Найбільші запаси води знаходяться на сонці. Поширені міфи про сонце

Беремо участь з дітьми в Олімпіаді "Музеї. Парки. Садиби".
У кожного об'єкта є попередні заочний тур, п'ять питань про музей / парку / садибі, які носять такий собі ознайомчий характер. Ось у одного такого наукового музею було питання, винесене в заголовок.

Питання були Риті, 5 клас.
Рита озвучує відповідь, занадто очевидний, на що я говорю, що непогано б чисто для проформи, уточнити в інтернеті.
Рита уточнила :) Відповідь виявилася неочевидним :)))

Наводжу варіанти відповідей:
на Марсі
на землі
на сонці
на Юпітері

А чи не на Землі! :)))
На сонці! Ага.

Фраза про те, що на Сонці є вода, звучить дуже дивно, проте вода на Сонце є, і її досить багато. Вода має дуже просту формулу: для її освіти потрібен тільки водень і кисень. І те й інше на Сонце в надлишку. До того ж молекула води є однією з найміцніших в природі, а на Сонці можуть існувати не всі молекули, а лише найстійкіші і невибагливі, тому вода на Сонце є, і хоча в процентах молекули води становлять незначну частку від маси Сонця, в абсолютних величинах запасів прісної води на Сонце більше, ніж де б то не було в нашій Сонячній системі.

Можна відзначити, що, так як молекули, в тому числі молекули води, чутливі до температури, то переважно вони утворюються в областях низької температури. На Сонці такими ділянками є сонячні плями, що мають температуру всього близько 4,5 тисячі градусів (оточені вони областями з температурою 6 тисяч градусів). Саме в плямах, а також в дуже тонкому шарі під поверхнею Сонця, званому областю температурного мінімуму, зосереджені основні запаси води на Сонце. Так що в деякому сенсі, коли в Середньовіччі люди вважали, що сонячні плями - це озера води на сонячній поверхні, вони були в якомусь сенсі не дуже далеко від істини.

Ну, і з вікіпедії: Земля, 71% поверхні якої покрито водними океанами, є на наразі єдиною відомою в Сонячній системі планетою, що містить воду в рідкому стані. Є наукові дані, що на деяких супутниках планет-гігантів (Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна) вода може перебувати під товстою корою льоду, що покриває небесне тіло. Однак однозначних доказів наявності рідкої води в Сонячній системі, крім як на Землі, на даний момент немає. Океани і вода можуть бути в інших зоряних системах і / або на їх планетах та інших небесних тілах на їх орбіті. Наприклад, водяна пара був виявлений в 2007 році в протопланетному диску в 1 а.о. від молодої зірки MWC 480.

Присутність води на Сонце вже давно було заявлено гіпотетично, але довести це було справжнім випробуванням для вчених.

Поверхня Сонця має температуру близько 6 000 кельвінів. Там настільки спекотно, що атоми водню іонізується, і молекулярні зв'язки просто розриваються. Це досить негостинна атмосфера для молекул, таких як Н 2 О.

Незважаючи на це, потенціал для утворення молекул води на сонці все-таки є. Вчені спостерігали велику кількість кисню в спектрах Сонця. На а водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті, і більшість маси Сонця становить саме водень. Все, що необхідно для утворення молекули води, так це досить прохолодна температура для «зборки» водню і кисню, щоб вони могли зібратися разом, утворюючи воду.

Виявляється таке місце є в сонячних плямах. Зазвичай ми думаємо про сонячні плями, як темних областях на Сонці - але насправді вони не є темними, вони тьмяніше, ніж в інших частинах світила, тому здаються темними на знімках.

Усередині великого сонячної плями, температура знижується до 3500 К, що досить прохолодно для формування молекул води. Природно, що вона існує там тільки у вигляді водяної пари, але зате можна впевнено стверджувати, що на поверхні Сонця дійсно є вода!

Статті по темі:

Новини по темі:

Нова теорія може допомогти фізикам вирішити деякі з їхніх найбільших проблем з часом - перш за все те, що вони до цих пір неясно, чому час йде тільки в одному напрямку.

Сьогодні ми продовжуємо наукову рубрику і хочемо розвінчати деякі поширені міфи про Сонце. Про Сонце розповідають вчені, фахівці в дослідженні Сонця.

Аудіо-випуск передачі

http://sun-helps.myjino.ru/sop/20190902_sop.mp3

Міф перший: на Сонці немає води.

Це не правда. Розповідає Сергій Богачов, доктор фізико-математичних наук, головний науковий співробітник Лабораторії рентгенівської астрономії Сонця ФІАН.

Фраза про те, що на Сонці є вода, звучить дуже дивно, проте вода на Сонце є, і її досить багато. Звідки вона там береться і в якому вигляді існує? Вода має дуже просту формулу: для її освіти потрібен тільки водень і кисень. І те й інше на Сонце в надлишку. Проте цього зовсім не достатньо, щоб вода неодмінно утворилася. Наприклад, на Сонце є всі компоненти, щоб зробити молекулу ДНК, але це не означає, що така молекула може там існувати, так як, звичайно ж, вона буде відразу зруйнована під дією температури. Іншими словами, на Сонці можуть існувати не всі молекули, а лише найстійкіші, самі невибагливі. Такий молекулою є, зокрема, чадний газ (CO), який на рідкість стійкий завдяки потрійний валентного зв'язку. Ще одна молекула - азот (N2). А також, як не дивно - молекула води, яка є однією з найміцніших в природі! Так що вода на Сонце є, і хоча в процентах молекули води становлять незначну частку від маси Сонця, в абсолютних величинах запасів прісної води на Сонце більше, ніж де б то не було в нашій Сонячній системі.

Так як молекули води, чутливі до температури, то переважно вони утворюються в областях низької температури. На Сонці такими ділянками є сонячні плями, що мають температуру всього близько 4,5 тисячі градусів. Саме в плямах, а також в дуже тонкому шарі під поверхнею Сонця, званому областю температурного мінімуму, зосереджені основні запаси води на Сонце. Так що, коли в Середньовіччі люди вважали, що сонячні плями - це озера води на сонячній поверхні, вони були не дуже далеко від істини.

Міф другий: Сонце весь час знаходиться на одному місці.

Це не правда. Розповідає Володимир Кузнєцов, доктор фізико-математичних наук, директор Інституту земного магнетизму, іоносфери і поширення радіохвиль РАН, дійсний член Міжнародної академії астронавтики.

Сонце є типовою зіркою, яких дуже багато у Всесвіті. Воно знаходиться в складі галактики Чумацький шлях. Наша Галактика має спіральну структуру, і зірки концентруються в її рукавах і між ними. Всі вони, як і Сонце, обертаються навколо центру Галактики. Для Сонця рух навколо центру Галактики відбувається зі швидкістю 217 кілометрів на секунду. Швидкість висока, але, оскільки масштаби величезні, свій оборот Сонце робить приблизно за 250 мільйонів років (галактичний рік). Таким чином, Сонце безперервно рухається в космічному просторі навколо центру Галактики.

Сонце є центром Сонячної системи, в яку входить саме Сонце як центральне тіло і планети, які мають дуже маленьку масу і тому обертаються навколо Сонця, мало впливаючи на рух самого Сонця. Маса Сонця набагато більше мас всіх планет, тому центр мас Сонячної системи знаходиться всередині самого Сонця. Оскільки планети рухаються з різною швидкістю і змінюють своє положення по відношенню до Сонця, центр мас переміщається всередині Сонця, і Сонце обертається навколо цього рухомого центру мас. Таким чином, рух Сонця відбувається навколо центру Галактики і центру мас Сонячної системи.

МІФ ТРЕТІЙ: Сонце складається з вогняної лави

Це не правда. Розповідає Володимир Кузнєцов - доктор фізико-математичних наук, директор Інституту земного магнетизму, іоносфери і поширення радіохвиль РАН, дійсний член Міжнародної академії астронавтики

Сонце, як типова зірка, утворилося при стисненні протооблака. Вважається, що Сонце є зіркою третього покоління. Коли стався вибух і утворився Всесвіт, виникли елементарні частинки і водень, газ почав гравітаційно стискатися, утворюючи скупчення галактик, галактики, скупчення зірок і самі зірки. Потім ці зірки вибухнули, і їх речовина було викинуто в міжзоряний простір. Сонце утворилося з міжзоряної речовини, два рази побував в інших зірках, які стискалися і вибухали. Крім водню, в ньому є важкі елементи, які утворюються при високому тиску, тобто при стисненні зірки.

Речовина, з якого складається Сонце, відповідає космічної поширеності елементів, серед яких переважає водень. Також в ньому утворилися і невеликі домішки різних важких елементів, і якщо ми дивимося на Сонце, ми бачимо лінії випромінювання цих елементів, тобто це плазма, нагріта до високої температури. Вона не може перетворитися в речовину, яке ми бачимо на Землі, в тверде тіло і так далі, тому що вона нагріта до високої температури, і джерелом цієї енергії є термоядерні реакції, які виникають в надрах Сонця. Це та термоядерна енергія, яку ми хочемо отримати на Землі. Умови для протікання ядерних реакцій виникають за рахунок високого тиску і високої температури в центрі Сонця, у вигляді випромінювання виділяється ядерна енергія поширюється назовні, і все ионизует - і нутрощі Сонця, і сонячну корону. Далі сонячна плазма переходить в сонячний вітер, і ми реєструємо його частки. Це і є те, що витікає зі самого Сонця, це не важка вогненна лава, а плазма, з якої воно складається.

ПостНаука розвінчує наукові міфи і знайомить читачів з коментарями наших експертів, які пояснюють загальноприйняті помилки. Ми попросили наших авторів розповісти про причини, за якими сформувалися ті чи інші усталені уявлення про Сонце.

На Сонці немає води

Це не правда. Фраза про те, що на Сонці є вода, звучить дуже дивно, проте вода на Сонце є, і її досить багато. Звідки вона там береться і в якому вигляді існує? Вода має дуже просту формулу: для її освіти потрібен тільки водень і кисень. І те й інше на Сонце в надлишку. Проте цього зовсім не достатньо, щоб вода неодмінно утворилася. Наприклад, на Сонце є всі компоненти, щоб зробити молекулу ДНК, але це не означає, що ця молекула може там існувати, так як, звичайно ж, вона буде відразу зруйнована під дією температури. Іншими словами, на Сонці можуть існувати не всі молекули, а лише найстійкіші, самі невибагливі. Такий молекулою є, зокрема, чадний газ (CO), який на рідкість стійкий завдяки так званої потрійної валентного зв'язку. Ще одна молекула - азот (N2). І як не дивно, це і молекула води, що є, завдяки щасливому збігу обставин, однією з найміцніших в природі. Так що вода на Сонце є, і хоча в процентах молекули води становлять незначну частку від маси Сонця, в абсолютних величинах запасів прісної води на Сонце більше, ніж де б то не було в нашій Сонячній системі.

Сергій Богачов

Сонце весь час знаходиться на одному місці

Це не правда. Сонце є типовою зіркою, яких дуже багато у Всесвіті. Воно знаходиться в космосі, де зосереджена велика частина газу і зірок, які утворилися з цього газу. Наша Галактика має спіральну структуру, і зірки концентруються в її рукавах, між ними і так далі. Всі вони, як і Сонце, обертаються навколо центру Галактики. Для Сонця рух навколо центру Галактики відбувається зі швидкістю 217 кілометрів на секунду. Швидкість висока, але, оскільки масштаби величезні, свій оборот Сонце робить приблизно за 250 мільйонів років (галактичний рік). Таким чином, Сонце безперервно рухається в космічному просторі навколо центру Галактики.

Сонце є центром Сонячної системи, в яку входить саме Сонце як центральне тіло і планети, які мають дуже маленьку масу і тому обертаються навколо Сонця, мало впливаючи на рух самого Сонця. Маса Сонця набагато більше мас всіх планет, тому центр мас Сонячної системи знаходиться всередині самого Сонця. Оскільки планети рухаються з різною швидкістю і змінюють своє положення по відношенню до Сонця, центр мас переміщається всередині Сонця, і Сонце обертається навколо цього переміщається всередині нього центру мас. Таким чином, рух Сонця відбувається навколо центру Галактики і центру мас Сонячної системи.

Володимир Кузнєцов

Влітку Сонце ближче до Землі, ніж взимку

Це не правда. Почнемо з того, що відстань між Сонцем і Землею дійсно не є постійним, а змінюється протягом року. Це пов'язано з тим, що Земля обертається навколо Сонця не по колу, а «майже по колу». Фігура, яку представляє собою орбіта Землі, як і орбіти всіх інших планет нашої Сонячної системи, називається еліпсом. В цілому орбіти планет можуть бути як завгодно витягнутими. Таку орбіту, зокрема, має Плутон, який під час плутоніанского літа наближається до Сонця на відстань «всього» 4,5 мільярда кілометрів, а «взимку» віддаляється від Сонця на 7,5 мільярда. До слова, рік на Плутоні триває 250 років. Якби орбіта Землі була б схожа на орбіту Плутона, то видимий розмір Сонця на небі протягом року змінювався б в два рази, а потоки тепла і світла, які падають на Землю взимку і влітку, розрізнялися б в 4 рази. Середня температура на Землі взимку була б близько мінус 50 ° C на екваторі, а біля полюсів - в районі мінус 150 ° C, і, швидше за все, ці рядки просто нікому було б читати. На щастя, орбіта Землі - це майже коло. Середня відстань від Сонця до Землі становить майже 150 мільйонів кілометрів (світло проходить цю відстань трохи більше ніж за 8 хвилин). У ближній точці орбіти Земля наближається до Сонця на 2,5 мільйона кілометрів, а в далекій точці видаляється на таку ж відстань. Відповідну зміну відстані складає всього 1,5%. На таку ж частку змінюється видимий розмір диска Сонця на небі протягом року. Зрозуміло, більшість людей цього навіть не помічає.

І все ж, коли Сонце найближче до Землі - влітку або взимку? Відповідь на це питання відомий: Земля проходить через ближню точку своєї орбіти щороку приблизно в один і той же час - майже відразу після новорічних свят, близько 3-4 січня. Іншими словами, в цей час на небі можна побачити Сонце максимально великого розміру. Чи стає в цей день хоч трохи тепліше? Строго кажучи, так, так як близькість до Сонця збільшує середню температуру на 2-3 градуси, але, звичайно ж, зміна пір року при тій орбіті Землі, яку ми маємо, ніяк не пов'язана з відстанню до Сонця. Набагато важливішою в нашому земному житті є висота Сонця над горизонтом і, як наслідок, щільність падаючих на поверхню Землі сонячних променів. А вона, особливо на високих широтах, на яких знаходиться велика частина нашої країни, змінюється протягом року не на 1-2%, а в кілька разів.

Втім, є і набагато більш простий спосіб зрозуміти, що часи року ніяк не пов'язані з відстанню до Сонця. Досить згадати, що січень є центральним місяцем зими лише в північній півкулі. У південній півкулі на цей же самий час припадає пік літа. Відповідно, для більшості жителів тієї ж Південної Америки той факт, що Сонце найближче в січні, ймовірно, не здається таким дивним, як для нас.

Сергій Богачов

доктор фізико-математичних наук, головний науковий співробітник Лабораторії рентгенівської астрономії Сонця ФІАН

Сонце складається з вогняної лави

Це не правда. Сонце, як типова зірка, утворилося при стисненні протооблака. Вважається, що Сонце є зіркою третього покоління. Коли стався вибух і утворився Всесвіт, виникли елементарні частинки і водень, газ почав гравітаційно стискатися, утворюючи скупчення галактик, галактики, скупчення зірок і самі зірки. Потім ці зірки вибухнули, і їх речовина було викинуто в міжзоряний простір. Сонце утворилося з міжзоряної речовини, два рази побував в зірках, які стискалися і вибухали. Крім водню, в ньому є важкі елементи, які утворюються при високому тиску, тобто при стисненні зірки.

Речовина, з якого складається Сонце, відповідає космічної поширеності елементів, серед яких переважає водень. Також в ньому утворилися і невеликі домішки різних важких елементів, і якщо ми дивимося на Сонце, ми бачимо лінії випромінювання цих елементів, тобто це плазма, нагріта до високої температури. Вона не може перетворитися в речовину, яке ми бачимо на Землі, в тверде тіло і так далі, тому що вона нагріта до високої температури, і джерелом цієї енергії є термоядерні реакції, які виникають в надрах Сонця. Це та термоядерна енергія, яку ми хочемо отримати на Землі. Умови для протікання ядерних реакцій виникають за рахунок високого тиску і високої температури в центрі Сонця, у вигляді випромінювання виділяється ядерна енергія поширюється назовні, і все ионизует - і нутрощі Сонця, і сонячну корону. Далі сонячна плазма переходить в сонячний вітер, і ми реєструємо його частки. Це і є те, що витікає зі самого Сонця, це та плазма, з якої воно складається.

Володимир Кузнєцов

доктор фізико-математичних наук, директор Інституту земного магнетизму, іоносфери і поширення радіохвиль РАН, дійсний член Міжнародної академії астронавтики

В майбутньому Сонце збільшиться і знищить все живе на Землі

Це правда. Існують зірки, які називаються «червоні гіганти». Вони мають приблизно таку ж масу, що і Сонце, але приблизно вдвічі старша за нього. І при тій же самій масі їх розмір в десятки разів перевищує розмір нашого Сонця. Теорія зоряної еволюції, яка зараз непогано розроблена, пояснює це досить природним чином - як результат еволюційних змін, що відбуваються в зірках після того, як в їхніх надрах, де зараз відбувається термоядерна реакція перетворення водню в гелій, поступово закінчується термоядерна пальне (водень). Таке ж збільшення розмірів неодмінно станеться і з Сонцем. У майбутньому воно поступово має роздутися до таких розмірів, що, ймовірно, орбіта Венери виявиться всередині нашої зірки. При цьому кількість енергії, яку Сонце буде випромінювати, багаторазово перевершить сучасний рівень.

Звичайно, в цей час не тільки життя на Землі буде неможлива, але і взагалі з нашої планети зникне вода, випарується атмосфера, залишиться суха розпечена пустеля. Але це буде в дуже далекому майбутньому, через не менш ніж 5 мільярдів років від нашого часу. Це колосальний термін, він майже в сто разів довше, ніж відрізок часу, який відділяє нас від епохи динозаврів, коли людей взагалі ще не існувало. Тому нам не потрібно турбуватися про долю наших далеких нащадків. Якщо до того часу доживе високорозвинене суспільство, його можливості будуть непредставімо високими для нас, і люди напевно придумають спосіб знайти собі більш підходяще місце для життя.

Анатолій Засов

доктор фізико-математичних наук, професор кафедри астрофізики і зоряної астрономії фізичного факультету МДУ, завідувач відділом позагалактичні астрономії ГАІШ МГУ