Фізичні характеристики Сонця.

Сонце — центральне світило у Сонячній системі. Події та явища, що відбуваються на ньому, значною мірою визначають процеси, які відбува­ються на планетах, зокрема і на планеті Земля.

Сонце — одна з мі­льярдів зір нашої Галактики, центральне світило у Сонячній системі, вік якого близько 13 млрд. років. Воно дає Землі тепло і світло, що підтримує життя на нашій планеті. Сонце знаходиться на близькій відста­ні від Землі — усього 150 млн. км, тому ми бачимо його у формі диска. Вивчення Сонця має дуже ва­жливе практичне значення для розвитку земної циві­лізації.

Водночас Сонце — типова жовта зоря серед багатьох мільярдів інших, що населяють нашу Галактику. Завдяки винятковій близькості до Землі Сонце — єдина зоря, на поверхні якої ми бачимо окремі деталі і чиї власти­вості порівняно з іншими зорями добре вивчені.

Отже, вивчаючи Сонце, ми починаємо краще розуміти природу інших зір, недосяжних для безпосереднього дослідження через їхню відда­леність. Важливо досліджувати Сонце і з огляду на те, що воно — джерело життя на Землі.

Спостерігачеві Сонце здається ідеально круглим диском, яскравість якого де­що зменшується від центра до чітко окресленого краю. Цей факт дозволяє ввести поняття «поверхні» Сонця, хоча насправді, як у будь-якої газової кулі — поверхні у звичному для нас розумінні у нього немає. Є плавне зменшення густини з висотою від стану умовно щільного до дуже розрідженого.

Знаючи відстань Земля-Сонце (1 а. о. = 150 млн. км) і кутовий радіус Сонця, можна знайти його лінійний радіус R = 700 000 км = 109R_з.

Маса Сонця визначається за третім узагальненим законом Кеплера: М₀ = 330 000М_з = 21030 кг. Відповідно середня густина Сонця ρ₀ = 1,4 г/см³, що в 4 рази менше від середньої густини Землі.

Температура Сонця вимірюється за допомогою законів випромінювання абсолютно чорного тіла. Сонце випромінює електромагнітні хвилі різної довжини, які нашим оком сприймаються як біле світло. Насправді, біле світло складається з цілого спектра електромагнітних хвиль від червоного кольору до фіолетового, але Сонце випромінює найбільше енергії у жовто-зеленій частині спектра, тому астро­номи називають Сонце жовтою зорею. Температура на поверхні Сонця 5780 К.

Знаючи кількість енергії, яку випромінює тіло, і враховуючи відомі залежності між температурою і енергією, можна знайти температуру сонячної поверхні. Проте ця темпера­тура має нерівномірний розподіл по поверхні Сонця. Встановлено, що в окремих спектральних діапазонах температура сонячної поверхні до­сягає 6500 К, але в середньому її можна приймати рівною 6000К.

Неперервний спектр Сонця містить понад 10 000 ліній поглинання, які називаються фраунгоферовими (Й. Фраунгофер, німецький фізик, першим описав ці лінії 1814 р.). Як виявилося, фраунгоферові лінії відповідають вузьким ділянкам спектра, які сильно поглинаються атома­ми різних речовин. Загальна кількість ліній становить близько 30000. Але значна їх частина, особливо в інфрачервоній ділянці спектра, — це лінії телуричні (від лат. «телур» — «земний»). Вони утворюються внаслі­док поглинання світла Сонця молекулами газів земної атмосфери.

Регулярні спостереження поверхні Сон­ця, зокрема за положенням на ній окремих деталей, привели до виснов­ку, що Сонце обертається навколо своєї осі в тому ж напрямку, що і пла­нети навколо нього, тобто проти годинникової стрілки, якщо розгляда­ти цей рух з боку Північного полюса світу. Було визначено і кут нахилу осі обертання Сонця до площини екліптики: 82⁰45′.

Виявилося також, що Сонце обертається не як тверде тіло: його кутова швидкість зменшується з віддаленням від екватора. Так, сидеричний період обертання Сонця на екваторі становить 25 діб, а біля полюсів — 30 діб. Для спостерігача, який разом із Землею ру­хається навколо Сонця, ці періоди відповідно дорівнюють 27 і 33 доби