Характеристика Солнечной системы

           Уровень солнечной  активности  (число активных областей и  солнечных пятен, количество и  мощность солнечных вспышек и  т.д.) изменяется с  периодом около 11 лет. Существуют также слабые колебания величины максимумов 11-летнего цикла с периодом около 90 лет.  На Земле  11-летний  цикл прослеживается на  целом ряде явлений органической и неорганической природы (возмущения магнитного поля, полярные сияния, возмущения ионосферы, изменение скорости роста деревьев с периодом около 11 лет, установленным по чередованиям толщины годовых колец,  и т.д.). На земные процессы оказывают также воздействие отдельные активные области на Солнце и происходящие в них кратковременные,  но иногда очень мощные вспышки.  Время существования отдельной магнитной области на Солнце может достигать одного года. Вызываемые этой областью возмущения в магнитосфере и  верхней  атмосфере Земли повторяются через 27 суток (с наблюдаемым с Земли периодом вращения Солнца). Наиболее мощные проявления солнечной активности - солнечные (хромосферные) вспышки происходят нерегулярно (чаще вблизи периодов максимальной активности),  длительность их  составляет  5-40  минут, редко несколько часов. Энергия хромосферной вспышки может достигать 10525 джоулей, из выделяющейся при вспышке энергии лишь  1-10%  приходится  на электромагнитное излучение в оптическом диапазоне. По сравнению с полным излучением Солнца в оптическом диапазоне энергия вспышки не  велика,  но коротковолновое излучение  вспышки и генерируемые при вспышек электроны, а иногда солнечные космические лучи могут дать заметный вклад в  рентгеновское и карпускулярное излучение Солнца. В периоды повышения солнечной активности его рентгеновское излучение увеличивается в диапазоне 30 -10 нм в два раза, в диапазоне 10 -1 нм в 3-5 раз, в диапазоне 1-0,2 нм более чем в сто раз.  По мере уменьшения длины волны излучения вклад активных областей в полное излучение Солнца увеличивается,  и в последнем из указанных диапазонов практически всё излучение  обусловлено  активными  областями. Жёсткое  рентгеновское  излучение  с длиной волны меньше 0,2 нм появляется в спектре Солнца всего лишь на короткое время после вспышек.

      В ультрафиолетовом  диапазоне  (длина  волны  180-350 нм) излучение Солнца за 11-летний цикл меняется всего на 1-10%, а в диапазоне 290-2400 нм остаётся практически постоянным и составляет 3,6•10526ватт.

      Постоянство энергии, получаемой Землёй от Солнца, обеспечивает стационарность теплового баланса Земли. Солнечная активность существенно не сказывается не энергетике Земли как планеты, но отдельные компоненты излучения хромосферных  вспышек  могут  оказывать  значительное влияние на многие физические, биофизические и биохимические процессы на Земле. 

      Усиление  солнечного ветра, вызванное вспышкой, приводит к сжатию магнитосферы Земли  с солнечной стороны, усилению токов  на её внешней границе, частичному проникновению  частиц солнечного ветра в глубь  магнитосферы, пополнению частицами высоких энергий радиационных поясов Земли и т.д. Эти процессы сопровождаются колебаниями напряжённости геомагнитного поля (магнитной бурей), полярными сияниями и другими геофизическими явлениями, отражающими  общее  возмущение  магнитного поля Земли.  Воздействие активных процессов на Солнце (солнечных бурь) на геофизические явления осуществляется как коротковолновой  радиацией, так и через посредство магнитного поля Земли. По-видимому, эти факторы являются главными  и для физико-химических и биологических процессов.  Проследить всю цепь связей,  приводящих к 11-летней периодичности многих  процессов  на Земле  пока не удаётся,  но накопленный обширный фактический материал не оставляет сомнений в существовании таких связей.  Так,  была установлена корреляция  между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями,  урожаями сельхозкультур,  числом сердечно-сосудистых заболеваний  и т.д. Эти данные указывают на постоянное действие солнечно-земных связей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2. ПУТЬ СОЛНЦА СРЕДИ ЗВЕЗД 

      Каждый  день, поднимаясь из-за горизонта в  восточной стороне неба, Солнце проходит по небу и вновь скрывается на западе. Для жителей Северного полушария  это движение происходит слева направо, для южан – справа налево. В полдень  Солнце достигает наибольшей высоты, или, как говорят астрономы, кульминирует. Полдень – это верхняя кульминация, а бывает еще и нижняя – в полночь. В наших средних широтах нижняя кульминация Солнца не видна, так как она происходит под горизонтом. А вот за Полярным кругом, где Солнце летом иногда не заходит, можно наблюдать и верхнюю, и нижнюю кульминации.

      На  географическом полюсе суточный путь Солнца практически параллелен горизонту. Появившись в день весеннего равноденствия, Солнце четверть года поднимается все  выше и выше, описывая круги над горизонтом. В день летнего солнцестояния оно достигает максимальной высоты (23,5˚). Следующие четверть года, до осеннего равноденствия, Солнце спускается. Это полярный день. Затем на полгода  наступает полярная ночь.

      В средних широтах на протяжении года видимый суточный путь Солнца то сокращается, то увеличивается. Наименьшим он оказывается в день зимнего солнцестояния, наибольшим – в день летнего солнцестояния. В дни равноденствий Солнце находится на небесном экваторе. В это же время оно восходит в точке востока и заходит в точке запада.

      В период от весеннего равноденствия  до летнего солнцестояния место  восхода Солнца немного смещается  от точки восхода влево, к северу. А место захода удаляется от точки  запада вправо, хотя тоже к северу. В  день летнего солнцестояния Солнце появляется на северо-востоке, а в полдень оно кульминирует на максимальной за год высоте. Заходит Солнце на северо-западе. 

      Затем места восхода и захода смещаются  обратно к югу. В день зимнего  солнцестояния Солнце восходит на юго-востоке, пересекает небесный меридиан на минимальной высоте и заходит на юго-западе.

      Следует учитывать, что вследствие рефракции (то есть преломления световых лучей  в земной атмосфере) видимая высота светила всегда больше истинной. Поэтому  восход Солнца происходит раньше, а заход – позже, чем это было бы при отсутствии атмосферы.

      Итак, суточный путь Солнца представляет собой  малый круг небесной сферы, параллельный небесному экватору. В то же время  в течении года Солнце перемещается относительно небесного экватора то к северу, то к югу. Дневная и ночная части его пути неодинаковы. Они равны только в дни равноденствий, когда Солнце находится на небесном экваторе.

      Годичный  путь Солнца

      Выражение "путь Солнца среди звезд" кому-то покажется странным. Ведь днем звезд не видно. Поэтому нелегко заметить, что Солнце медленно, примерно на 1˚ за сутки, перемещается среди звезд справа налево. Зато можно проследить, как в течение года меняется вид звездного неба. Все это – следствие обращения Земли вокруг Солнца.

      Путь видимого годичного перемещения Солнца на фоне звезд именуется эклиптикой (от греческого "эклипсис" – "затмение"), а период оборота по эклиптике – звездным годом. Он равен 265 суткам 6 часам 9 минутам 10 секундам, или 365, 2564 средних солнечных суток.

      Эклиптика и небесный экватор пересекаются под углом 23˚26' в точках весеннего и осеннего равноденствия. В первой из этих точек Солнце обычно бывает 21 марта, когда оно переходит из южного полушария неба в северное. Во второй – 23 сентября, при переходе их северного полушария в южное. В наиболее удаленной к северу точке  эклиптике Солнце бывает 22 июня (летнее солнцестояние), а к югу – 22 декабря (зимнее солнцестояние). В високосный год эти даты сдвинуты на один день. 

      Из  четырех точек эклиптики главной  является точка весеннего равноденствия. Именно от нее отсчитывается одна из небесных координат – прямое восхождение. Она же служит для отсчета  звездного времени и тропического года – промежутка времени между  двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год определяет смену времен года на нашей планете.

      Так как точка весеннего равноденствия  медленно перемещается среди звезд  вследствие прецессии земной оси, продолжительность тропического года меньше продолжительности звездного. Она составляет 365,2422 средних солнечных суток.

      И наконец, последнее, что связано  с видимым годичным движением  Солнца. Половину эклиптики от весеннего  равноденствия до осеннего (с 21 марта  по 23 сентября) Солнце проходит за 186 суток. Вторую половину, от осеннего равноденствия да весеннего, – за 179 суток (180 в високосный год). Но ведь половинки эклиптики равны: каждая по 180˚. Следовательно, Солнце движется по эклиптике неравномерно. Эта неравномерность объясняется изменением скорости движения Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца.

      Неравномерность движения Солнца по эклиптике приводит к разной длительности времен года. Для жителей северного полушария, например, весна и лето на шесть  суток продолжительнее осени и зимы. Земля 2-4 июня расположена от Солнца на 5 миллионов километров дольше, чем 2-3 января, и движется по своей орбите медленнее в соответствии со вторым законом Кеплера. Летом Земля получает от Солнца меньше тепла, но зато лето в Северном полушарии продолжительнее зимы. Поэтому в Северном полушарии Земли теплее, чем в Южном.    

      В момент лунного новолуния может  произойти солнечное затмение –  ведь именно в новолуние Луна проходит между Солнцем и Землей. Астрономы  заранее знают, когда и где будет наблюдаться солнечное затмение, и сообщают об этом в астрономических календарях.

      О затмении Солнца 8 июля 1842 года в городе Павии (Италия) рассказывает английский астроном Фрэнсис Бейли: "Когда  наступило полное затмение и солнечный  свет мгновенно потух, вокруг темного тела Луны внезапно возникло какое-то яркое сияние, похожее на корону ил на ореол вокруг головы святого. Ни в каких отчетах о прошлых затмения не было написано о чем-то подобном, и я вовсе не ожидал увидеть великолепие, находившееся теперь у меня перед глазами. Ширина короны, считая от окружности диска Луна, была равна примерно половине лунного диаметра. Она казалась составленной из ярких лучей. Ее свет был плотнее около самого края Луны, а по мере удаления лучи короны становились все слабее, тоньше. Ослабление света шло совершенно плавно вместе с увеличение расстояния. Корона представлялась в виде пучков прямых слабых лучей; их внешние концы расходились веером; лучи были неравной длины. Корона была не красноватая, не жемчужная, она была совершенно белого цвета. Ее лучи переливались или мерцали, как газовое пламя. Как не блестяще было это явление, какие бы восторги оно не вызывало у зрителей, но все же в этом странном, дивном зрелище было точно что-то зловещее, и я вполне понимаю, насколько могли быть потрясены и испуганы люди во времена, когда эти явления происходили совершенно неожиданно.    

      Наиболее  удивительной подробностью всей картины  было появление трех больших выступов (протуберанцев), которые высились над  краем Луны, но составляли, очевидно, часть короны. Они походили на горы громадной высоты, на снеговые вершины Альп, когда те освещены красными лучами заходящего Солнца. Их красный цвет впадал в лиловый или пурпуровый; быть может, лучше всего подошел бы сюда оттенок цветов персика. Свет выступов, в противоположность остальным частям короны, был совершенно спокоен, "горы" не искрились и не переливались. Все три выступа, несколько разные по величине, были видны до последнего момента полной фазы затмения. Но как только прорвался первый луч Солнца, протуберанцы вместе с короной пропали бесследно, и сразу восстановился яркий свет дня". Это явление, так тонко и красочно описанное Бейли, длилось чуть более двух минут. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3. МЕСТО СОЛНЦА В ГАЛАКТИКЕ

      В окрестностях Солнца удается проследить участи двух спиральных ветвей, удаленных от нас примерно на 3 тысячи световых лет. По созвездиям, где обнаруживаются эти участки, их называют рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце находится почти посередине между этими спиральными ветвями. Правда, сравнительно близко (по галактическим меркам) от нас, в созвездии Ориона, проходит еще одно, не столь явно выраженная ветвь, считающаяся ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

      Расстояние  от Солнца до центра Галактики составляет 23 – 28 тысяч световых лет, что составляет примерно 7 – 9 тысяч парсек. Это говорит о том, что Солнце располагается между центром и краем диска Галактики.

      Вместе  со всеми близкими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики  со скоростью 200 – 220 километров в секунду, совершая один оборот примерно за 200 миллионов лет. Значит, за все время своего существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.

      Скорость  вращения Солнца вокруг центра Галактики  практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движется волна уплотнения, формирующая спиральный рукав. Такая ситуация в общем неординарна для Галактики: спиральные ветви вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы колеса, а движение звезд подчиняется совершенно иной закономерности. Поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных ветвей, то выходит из них. Единственное место, где скорости звезд и рукавов совпадают, – это так называемая коротационная окружность. Именно вблизи нее и располагается Солнце.