Сонце – центральний об’єкт нашої зоряної системи. У ньому зосереджена практично вся її маса – 99%. Визначити розмір небесного світила можна за допомогою спостереження, геометричних моделей і точних розрахунків. Вченим необхідно не тільки знати діаметр Сонця в кілометрах, а також його кутові розміри, але і відстежувати активність зірки. Її вплив на нашу планету дуже велико – потоки заряджених частинок сильно впливають на магнітосферу Землі.
Як визначити діаметр Сонця в кілометрах
Визначення діаметра Сонця завжди займало людей, що цікавляться астрономією. З давніх часів людина спостерігав за небом і намагався скласти уявлення про видимих на ньому об’єктах. З їх допомогою створювалися календарі і пророкували багато природні явища. Небесним тілам протягом тисячоліть надавалося містичне значення.
Місяць і Сонце стали центральними об’єктами вивчення. За допомогою супутника Землі вдалося дізнатися точні розміри зірки. Діаметр Сонця був визначений за допомогою «Чоток Бейлі». Так називається оптичний ефект, що відбувається у фазі повного сонячного затемнення. Коли краї сонячного і місячного дисків збігаються, світло пробивається через нерівності місячної поверхні, утворюючи червоні точки. Вони й допомогли астрономам визначити точне положення краю сонячного диска.
Найбільш детально були проведені дослідження цього явища в Японії в 2015 році. Дані декількох обсерваторій були доповнені інформацією з місячного зонда «Кагуя». В результаті було розраховано, скільки діаметр Сонця складає в кілометрах – 1 мільйон 392 тис. 20 км. Для астрономів важливі й інші параметри світила.
Кутовий діаметр Сонця
Кутовий діаметр об’єкта – це кут між лініями, що йдуть від спостерігача до діаметрально протилежних точках на його краях. В астрономії він вимірюється в хвилинах (‘) і секундах (“). Під ним мається на увазі не плоский кут, а тілесний (об’єднання всіх променів, що виходять з точки). Кутовий діаметр зірки дорівнює 31’59”.
Протягом доби Сонце змінює свої розміри (в 2,5-3,5 рази). Однак, така видимість є лише психологічним феноменом. Ілюзія сприйняття полягає в тому, що кут, під яким видно Сонце, не змінюється в залежності від його положення на небозводі.
Проте небо представляється людині не півсферою, а куполом, який по краях примикає до горизонту. Тому проекція зірки на його площину здається різної за величиною.
Існує й інше пояснення. Всі предмети по мірі наближення до горизонту стають менше. Однак Сонце не змінює своїх розмірів. Через це здається, ніби воно стає більше. Цікавий психологічний ефект легко проверть: варто виміряти діаметр Сонця з допомогою мізинця. Його розміри в зеніті і на горизонті будуть однакові.
Дослідження Сонця
До винаходу телескопа астрономи не мали уявлення про будову небесного світила. В Європі тільки в 17 столітті були відкриті сонячні плями. Вони являють собою вирвалися на поверхню фотосфери магнітні поля. Заважаючи руху речовини в місцях викиду, вони створюють зниження температури на поверхні Сонця. В цей же час Галілей визначив період обертання Сонця навколо своєї осі. Його зовнішній шар робить повний оборот за 25,38 доби.
Будова Сонця:
- водень – 70%;
- гелій – 28%;
- інші елементи – 2%.
В ядрі зірки відбувається ядерна реакція перетворення водню в гелій. Тут температура досягає 15 млрд. градусів. На поверхні вона дорівнює 5780 градусам.
Після появи космічних апаратів робилося безліч спроб дослідження небесного світила. Американські супутники, запущені в космос в період з 1962 по 1975 роки, вивчали Сонце в ультрафіолетовому та рентгенівському спектрі хвиль. Серія була названа Орбітальної обсерваторією сонячної.
У 1976 році був запущений західнонімецький супутник КА Helios-2, який наблизився до зірки на відстань 43,4 млн. км. Він призначався для дослідження сонячного вітру. З цією ж метою в 1990 році відправився в космічний простір Сонячний зонд Ulysses.
НАСА в 2018 році планує запустити супутник Solar Probe Plus, який наблизиться до Сонця на 6 млн. кілометрів. Таку відстань стане рекордним за останні десятиліття.
Порівняння з іншими небесними тілами
При визначенні розмірів Сонця допомагає порівняння з іншими небесними об’єктами. Цікаво порівняння в перспективі. Наприклад, діаметр Сонця дорівнює 109 діаметрів Землі, 9,7 діаметрів Юпітера. Гравітація на Сонце перевищує земну гравітацію в 28 разів. Людина тут важив би 2 тонни.
Маса зірки становить 333 тис. мас Землі. Полярна зірка більше Сонця в 30 разів. Серед небесних світил воно має середні розміри. До гігантів Сонця ще далеко. Найбільша зірка VY Canis Majoris має 2100 діаметрів Сонця.
Вплив на Землю
Життя на Землі можлива лише на відстані 149,6 млн. км від Сонця. Всі живі організми отримують від нього необхідне тепло, а фотосинтез виробляється рослинами тільки за участю світла. Завдяки цій зірці можливі такі погодні явища, як вітер, дощ, пори року та ін
Відповідь на питання про те, який діаметр Сонця потрібен для нормального розвитку життя на такій планеті, як Земля, простий – саме такий, як зараз. Магнітне поле нашої планети часто відображає «атаки сонячного вітру». Завдяки йому на полюсах з’являється північне і південне полярне сяйво. В період виникнення сонячних спалахів воно може з’являтися навіть поблизу екватора.
Значно вплив світила і на клімат нашої планети. У період з 1683 по 1989 рік були найхолодніші зими. Це було пов’язано з зменшенням активності зірки.
Погляд у майбутнє
Діаметр Сонця змінюється. Через 5 млрд. років воно виробить все водневе паливо і стане червоним гігантом. Збільшившись в розмірах, воно поглине Меркурій і Венеру. Потім Сонце стиснеться до розмірів Землі, перетворившись в білу карликову зірку.
Розміри зірки, що визначає життя на нашій планеті, є одними з найбільш цікавих даних не тільки для вчених, але і для звичайних людей. Розвиток астрономії дозволяє визначати далеке майбутнє небесних тіл і сприяє накопиченню відомостей для метеослужби. Також стає можливим освоєння нових планет, підвищується рівень захищеності Землі від зіткнення з невеликими небесними тілами.
