Sonce je središče sončnega sistema in vir vsega življenja in energije tukaj na Zemlji. Predstavlja več kot 99,86 % mase Osončja in njegova gravitacija prevladuje nad vsemi planeti in predmeti, ki krožijo okoli njega. Od začetka zgodovine so ljudje razumeli pomen Sonca za naš svet, njegove letne čase, dnevni cikel in življenjski cikel rastlin.
Zaradi tega je bilo Sonce v središču mitologij in sistemov čaščenja številnih starodavnih kultur. Od Aztekov, Majev in Inkov do starih Sumercev, Egipčanov, Grkov, Rimljanov in Druidov je bilo Sonce osrednje božanstvo, ker so ga videli kot prinašalca vse svetlobe in življenja. Sčasoma se je naše razumevanje Sonca spremenilo in postajalo vse bolj empirično. Toda to ni pripomoglo k zmanjšanju njegovega pomena.
ime:
Ime 'Sonce' je pravi angleški samostalnik, ki se je razvil iz stare angleščinezdravo,kar je lahko povezano z besedo jug. Druge germanske oblike imena – odzdravoinsoncev starofrizijščini dosunnav starovisokonemščini in staroskandinavščini dosončnov gotski. Vsi germanski izrazi za Sonce izvirajo iz protogermanskega 'sonček«, ki pa izhaja izsauelozsauolprotoindoevropskega.
Angleško ime zanedeljaizvira iz stare angleščinenedelja(dobesedno 'sončev dan'), ki je bil v uporabi pred 700 CE. To ime izhaja iz germanske razlage latinščinedies solis, ki je sam prevod grščinehemera helíou. Latinsko ime za sonce,sonce, je splošno znana, vendar ni v običajni uporabi. Vendar pridevniška oblikasončnase pogosto uporablja za sklicevanje na pojave ali atribute, ki se nanašajo na Sonce.
Značilnosti:
Sonce je a Zvezda glavnega zaporedja tipa G ki predstavlja približno 99,86 % mase Osončja. Sonce ima absolutno magnitudo +4,83, kar je ocenjeno na svetlejše od približno 85 % zvezd v mlečna cesta – večina jih je rdeči palčki . S premerom 696.342 ± 65 km in maso približno 1,988 × 1030kg (1,9 bilijona kvadrilijona metričnih ton), je Sonce 109-krat večje od Zemlje in 333.000-krat večje.
Kot zvezda se gostota Sonca med zunanjimi plastmi in jedrom močno razlikuje. V povprečju ima gostoto 1,408 g/cm3, kar je približno ena četrtina Zemljine. Vendar pa modeli Sonca ocenjujejo, da ima gostoto 162,2 g/cm3bližje jedru, ki je 12,4-krat večje od Zemljinega.
Čeprav se zdi, da je naše Sonce rumeno, je v resnici belo. Zdi se le, da je rumena zaradi vpliva atmosfere. Naše Sonce je svetlejše od večine drugih zvezd v galaksiji (ki so tudi rdeče pritlikavke) in le približno 5 % zvezd v Rimski cesti je večjih od Sonca. Sonce je član Populacija I skupina zvezd, ki opisuje svetleče, vroče in mlade zvezde, ki jih običajno najdemo v spiralnih krakih galaksij.
Tudi ocene sončne temperature se spreminjajo, ko se bližamo njegovemu jedru. V središču je temperatura ocenjena na 15,7 milijona K (15,699,726,85 milijona °C/28,259,540,33 milijona °F), medtem ko Corona doživi temperature približno 5 milijonov K (4,999,726,85 °C/8,993,540 °F), . površina (fotosfera) doseže efektivno temperaturo 5778 K (5504,85 °C/9940,73 °F).
Ker je Sonce narejeno iz plazme, je tudi zelo magnetno. Ima severni in južni magnetni pol, kot je Zemlja, in črte magnetnega polja ustvarjajo aktivnost, ki jo vidimo na površini. Temnejše sončne pege – hladnejša območja, ki trajajo nekaj mesecev in se zelo razlikujejo po velikosti – nastanejo, ko črte magnetnega polja prebijejo sončno fotosfero. Sončne pege se pojavljajo v ciklih in včasih sploh niso vidne.
Izmet koronalne mase in sončne izbruhe se pojavijo, ko se te črte magnetnega polja zaskočijo in ponovno konfigurirajo. Količina aktivnosti na Soncu narašča in upada v 11-letnem ciklu. Na najnižji točki, klic sončni minimum , sončnih peg je malo, če sploh sploh. In potem na najvišji točki cikla, sončni maksimum , je največ sončnih peg in največja količina sončne aktivnosti.
Sonce je daleč najsvetlejši objekt na nebu z navidezno magnitudo -26,74, kar je približno 13 milijard krat svetlejše od naslednje najsvetlejše zvezde (Sirius, ki ima navidezno magnitudo -1,46). Srednja razdalja Sonca do Zemlje je približno 1 astronomska enota ali AU (150.000.000 km/93.000.000 mi), čeprav se to spreminja zaradi sprememb v Zemljini orbiti.
Na tej povprečni razdalji svetloba potuje od Sonca do Zemlje v približno 8 minutah in 19 sekundah. Energija te sončne svetlobe s fotosintezo podpira skoraj vse življenje na Zemlji ter poganja zemeljsko podnebje in vreme.
Sestava in struktura:
Sonce je sestavljeno predvsem iz kemičnih elementov vodika in helija, ki predstavljata 74,9 % oziroma 23,8 % mase Sonca v fotosferi. Vsi težji elementi predstavljajo manj kot 2 % Sončeve mase, pri čemer so največ kisika (približno 1 % Sončeve mase), ogljika (0,3 %), neona (0,2 %) in železa (0,2 %).
Notranjost Sonca je razdeljena na več plasti, ki vključujejo jedro, sevalno cono, konvektivno cono, fotosfera in vzdušje. Jedro je najbolj gosto in najbolj vroče območje Sonca (150 g/cm³/15,7 milijona K) in predstavlja približno 20–25 % celotnega polmera Sonca.
Sonce potrebuje približno 1 mesec, da se enkrat zavrti okoli svoje osi; vendar je to groba ocena, ker je Sonce krogla plazme. Nedavna analiza je pokazal, da ima jedro hitrost vrtenja, ki je hitrejša od zunanjih plasti Sonca. V zunanjih plasteh, blizu ekvatorja, se obrne približno enkrat na 25,4 dni; medtem ko je bližje polom, traja do 36 dni za dokončanje ene rotacije.
Prav tako je v jedru, kjer večina sončne energije nastane z jedrsko fuzijo, ki pretvori vodik v helij. Skoraj 99 % toplotne energije, ki jo ustvari Sonce, se pojavi v tej regiji – kar predstavlja 24 % Sončeve notranjosti. Za 30 % polmera so fuzijski procesi skoraj prenehali. Preostali del Sonca se segreje s to energijo, ki se prenese navzven v sončno fotosfero, preden pobegne v vesolje kot sončna svetloba ali visokoenergetski delci.
Notranja zgradba Sonca. Zasluge: Wikipedia Commons/kelvinsong
Na sevalnem območju, ki se razteza od 0,25 do približno 0,7 sončnega polmera, je toplotno sevanje primarno sredstvo za prenos energije. V tej plasti temperatura pada z naraščajočo oddaljenostjo od jedra, s približno 7 milijonov K v notranjosti na 2 milijona K na zunanjem robu. Tudi gostota pade stokrat – z 20 g/cm³ na samo 0,2 g/cm³.
Med sevalno in konvektivno cono je prehodna plast, znana kot tahoklina. To območje je opredeljeno z ostro spremembo enakomerne rotacije sevalne cone in diferencialne rotacije konvekcijske cone, kar ima za posledico velik striž. Trenutno se domneva, da je magnetni dinamo v tej plasti tisti, ki je odgovoren za ustvarjanje sončnega magnetnega polja.
V konvektivni coni, ki sega od površja do približno 200.000 km pod površino (0,7 sončnega polmera), je temperatura in gostota plazme nižja. To omogoča razvoj toplotne konvekcije, ko se spodaj segreti material širi in dviga, ki se nato ohladi in skrči, ko doseže fotosfero, zaradi česar se ponovno potopi in konvektivni cikel se nadaljuje.
Vidna površina Sonca, sicer znana kot fotosfera, je plast, pod katero postane Sonce neprozorno za vidno svetlobo. Nad fotosfero se vidna sončna svetloba prosto širi v vesolje in njena energija v celoti uide Soncu. Fotosfera je debela desetine do sto kilometrov in je nekoliko manj motna kot zrak na Zemlji.
Ker je zgornji del fotosfere hladnejši od spodnjega dela, je slika Sonca v središču svetlejša kot na robu oz.udsončnega diska. V fotosferi temperatura in gostota dosežeta najnižjo točko – približno 5700 K in gostoto 0,2 g/m3(približno 1/6000 gostote zraka na morski gladini).
Nazadnje je tu Sončeva atmosfera, ki je sestavljena iz treh različnih plasti - kromosfero , prehodna regija , in Krona . Kromosfera (dobesedno »barvna krogla«) je globoka približno 2000 kilometrov in ima zelo nizko gostoto (10-4krat več kot fotosfera in 10-8krat večja od Zemljine atmosfere). To v kombinaciji s svetlostjo fotosfere naredi kromosfero običajno nevidno. Vendar pa je med popolnim mrkom vidna njegova rdečkasta barva.
Nad kromosfero je tanko prehodno območje (debelina 200 km), kjer se temperature hitro dvignejo od 20.000 K v zgornji plasti do blizu 1.000.000 K v koroni. To olajša popolna ionizacija helija v prehodnem območju, kar znatno zmanjša sevalno hlajenje plazme. Ta plast ni dobro opredeljena, namesto tega tvori nekakšen nimbus okoli elementov v kromosferi in je v stalnem, kaotičnem gibanju. Prehodna regija ni zlahka vidna z zemeljske površine, vendar je vidna v ultravijoličnem spektru.
Nazadnje je tu še korona. V spodnjem delu je gostota delcev izjemno nizka in povprečna temperatura je približno 1 – 2 milijona K – z najbolj vročimi regijami med 8 in 20 milijoni K. Domneva se, da je to posledica sončnega magnetnega polja, ki povzroča pospešek delcev, ki posledično ustvarja kinetično (in toplotno) energijo.
Umetnikov vtis o sončni heliosferi, ki prikazuje obseg raziskovanja vesoljskih plovil Voyager 1 in 2. Zasluge: NASA/Feimer
Korona je razširjena atmosfera Sonca in tok plazme navzven od Sonca v medplanetarni prostor (aka. sončni veter ') tvori sončno magnetno polje v spiralno obliko. To je znano kot heliosfera , magnetna krogla, ki sega onkraj heliopavza (več kot 50 AU od Sonca) in ščiti Osončje pred nabitimi delci, ki prihajajo iz medzvezdni medij (tudi 'medzvezdni veter').
Evolucija in prihodnost:
Trenutni znanstveni konsenz je, da je Sonce nastalo pred približno 4,57 milijardami let iz kolapsa dela velikanskega molekularnega oblaka, ki je bil večinoma sestavljen iz vodika in helija, in je verjetno rodilo številne druge zvezde. Ko se je en delček oblaka zrušil, se je tudi ta začel vrteti (zaradi ohranjanja kotne količine) in se segreval z naraščajočim pritiskom.
Velik del mase se je skoncentriral v središču, medtem ko se je preostanek sploščil v disk, ki bi se sčasoma kopičil in oblikoval planete in druga telesa Osončja. Gravitacija in tlak v jedru oblaka sta ustvarila veliko toplote, saj je nabirala več snovi iz okoliškega diska, kar je sčasoma sprožilo jedrsko fuzijo. Iz te velike eksplozije je nastalo Sonce.
Sonce je trenutno v fazi glavnega zaporedja, za katero je značilna nenehna proizvodnja toplotne energije z jedrsko fuzijo. Trenutno se več kot štiri milijone ton snovi v jedru pretvori v energijo, ki proizvaja nevtrine in sončno sevanje. S to hitrostjo je Sonce pretvorilo 200-kratno maso naše Zemlje v energijo (približno 0,03 % svoje celotne mase).
Sonce postaja vse bolj vroče, ker atomi helija v njegovem jedru postopoma zavzemajo manj volumna kot ves vodik, ki je bil taljen. Jedro se zato krči, kar omogoča, da se zunanje plasti Sonca približajo središču in izkusijo močnejšo gravitacijsko silo. Ta močnejša sila poveča pritisk na jedro, kar posledično naredi jedro gostejše.
Ocenjuje se, da je Sonce v zadnjih 4,5 milijarde let postalo za 30 % svetlejše in se povečuje s hitrostjo približno 1 % vsakih 100 milijonov let. Na koncu svoje glavne faze zaporedja Sonce ne bo postalo supernova, ker nima zadostne mase.
Namesto tega, ko bo vodik v jedru v 5,4 milijarde let izčrpan, se bo Sonce začelo širiti in postalo rdeči velikan. Domneva se, da bo narasla dovolj velika, da bo zajela orbito Merkurja, Venere, in morda celo Zemlja .
Ko enkrat doseže Rdeči velikan-Veja (RGB), bo Soncu ostalo približno 120 milijonov let aktivnega življenja. Toda v tem času se bo zgodilo veliko. Prvič, jedro (polno degeneriranega helija) se bo silovito vžgalo v helijevem blisku - kjer se bo približno 6 % jedra in 40 % Sončeve mase v nekaj minutah pretvorilo v ogljik.
Sonce se bo nato skrčilo na približno 10-kratno svojo trenutno velikost in 50-kratno svojo svetilnost, pri čemer bo temperatura nekoliko nižja od današnje. Naslednjih 100 milijonov let bo še naprej gorel helij v svojem jedru, dokler se ne izčrpa. Do te točke bo že v svojem Asimptotična velikanska veja (AGB) faza, kjer se bo spet razširila (tokrat veliko hitreje) in postala bolj svetleča.
V naslednjih 20 milijonih let bo Sonce postalo nestabilno in začelo izgubljati maso zaradi serije toplotnih impulzov. Ti se bodo zgodili vsakih 100.000 let ali tako, vsakič bodo postali večji in povečali svetilnost Sonca na 5000-kratnik njegove trenutne svetlosti in njegov polmer na več kot 1 AU.
Na tej točki bo Sončevo širjenje bodisi zajelo Zemljo ali pa jo bo pustilo popolnoma negostoljubno za življenje. Planeti v zunanjem sončnem sistemu se bodo verjetno dramatično spremenili, saj se več energije absorbira iz Sonca, kar povzroči sublimacijo njihovih vodnih ledov – morda tvorijo gosto atmosfero in površinske oceane. Po približno 500.000 letih bo ostala le polovica Sončeve trenutne mase in njegova zunanja ovojnica bo začela tvoriti planetarno meglico.
Evolucija po AGB je še hitrejša, saj se izvržena masa ionizira in tvori planetarno meglico in izpostavljeno jedro doseže 30.000 K. Končna temperatura golega jedra bo več kot 100.000 K, nato pa se bo ostanek ohladil proti beli škrat . Planetarna meglica se bo razpršila v približno 10.000 letih, toda bela pritlikavka bo preživela trilijone let, preden bo zbledela v črna.
Umetnikov vtis zvezde rdeče velikanke. Zasluge: ESO
Položaj v Rimski cesti:
Sonce leži blizu notranjega roba Rimske ceste Orionova roka , v Lokalni medzvezdni oblak (ali Gouldov pas). To ga postavlja na razdaljo 7,5 – 8,5 tisoč parsekov (25.000 – 28.000 svetlobnih let) od Galaktični center . Sonce se nahaja znotraj Lokalni mehurček , votlina v medzvezdnem mediju, ki vsebuje redčen vroč plin.
Sonce in s tem Osončje najdemo v tem, kar znanstveniki imenujejo galaktično bivalno območje , območje, ki vsebuje več značilnosti, ki podpirajo življenje. Ti vključujejo pravo mešanico elementov, orbito, ki jo drži stran od nevarnih spiralnih krakov, in zadostno oddaljenost od galaktičnega središča, da ga ne motijo njegove gravitacijske sile ali preveliko sevanje.
Splošna smer Sončevega galaktičnega gibanja je proti zvezdi Vega v ozvezdju Lyra , pod kotom približno 60 nebesnih stopinj glede na smer Galaktičnega središča. Od 50 najbližjih zvezdnih sistemov v 17 svetlobnih letih od Zemlje (najbližji je rdeči škrat Proxima Centauri pri približno 4,2 svetlobnih letih) je Sonce na četrtem mestu po masi.
Verjame se, da je Sončeva orbita okoli Rimske ceste eliptična, z dodatkom motenj zaradi galaktičnih spiralnih krakov in neenakomerne porazdelitve mase. Poleg tega Sonce niha navzgor in navzdol glede na galaktično ravnino približno 2,7-krat na orbito. Osončju potrebuje približno 225–250 milijonov let, da opravi eno orbito skozi Rimsko cesto (agalaktično leto), zato naj bi v času življenja Sonca opravil 20–25 orbit.
Zgodovina opazovanja:
Sonce je bilo v prazgodovini in starodavni človeški zgodovini predmet čaščenja. Večina kultur je verjela, da je nadnaravne narave ali božanstvo, katerega prisotnost je bila tesno povezana s časom, letnimi časi in ciklom življenja. Čaščenje sonca je bilo osrednjega pomena za civilizacije, kot so stari Egipčani, Sumerci, Inki, Azteki in Maji, pa tudi za številne kulture v Evropi, zahodni Aziji in Afriki.
Najzgodnejše znane primere čaščenja sonca najdemo v proto-indoevropski mitologiji, kjer je sonce upodobljeno, kako prečka nebo v kočiji (alias. »sončni voz«. V germanski mitologiji je solarni voz upodobljen kotsonce; v vedskih (in pozneje hindujskih) kulturah kotsonce; in v nordijski mitologiji kotSolarni avto.
Pozlačena stran Trundholma, norveške sončne kočije. Zasluge: javna domena
V Mezapotamiji je bil Utu božanstvo Sonca – bog pravice in potomec Nannarja (boga Lune). Za Babilonce in Asirce je bil Shamas (ali Samas) enakovreden, podobne bogove pa so častili v akadskem in hebrejskem panteonu – pa tudi po vsem Arabskem polotoku – pod različnimi imeni.
Stari Egipčani so sonce povezovali z Ra, bogom, ki je vladal nebu, Zemlji in podzemlju. Samo Sonce se je imenovalo Aten, kar je bilo telo ali oko Ra. Od 25. stoletja pred našim štetjem se je čaščenje Raja razširilo po Egiptu, saj so ga številne upodobitve prenašale po nebu v sončni posodi v spremstvu manjših bogov.
V primeru civilizacij Novega sveta so Inki, Maji in Azteki vsi verjeli, da so človeške žrtve potrebne za pomiritev boga sonca in ohranjanje cikla življenja. Za Azteke je bil Huitzilopochtli – bog vojne, sonca, človeških žrtev in zavetnik Tenochtitlana – odgovoren za vse njihove zmage in poraze v bitki in ga je bilo mogoče pomiriti le z darovanjem krvi.
Grkom je bil bog sonca znan kot Helios, sin Titana Hiperiona in Titanice Teje. Podobno kot egipčanski prikazi Raja, je bil Helios običajno upodobljen, kot ga nosijo voz, ki ga vlečejo ognjeni konji. Vendar pa so Grki za razliko od svojih starih prednikov na Sonce gledali kot na enega od sedmih planetov, saj se je enkrat letno vrtelo vzdolž ekliptike skozi zodiak.
Kovanec rimskega cesarja Konstantina I., ki prikazuje Sol Invictus/Apolon z legendo SOLI INVICTO COMITI (ok. 315 n. št.). Zasluge: cngcoins.com
Rimsko cesarstvo je Heliosa sprejelo v svojo mitologijo kot Sol. NaslovSol Invictus(»neporaženo Sonce«) je bilo uporabljeno za več solarnih božanstev in je bilo upodobljeno na več vrstah rimskih kovancev v 3. in 4. stoletju pred našim štetjem. Rojstvo »neporaženega Sonca« so praznovali približno v istem času, 25. decembra, kmalu po zimskem solsticiju, da bi označili konec krajših dni.
V kitajski mitologiji je bilo božanstvo sonca znano kotRi Gong Tai Yang Xing Jun(ozTai Yang Gong,'Dedek sonce') - aka. Zvezdni gospodar Sončne palače, Gospodar sonca.Tai Yang Xing Junje običajno upodobljen z zvezdnim gospodarjem Lunarne palače in Gospodarjem lune,Yue Gong Tai Yin Xing Jun(Tai Yin Niang Niang/Lady Tai Yin).
V starih časih je bilo zgrajenih več znanih templjev in spomenikov z mislijo na čaščenje sonca ali sončnih pojavov. Na primer, kamnite megaliti, ki so zaznamovali poletni ali zimski solsticij, so opazili v Egiptu, na Malti, v Angliji (Stonehenge), na Irskem in v starodavnem mestu Chichen Itza v južni Mehiki.
Sčasoma so starodavni astronomi začeli razvijati znanstveno razumevanje Sonca, ki temelji na stalnih opazovanjih njegovega gibanja. V zgodnjem 1. tisočletju pred našim štetjem so babilonski astronomi opazili, da gibanje Sonca vzdolž ekliptike ni enakomerno. Kasneje se je izvedelo, da je to posledica Zemljine eliptične orbite okoli Sonca.
Ilustracija ptolemajevskega geocentričnega sistema portugalskega kozmografa in kartografa Bartolomeua Velha, 1568. Zasluge: Bibliothèque Nationale, Pariz
V petem stoletju pred našim štetjem je grški filozof Anaksagora sklepal, da Sonce ni 'Heliosov voz', ampak goreča krogla, katere svetlobo je odsevala Luna. Do 3. stoletja pred našim štetjem je Eratosten ocenil razdaljo med Zemljo in Soncem na 4.080.000 stadijev (755.000 km) ali 804.000.000 stadijev (148 – 153 milijonov km ali 0,99 – 1,02 AU), kar je pravilno znotraj a nekaj odstotkov.
V 3. stoletju pred našim štetjem je grški astronom Aristarh iz Samosa predlagal idejo, da je Sonce v središču vesolja in da ga planeti vrtijo. To stališče je pozneje sprejel Selevk iz Selevcije (približno 190 pr.n.št. – približno 150 pr.n.št.), v srednjem veku pa so ga ubesedili islamski in indijski astronomi, zlasti prek Samarkandskega observatorija.
Prispevek arabskih in islamskih učenjakov vključuje Al-Battanija (858 – 929 CE), ki je odkril, da je smer Sončevega apogeja (točka, ko se zdi, da se Sonce giblje najpočasneje proti nepremičnim zvezdam) podvržena spremembam. Egiptovski astronom Ibn Yunus (950–1009) je z velikim astrolabom več let opazoval več kot 10.000 vnosov za položaj Sonca.
Iz opazovanja prehoda Venere leta 1032 pred našim štetjem je perzijski astronom in polimatik Ibn Sina (alias. Avicenna, približno 980 – 1037) zaključil, da je Venera bližje Zemlji kot Soncu. Ibn Rushd, andaluzijski astronom iz 12. stoletja, je podal tudi opis sončnih peg v 12. stoletju. Opazovanja sončnih peg so že v času dinastije Han (206 pr.n.št. – 220 n. št.) zabeležili kitajski astronomi, ki so stoletja hranili zapise teh opazovanj.
Plošča s sončnimi pegami iz ScheinerjaTri črke(1612). Zasluge: galileo.rice.edu
Nikolaj Kopernik ' matematični model a heliocentrični sistem revolucioniral astronomijo in pomagal uvesti naše sodobno razumevanje pomena Sonca v našem vesolju. Poleg razlage opazovalnih neskladij v gibanju planetov je heliocentrični model Sonce dejansko postavil v središče znanega vesolja.
Razvoj teleskopa v začetku 17. stoletja je omogočil tudi podrobna opazovanja Sonca in planetov. Thomas Harriot, Galileo Galilei , Christoph Scheiner in drugi astronomi so lahko naredili natančne ilustracije položaja sončnih peg na Sončevi površini. Leta 1672 sta Giovanni Cassini in Jean Richer uspela določiti razdaljo do Marsa in s tem izračunati razdaljo do Sonca.
Leta 1666 je Isaac Newton postal prvi znanstvenik, ki je opazoval sončno svetlobo s pomočjo prizme in pokazal, da je sestavljena iz svetlobe številnih barv. Leta 1800, William Herschel temelji na tem z odkrivanjem infrardečega sevanja s pomočjo serije termometrov in prizme. Z opazovanjem temperaturnih sprememb onkraj rdečega dela sončnega spektra je pomagal pri preučevanju elektromagnetizma tako, da je ugotovil, da so nekatere oblike energije nevidne.
Študije sončnega svetlobnega spektra so vodile tudi do napredka spektroskopskih študij v 19. stoletju. To je doseglo vrhunec z odkritjem in beleženjem več kot 600 absorpcijskih linij v spektru Josepha von Fraunhoferja, od katerih so bile najmočnejše združene in po njihovem ustanovitelju poimenovane 'Fraunhoferjeve linije'.
Sonce, gledano v ekstremni ultravijolični svetlobi (EUV), s primerjavo med sončnim minimumom (levo) in maksimumom (desno). Zasluge: SOHO/NASA
Drugo pomembno področje študija v 19. stoletju, ki bi vplivalo na naše razumevanje Sonca, je bil razvoj termodinamike. Velik prispevek k temu področju je William Thomson (alias. Lord Kelvin, 1824 – 1907), ki je predlagal, da je Sonce postopoma ohlajeno tekoče telo, ki oddaja notranjo zalogo toplote.
Kelvin in Hermann von Helmholtz sta tudi predlagala, da je mehanizem gravitacijskega krčenja odgovoren za proizvodnjo sončne energije. Ocenili so tudi starost Sonca na 20 milijonov let – kar je bilo v popolnem nasprotju z geološkimi ocenami, ki so postavile starost Zemlje na vsaj 300 milijonov let.
Do 20. stoletja je bila končno ponujena dokumentirana rešitev za sončno energijo. Prvi je prišel od Ernesta Rutherforda (1871 – 1937), ki je predlagal, da se sončni izhod vzdržuje z notranjim virom toplote, in predlagal radioaktivni razpad kot možnost. Ampak bi bilo Albert Einstein ki bi s svojo masno-energijsko ekvivalentnostjo (E = mc²) zagotovil bistveni namig o sončni energiji.
Leta 1920 je britanski astronom in fizik Sir Arthur Eddington predlagal, da bi tlaki in temperature v jedru Sonca lahko povzročili jedrsko fuzijo, pri kateri se atomi vodika združijo v jedra helija, kar povzroči proizvodnjo energije iz neto spremembe mase. To bi pozneje potrdile številne študije fizikov, ki bi tudi pripeljale do zaključka, da je fuzija vodika odgovorna za nastanek vseh znanih elementov v vesolju.
raziskovanje:
Z začetkom vesoljske dobe sredi 20. stoletja je prvič postala možna možnost opazovanja Sonca z robotskimi vesoljskimi sondami. Prve misije na Sonce so bile Nasine Pioneer 5 , 6 , 7 , 8 in 9 sateliti, ki so bili izstreljeni med letoma 1959 in 1968. Te sonde so krožile okoli Sonca na razdalji, podobni Zemlji, in opravile prve podrobne meritve sončnega vetra in sončnega magnetnega polja.
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je Helios 1in2 sonde – ameriško-zahodno-nemško sodelovanje, ki je preučevalo sončne vetrove iz Merkurjeve orbite v perihelu – je znanstvenikom zagotovilo pomembne nove podatke o sončnem vetru in sončni koroni. The Skylab Vesoljska postaja, ki jo je leta 1973 izstrelila NASA, je prav tako naredila številna odkritja s pomočjo svojega sončnega observatorija – znanega kot Nosilec za teleskop Apollo . Ti so vključevali prva opazovanja izmetov koronalne mase in koronalne luknje , za katerega je zdaj znano, da je tesno povezan s sončnim vetrom.
Leta 1980 je NASA lansirala Solar Maximum Mission , vesoljsko plovilo, zasnovano za opazovanje žarkov gama, rentgenskih žarkov in UV sevanja, ki jih sproščajo sončne izbruhe. Na žalost je električna okvara povzročila, da je sonda prešla v stanje pripravljenosti, dokler je ni mogel pridobiti in popraviti Space Shuttle Challenger leta 1984. Misija je nato pridobila na tisoče slik sončne korone, preden je junija 1989 ponovno vstopila v Zemljino atmosfero.
Leta 1991 je Japonska agencija za vesoljsko in raziskovalno dejavnost (JAXA) uporabila Yohkoh (Sončni žarek) satelit, ki je opazoval sončne izbruhe na valovnih dolžinah rentgenskih žarkov. Do leta 2001, ko je obročasti mrk povzročil, da je izgubil zaklepanje na Soncu, je opazoval celoten sončni cikel in ugotovil, da je bila korona veliko bolj aktivna v regijah, ki so oddaljene od največje aktivnosti, kot se je prej mislilo.
Izstreljena leta 1995, skupna ESA-NASA Sončni in heliosferski observatorij (SOHO) je postala ena najpomembnejših solarnih misij v zgodovini. Nahaja se na Lagrangova točka med Zemljo in Soncem, SOHO zagotavlja stalen pogled na Sonce na številnih valovnih dolžinah od svojega lansiranja. Prvotno namenjen dveletni misiji, je bilo podaljšanje misije do leta 2012 odobreno leta 2009, nadaljnja misija pa je bila uvedena leta 2010 – Observatorij sončne dinamike (SDO).
Vsi ti sateliti so opazovali Sonce iz ravnine ekliptike, zato so podrobno opazovali le njegova ekvatorialna območja. Prvi poskus preučevanja Sonca s polarnih regij je bil Uliks sonda, skupna misija ESA-NASA, ki je bila lansirana leta 1990. Ko je sonda prevzela svojo načrtovano orbito, je začela opazovati sončni veter in jakost magnetnega polja na visokih sončnih zemljepisnih širinah, pri čemer je ugotovila, da se sončni veter na visokih zemljepisnih širinah premika počasneje od pričakovanega (750 km/s) in da so iz visokih zemljepisnih širin izhajali veliki magnetni valovi, ki so razpršili galaktične kozmične žarke.
Leta 2006 je bil Observatorij za sončne in zemeljske odnose Izstreljena je bila (STEREO) misija, ki je bila sestavljena iz izstrelitve dveh enakih vesoljskih plovil v orbite, zaradi česar sta se izmenično vlekli naprej in postopoma padali za Zemljo. To omogoča stereoskopsko slikanje Sonca in sončnih pojavov, kot je izmet koronalne mase.
V prihodnjih letih in desetletjih je načrtovanih še veliko solarnih misij. Ti vključujejo načrtovano misijo Indijske organizacije za vesoljske raziskave (ISRO). Aditya – 100 kg satelit, ki je predviden za izstrelitev v letih 2017–2018. Njegov glavni instrument bo koronograf za preučevanje dinamike sončne korone.
V letu 2017 namerava ESA lansirati Solarni orbiter , ki bo preučevala, kako Sonce ustvarja in nadzoruje svojo heliosfero. Misija bo letela kar blizu 0,28 AU, da bi zajela svoje meritve. Leta 2018 namerava NASA lansirati svoj Solarna sonda Plus , ki se bo približal Soncu z razdalje 8,5 sončnih polmerov za neposredne meritve delcev in energije, ki izhajajo iz Sončeve korone.
Nazadnje je tu še NASA Sončni stražarji misija, še nenačrtovana misija, ki bo vključevala skupino šestih vesoljskih plovil - štiri stacionirana znotraj orbit Venere in Merkurja, eno za Soncem in eno v orbiti Zemlje. Skupaj bodo preučevali sonce v času sončnega maksimuma, raziskovali energijske delce, izmet koronalne mase in medplanetarne udarce v notranji heliosferi. Ti podatki bodo uporabljeni za napovedovanje vesoljskega vremena za prihodnje vesoljske misije ljudi.
Sonce za nas naredi veliko več kot le zagotavlja svetlobo in toploto. Zagotavlja tudi vso energijo, ki omogoča kemične reakcije in presnovne reakcije, kar je najprej začelo življenjski cikel tukaj na Zemlji. Nenehna energija, ki nam jo daje, v kombinaciji z zaščitno prisotnostjo našega ozračja zagotavlja, da se ta življenjski cikel nadaljuje.
Sonce oddaja tudi potencialno škodljive žarke, sončne vetrove in materiale, ki bi nas ubili, če ne bi bilo zemeljskega magnetnega polja. Vendar pa sončni vetrovi ta nabit material odnesejo na rob Osončja, kjer tvori magnetno polje, ki preprečuje vstop drugemu medplanetarnemu materialu. Brez te ovire (heliopavze) bi Osončje pretreslo kozmično žarki.
V tem pogledu je Sonce odličen ponudnik in Zemlja je v idealnem položaju, da lahko izkoristi njegovo prisotnost. Nismo preblizu, niti predaleč, da bi bili prevroči (kot Venera) ali premrzli (kot Mars). Prepričani smo tudi v spoznanju, da do trenutka, ko se Sonce razširi do točke, ko življenje na Zemlji ne more več obstajati, nas že zdavnaj ni več ali pa smo se razvili onkraj točke, ko živimo samo na enem planetu.
Napisali smo veliko zanimivih člankov o sonce tukaj na Universe Today. tukaj Kakšne barve je sonce? , Kakšna zvezda je sonce? , Kako sonce proizvaja energijo? , in Ali bi lahko teraformirali sonce?
Astronomy Cast ima tudi nekaj zanimivih epizod na to temo. Preverite jih - Epizoda 30: Sonce, pege in vse , Epizoda 108: Življenje sonca , Epizoda 238: Sončna dejavnost .