Солнце. Тяжёлые элементы есть и в составе Земли, и в составе тела человека.

С каждым млрд лет становится всё более мощным источником энергии. Из-за этого Зона Жизни отодвигается — раньше в неё попадала Венера и не попадал Марс, а сейчас на Венере стало лишком жарко, а на Марсе стало менее холодно.

Протон-протонная реакция

Суть: объединение нескольких ¹H в ⁴He.

1. Объединение 2 ¹H, в результате получается ²H + электрон + электронное нейтрино
2. К ²H добавляется ещё ¹H, с образованием ³He + электронное нейтрино
3. 2 ³He объединяются и получается ⁴He + ¹H + ¹H

Хотя на самом деле всё сложнее:

• 2 Протона в 99.75% случаев образуют ²He, с периодом полураспада < 10⁻⁹ с. Но в 0.25% случаев 2 Протона образуют Дейтерий и Позитрон.
• Дейтерий сливается с ещё одним Протоном, образуя ³He.
• 2 ³He образуют стабильный ⁴He.

Именно из-за этого 0.25% Звёзды так долго горят. Если бы Дейтерий образовывался чаще, звезда бы сгорела за пару лет.

Также 0.8% энергии, генерируемой Солнцем, поступает не из Протон-Протонного цикла, а из Цикла CNO. Ожидается, что с возрастом доля энергии от Цикла CNO будет расти. У звёзд меньше или около массы Солнца главный процесс — Протон-протонный, а CNO-цикл незначителен. Температура в ядре скромная по звёздным меркам, а p-p не привередлива, ей хватает 10-15 млн K. В звёздах > 1.3 масс Солнца энергия уже в основном через CNO-цикл — там температура выше, а скорость CNO резко растёт с температурой.В очень массивных звёздах сначала образование Гелия через CNO, когда Водород заканчивается — тройной альфа-процесс (гелий → углерод). Дальше — углеродное горение, неоновое, кислородное, кремниевое. И в финале формируется железное ядро. После этого сверхновая.

В Солнце же когда закончится Водород, останется гелиевое ядро. Термоядерные реакции там остановятся, ядро будет сжиматься под гравитацией, благодаря чему нагреваться. Вокруг гелиевого ядра образуется слой, где ещё есть водород. Там начинается оболочечное горение через p-p. Энергии становится больше, чем раньше, внутри сжимается, снаружи раздувается. Солнце превращается в красного гиганта — радиус увеличивается примерно до орбиты Земли.

Когда температура в центре достигнет ~100 млн K, начнётся тройной альфа-процесс: гелий → углерод (+ немного кислорода). У звезды солнечного типа это резко — гелиевая вспышка. Затем спокойная фаза горения гелия — Солнце уменьшится и некоторое время будет спокойно сжигать гелий.

Когда гелий догорит, ядро станет углеродно-кислородным. Температуры для сжигания углерода уже не хватит. Внешние слои будут сброшены. Образуется планетарная туманность, а в центре останется белый карлик — плотное, горячее ядро размером примерно с Землю.

Как потухнет

Не взорвётся, так как слишком мало массы для этого. Должно быть 8-10 солнечных масс.

Когда термоядерное топливо заканчивается, нет давления изнутри, сдерживающего силы гравитации. Ядро сжимается, и ему начинают противостоять другие силы — квантовые силы давления вырожденных электронов. Благодаря этому Солнце станет Белым карликом. Оболочка разлетится, а давление вырожденных электронов в этом маломассивном Белом карлике будет достаточно для сдерживания от коллапса. Если бы было массивнее, прошло бы стадию Белого карлика, и в дальнейшем давление сдерживалось бы следующей квантовой силой — давлением вырожденных нейтронов. Это будет сопровождаться взрывом Сверхновой и превращением в Нейтронную звезду. Если же масса 45+ масс солнечных, давление продавит и давление вырожденных нейтронов. И образуется Чёрная дыра.

Но если бы Солнце было большей Массы раз в 10-15, Жизнь бы не успела зародиться — такие Звёзды живут очень мало — несколько млн лет. В отличие от Солнца, которое живёт 10 млрд лет.

Гелиосфера

частный случай более общего явления Астросферы.

Играет важную роль в защите Солнечной системы от Галактического космического излучения.

Область пространства, в которой Солнечный ветер движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Солнечный ветер — поток ионизированных атомов Солнечной короны (в основном Электронов, Протонов и Альфа-частиц) и магнитных полей. По мере того, как Солнце вращается, делая оборот за 27 суток, Магнитное поле, переносимое Солнечным ветром, принимает форму Спирали. Земля проходя через витки Спирали взаимодействует с ней Магнитным полем, что может приводить к Магнитным бурям.

Если вам есть что дополнить в статье — напишите это в комментариях.