SLNKO

1. SLNKO Z u z a n a B e d n a r č á k o v á K v i n t a A Gymnázium Jána Adama Raymana Prešov

2. Vznik - zánik • Slnko je naša najbližšia hviezda. Nachádza sa v ramene Orióna. Zrodilo sa asi pred 4,6 miliardami rokov z plynového oblaku tvoreného vodíkom, héliom a prachom. Tieto zložky sa zmrštili vplyvom vlastnej gravitácie a ich teplota sa zvýšila natoľko, že tam začali prebiehať jadrové reakcie, ktoré prebiehajú dodnes. • Je zložené z približne 3/4 vodíka a 1/4 hélia. Planéty okolo neho udržiava na obežnej dráhe jeho gravitácia. Všetka energia na Zemi okrem jadrovej je zo Slnka, či už to je ropa, uhlie alebo zemný plyn. • Svieti vďaka termonukleárnym reakciám v jadre. Svetlo dorazí na Zem za 8 minút. • Telesá Slnečnej sústavy ho ovplyvňujú nielen gravitačne, ale aj magnetickým poľom, prúdom nabitých častíc alebo žiarením v širokom spektre vlnových dĺžok. • Vedci sa domnievajú, že za 5 miliárd rokov Slnko vyhasne.

3. V číslach... - vzdialenosť od Zeme: 149 600 000 km - vzdialenosť od stredu Galaxie: 30 000 svetelných rokov - priemer: 1 200 000 km - doba rotácie okolo vlastnej osi: 25,38 dňa - teplota: - na povrchu 5 500 – 6 000 °C - v strede 15 000 000 – 20 000 000 °C - hmotnosť: 1,991 . 1030 kg (332 950 x ťažšie ako Zem) - stredná hustota: 1,41 g/cm3 - celkové žiarenie: 3,86 . 1026 J/s - rýchlosť: 220 km/s - smer: do súhvezdia Herkules - obeh okolo centra Mliečnej dráhy: 230 000 000 rokov - celkový výkon: 4.1026 W - tiažové zrýchlenie: 28 g - chemické zloženie: 92,1% H, 7,8% He, 0,061% O, 0,03% C

4. Diferenciálna rotácia • Slnko má pri rotovaní okolo svojej osi rovník sklonený k ekliptike o približne 7°. Keďže je Slnko guľa veľmi horúcich plynov, kvôli plynnej konzistencii voľne rotujú rôzne časti rôznymi rýchlosťami. Rovníkové oblasti sa otočia za 25 dní rýchlosťou 7 250 km/h, oblasti pólov pomalšie, za 34 dní. Tento rozdiel v otáčaní vytvára šmýkanie alebo podsúvanie jednotlivých vrstiev a spôsobuje zauzľovanie magnetických polí. • Predpokladá sa, že tento efekt sa podieľa na vzniku slnečných škvŕn.

5. Časti Slnka Všetky časti Slnka okrem jadra sú tvorené z vodíka (75%), hélia (24%) a všetkých ostatných prvkov nachádzajúcich sa vo vesmíre (1%).

6. Časti Slnka • Jadro: do 175 00 km od stredu, 14 000 000 °C spôsobuje úplné ionizovanie atómov; • Fotosféra – asi 300 km, 4000 – 9000 K; viditeľný povrch Slnka; je tvorená veľmi riedkymi plynmi – tvorí plynný, takmer nepriehľadný povrch; obsahuje slnečnú škvrnu - tmavé miesto nepravidelného alebo kruhového tvaru so silným magnetickým poľom;

7. Časti Slnka • Chromosféra – max. do 16 000 km nad povrchom Slnka, 100 000 °C ; polopriehľadná plynná vrstva; je posiata fakulami = malé výrony veľmi horúceho plynu; typické útvary sú chromosférické erupcie = náhle zjasnenia; • Koróna – zasahuje hlboko do Slnečnej sústavy, 5 500 °C; zdanlivo tenká biela plynová a čiastočne prachová vrstva, ktorá obklopuje Slnko; mení tvar s výtryskmi plynu zasahujúcimi až do vzdialenosti 10 slnečných polomerov – slnečný vietor – uniká cez koronálne diery;

8. Vonkajšie prejavy • Protuberancie - masívne výtrysky plazmy odvrhované zo slnečného povrchu; pokojné sú dosť nevýrazné, eruptívne môžu vytrysknúť zo Slnka rýchlejšie ako 1 600 000 km/h a v priebehu hodín zaniknúť (4. júna 1946 bola najväčšia zaznamenaná erupcia); • Slnečné erupcie - záblesky svetla na povrchu Slnka až 10x jasnejšie ako normálny povrch; trvajú od niekoľkých minút po mnoho hodín; sú zviazané s aktivitou slnečných škvŕn a veľmi silným magnetickým poľom; chrlia do priestoru množstvo jadrových častíc, ktoré vytvárajú farebné žiary nad zemskými polárnymi oblasťami; počas pomerne silnej erupcie môžu byť narušené rádiové a iné elektrické prenosy;

9. Vonkajšie prejavy • Slnečná škvrna - tmavé a chladné miesto vo fotosfére s teplotou okolo 4500°C; má nepravidelný alebo kruhový tvar a silné magnetické pole; skladá sa z horúcejšej penumbry (polotieň) obopínajúcej stredovú a tmavšiu umbru (tieň); poskytuje dôkaz o diferenciálnej rotácii Slnka; je prejavom prítomnosti silných magnetických polí; • Spikule - plamene plynu stúpajúce a klesajúce vo vrchnej chromosfére, pričom zasahujú až do koróny; existujú asi 10 minút, dosahujú rýchlosť do 20 km/s; prúdia nahor až do výšky 16 000 km; nevybuchujú náhodne - zoraďujú sa do sietí, mohutných supergranulovaných buniek s plazmou stúpajúcou uprostred a klesajúcou na vonkajších okrajoch;

10. Vonkajšie prejavy • Slnečný vietor - trvalý tok atómových častíc prúdiaci za hranice slnečnej atmosféry rýchlosťou až 3 000 000 km/h; Slnko ním vydáva každú hodinu 3 000 ton hmoty do vesmíru; • Granulácia - granule = masívne bunky horúcich plynov na celej fotosfére okrem škvŕn; pomáhajú prenášať energiu z konvektívnej zóny von do priestoru; sú nestabilné, existujú iba 8 - 10 minút - potom plyny tvoriace granuly ochladnú a klesajú rýchlosťou okolo 500 m/s nadol do hĺbky približne 26 km;

11. Zatmenie Slnka • Keďže dráha Mesiaca okolo Zeme a Zeme okolo Slnka tvorí elipsu a nie ideálnu kružnicu, mesačný kotúč môže zakryť Slnko úplne, čiastočne alebo prstencovo. • Úplné a prstencové zatmenie Slnka je možné pozorovať len z tých miest na zemskom povrchu, kde prejde stopa plného tieňa Mesiaca. • Pri prstencovom zatmení je kotúčik Mesiaca o málo menší ako kotúč Slnka a tak svieti nezakrytý slnečný prstenec. • Čiastočné zatmenie je pozorovateľné v miestach na povrchu Zeme, ktoré sa dostanú do polotieňa Mesiaca. Mesiacom je zaclonená len časť slnečného disku. V jeho priebehu nie je citeľná nijaká zmena osvetlenia krajiny.

12. Zatmenie Slnka Asi 5 sekúnd pred začiatkom úplného zatmenia sa začne prudko stmievať, o zopár sekúnd sa objaví koróna (ako striebristý prstenec okolo Slnka) a červené protuberancie na slnečnom okraji. Krátko potom zmizne uzučký prstenec Slnka, ktorý sa tesne pred začiatkom zatmenia rozpadol na niekoľko žiariacich bodov (Bailyho perly) vplyvom nerovnosti mesačného okraja.

13. Zatmenie Slnka

14. Vývoj Slnka • OBLAK • Existoval v tmavom tichom priestoru už miliardy rokov predtým. Bol gigantický (priemer - vyše 480 miliárd kilometrov) a studený (-230 °C) – chladený medzihviezdnym priestorom. Mal veľmi nízku hustotu – menej ako 100 atómov na 1cm3, avšak bol hmotný. Tlak žiarenia bol taký nízky, že oblak sa vo svojej krehkej rovnováhe mohol buď rozplynúť, alebo zmrštiť. Vzruch zvonka spôsobil narušenie rovnováhy a odvtedy sa svojou vlastnou gravitáciou začal oblak zmršťovať...

15. Vývoj Slnka • GLOBULY • O tisíce rokov neskôr sa v oblaku vytvorili náhodné tmavé zhustenia hmoty na svetlejšom pozadí plynu a hviezd = globuly. Ich teplota sa o niečo zvýšila - na -205 °C, ešte stále nevyžarovali viditeľné svetlo. Predslnečná globula mala šírku viac ako 100 slnečných sústav a naďalej sa zmršťovala. Obsahovala hmotu asi 25 sĺnk, ale jej hustota bola stále veľmi nízka (ako na Zemi vákuum). Vlastná gravitácia trvale priťahovala hmotu do seba smerom k stredu globuly. Tak teplota stále stúpala a časom sa ohriala natoľko, že silno vyžarovala v infračervenom pásme...

16. Vývoj Slnka • PROTOHVIEZDA • V priebehu 100 000 rokov sa globula zmrštila do milióntiny jej pôvodného objemu. Jej jadro (stabilné a dobre ohraničené) vyžarovalo dostatočné množstvo energie, aby spomalilo kolaps. Teraz už protohviezda sa naďalej zmršťovala a vyvíjala sa relatívne rýchlo. Stredová teplota prevýšila 56 000 °C, s povrchom žiariacim pri teplote 1 650 °C vydávala červené svetlo, ktoré pochádzalo iba z gravitačného zmršťovania, takže to zatiaľ nebola pravá hviezda. Pre zrod nášho Slnka, musela sa zmrštiť ešte oveľa viac...

17. Vývoj Slnka • SLNKO • Nakoniec sa protohviezda zmrštila natoľko, že bola menšia ako zemská orbita, potom menšia ako orbita Venuše a Merkúra a potom ešte viac, až to prestala byť protohviezda. Teplota v jadre vzrástla na mnoho miliónov stupňov - vodíkové jadrá sa začali spájať na hélium. Tak sa zrodila hviezda – Slnko. • Keď jadrové reakcie začali vytvárať veľké množstvá energie, bolo Slnko nestabilnou hviezdou (menilo teplotu a svietivosť). Štruktúra Slnka sa ustálila v priebehu 25 až 30 miliónov rokov do podoby, v ktorej svieti približne 5 miliárd rokov dodnes. • Po desiatich miliardách rokov stability sa v Slnku začnú prudké a nezastaviteľné procesy, ktoré ohlásia nástup pokročilého veku a prípadnej smrti hviezdy...

18. Vývoj Slnka • ČERVENÝ OBOR • O 5 miliárd rokov sa vodík v jadre premení na hélium a jadrová fúzia sa zastaví, kvôli čomu začne jadro kolabovať. Gravitačná energia kolapsu sa začne opäť premieňať na teplo, ktoré spôsobí, že vonkajšie obálky sa začnú vzdúvať ohlasujúc koniec dlhej stability Slnka. Slnko sa stalo červeným obrom... • Rozpínanie bude pokračovať niekoľko stoviek miliónov rokov, počas ktorých Slnko zhltne planétu Merkúr. Jeho povrch ochladne, ale kvôli zväčšeniu bude vydávať 500 krát viac svetla ako počas štádia stabilnej hviezdy. Venuša a Zem budú neobývateľné a život na Zemi bude zničený. Teplota v jadre Slnka presiahne 85 000 000 °C a začnú prebiehať nukleárne procesy približujúce prudkú smrť...

19. Vývoj Slnka • Jadro bude veľmi horúce a v priebehu niekoľkých hodín sa prehreje a vybuchne. Vonkajšie obálky Slnka absorbujú výbuch a jadro opäť zníži svoju teplotu, takže nedokáže odolávať tlaku hmoty nad sebou. Zasa sa zmrští. Slnko môže zopakovať tento cyklus (sťah a nafúknutie) mnoho krát. Nakoniec sa v jadre nahromadí dostatok uhlíka, aby zabránil explózii. Héliová fúzia pokračuje v zahrievaní vonkajších vrstiev a Slnko sa nafúkne posledný krát. Vonkajšie obálky sa budú rozpínať do priestoru, až kým uniknú preč od Slnka. Takmer polovica slnečnej hmoty bude odvrhnutá a nechá iba obnažené jadro. Jadro sa scvrkne a pokračuje v premieňaní hélia...

20. Vývoj Slnka • BIELY TRPASLÍK • Naša hviezda s vonkajšími obálkami uniknutými do priestoru nakoniec strávi všetok hélium v jeho jadre. Teraz bez paliva a neschopné vytvárať žiarenie, ktoré by podopieralo jeho vrchné oblasti, Slnko prehrá jeho dlhý boj s gravitáciou. Všetka zostávajúca hmota skolabuje do malého telesa s veľkosťou Zeme. Tak sa zo Slnka stane biely trpaslík, teleso tak husté, že čajová lyžička jeho hmoty by vážila vyše tony. Bez paliva na obnovenie jadrovej fúzie biely trpaslík ešte stále svieti, vyžaruje energiu z jeho kolapsu. Ale nakoniec sa aj táto energia minie a biely trpaslík začne chladnúť a hasnúť...

21. Vývoj Slnka • ČIERNY TRPASLÍK • Vyžarovať bude najprv žlté svetlo, potom červené, a nakoniec žiadne. Posledné zvyšky Slnka bez dostupnej energie (ani len gravitačnej) budú chladnúť na rovnakú teplotu ako vesmír naokolo. Jeho atómy budú natlačené tak tesne, že už nebude možné ďalšie zmršťovanie. Čierny trpaslík bohatý na uhlík bude plávať vesmírom. Nebude javiť žiadne náznaky o jeho doterajšom dlhom a búrlivom živote.

22. Vývoj Slnka

23. Zdroje • http://astroportal.sk • http://www.studentske.sk • http:// www.aldebaran.cz • http:// www.kansaswindpower.net • http:// www.sternenphoto.de • http://home.epix.net • http:// www.popastro.com