Maa pöörlemine ümber päikese ja selle telje. Suur nafta ja gaasi entsüklopeedia

NASA peamine kosmose päikeselabor Solar Dynamics Observatory on hoidnud oma pilku päikesel kolm aastat. Kodust lahkumata, pilves päeval või isegi öösel saame teada, mis on Päikese peal viimase kolme aasta jooksul toimunud.

Esimene asi, mis neid vaatlusi vaadates silma jääb, on päikese pöörlemine.

Päikeselaikude vaatlustest on ammu teada, et Päikese pind ei pöörle nagu tahke, kuid erinevalt. See tähendab, et ekvaator pöörleb kiiremini kui poolused.

Päikese ekvaatori lähedal asuvad punktid, nagu päikeselaigud, pöörlevad 25 päeva jooksul, samas kui pooluste lähedal asuvad piirkonnad, nagu subpolaarsed koronaavad, pöörlevad 36 päeva jooksul. Selle pöörlemise põhjuseks on nurkimpulsi säilimine.

Kui päike just kahanema hakkas, st. akreetne, suurest gaasipilvest gravitatsiooni mõjul, on see nagu pöörlev iluuisutaja, kes kätele vajutades hakkab kiiremini pöörlema, säilitas pöörlemisvõime. Kui Päike oleks tahke, siis pöörleks ta nagu tahke keha ühega nurkkiirus, kuid kuna Päike on plasmast koosnev täht, siis pöörlevad selle erinevad osad erinevalt, s.t. erinevalt.

Mis juhtub selle pöörlemisega Päikese sees? Kas Päike pöörleb seal sama kiirusega või mitte?

Asi on selles, et me ei saa lihtsalt vaadata Päikese sisse. Kõik nähtavad päikesevalgus tuleb meile Päikese pinnalt, fotosfäärilt. Fotosfäär neelab kõik selle all olevast konvektiivtsoonist tulevad footonid. Ainus viis teada saada, mis päikese sees toimub, on jälgida päikese neutriinosid. Kuid paraku ei suhtle neutriinod ainega, seega ei saa nad meile midagi öelda päikese sees toimuva liikumise kohta.

Päikese struktuur. Kogu kiirgus tuleb fotosfäärist. Me ei saa vaadata konvektiivtsooni ja kiirgusülekandetsooni sisse.

Vaatamata sellele piirangule on päikesefüüsikud välja mõelnud teise võimaluse saada teavet konvektiivtsooni kohta, kasutades helilained. Sellest meetodist on nüüdseks saanud omaette päikesefüüsika haru, helioseismoloogia.

Helioseismoloogia põhimõte on sama, mis tavapärases maapealses seismoloogias.
Kui Päikese pinda pikemalt jälgida, selgub, et päikese fotosfäär nagu hiiglaslik kell vibreerib miljonitel erinevatel sagedustel. Need. Päike laulab mitte falsetis, vaid miljonite ülemtoonidega. Nende vibratsioonide sagedused näitavad aine struktuuri ja liikumist, mida need vibratsioonid läbivad. Näiteks kui need võnked läbivad liikuvat plasmat, siis Doppleri efekti tõttu nihkub võnkesagedus.

Helioseismoloogiast selgus, et päike pöörleb erinevalt mitte ainult pinnal, vaid ka sees, konvektiivses tsoonis. Veelgi sügavamal, kiirgusülekande tsoonis (vt esimest ja teist pilti) pöörleb see soliidselt, s.t. ühel kiirusel.

Päikese pinna all toimuva pöörlemise kaardistamine on üks viimase aja suurimaid edusamme päikesefüüsikas. Horisontaalne telg vastab ekvaatorile ja vertikaaltelg päikese vertikaalsele pöörlemisteljele. Punastel aladel pöörleb päike pöörlemisperioodiga 25,2 päeva ja sinistes piirkondades 34 päeva.

Kitsast lõiku, mis on tähistatud punktiirjoonega, kus diferentsiaalpööre annab teed pooljuhtrotatsioonile, nimetatakse tahhokliiniks. See asub maiustustsooni ja kiirgusülekande tsooni vahel.

Kuigi tahhokliin ulatub vaid mõne protsendi päikese raadiusest, mängib see suur roll Päikese elus. Siin tekivad päikeselaigud, mis aja jooksul keerulise protsessi käigus ujuvad päikese pinnale.

Kui lähete saidile solarmonitor.org, mis näitab, kuidas päike täna erinevatel lainepikkustel välja näeb, märkate, et päikeselaigud pöörlevad koos kogu päikesega vasakult paremale. Mõned laigud püsivad mitu nädalat, teised aga mitu päikesetsüklit. Kuna meie lennukeid, satelliite ja elektriliine mõjutavad päikesepursked tekivad tavaliselt päikeselaikudes ja nende intensiivsus on võrdeline täpi suuruse või täpsemalt magnetvooga, jälgivad sõjaväeorganisatsioonid suurte päikeselaikude liikumist üle päikese pinna. .

Maa on alati liikumises. Kuigi näib, et seisame liikumatult planeedi pinnal, pöörleb see pidevalt ümber oma telje ja Päikese. Seda liikumist me ei tunneta, kuna see meenutab lennukis lendamist. Liigume lennukiga sama kiirusega, nii et me ei tunne, et liigume üldse.

Millise kiirusega Maa pöörleb ümber oma telje?

Maa pöörleb ümber oma telje ühe korra peaaegu 24 tunni jooksul (täpsemalt 23 tunni 56 minuti 4,09 sekundi või 23,93 tunni jooksul). Kuna Maa ümbermõõt on 40 075 km, pöörleb iga ekvaatoril asuv objekt kiirusega ligikaudu 1674 km tunnis või ligikaudu 465 meetrit (0,465 km) sekundis (40075 km jagatud 23,93 tunniga ja saame 1674 km tunnis).

temperatuuril (90 kraadi põhja laiuskraad) ja (90 lõunalaiuskraadi), on kiirus tegelikult null, kuna pooluspunktid pöörlevad väga aeglase kiirusega.

Kiiruse määramiseks mis tahes muul laiuskraadil korrutage lihtsalt laiuskraadi koosinus planeedi pöörlemiskiirusega ekvaatoril (1674 km tunnis). 45 kraadi koosinus on 0,7071, seega korrutage 0,7071 1674 km-ga tunnis ja saate 1183,7 km tunnis.

Vajaliku laiuskraadi koosinuse saab hõlpsasti määrata kalkulaatori abil või vaadata koosinustabelist.

Maa pöörlemiskiirus muudel laiuskraadidel:

• 10 kraadi: 0,9848×1674=1648,6 km tunnis;
• 20 kraadi: 0,9397×1674=1573,1 km tunnis;
• 30 kraadi: 0,866×1674=1449,7 km tunnis;
• 40 kraadi: 0,766×1674=1282,3 km tunnis;
• 50 kraadi: 0,6428×1674=1076,0 km tunnis;
• 60 kraadi: 0,5×1674=837,0 km tunnis;
• 70 kraadi: 0,342×1674=572,5 km tunnis;
• 80 kraadi: 0,1736×1674=290,6 km tunnis.

Tsükliline pidurdamine

Kõik on tsükliline, isegi meie planeedi pöörlemiskiirus, mida geofüüsikud saavad millisekundi täpsusega mõõta. Maa pöörlemisel on tavaliselt viieaastased aeglustus- ja kiirendustsüklid ning Eelmisel aastal Aeglustumise tsüklit seostatakse sageli maavärinate sagenemisega kogu maailmas.

Kuna 2018. aasta on aeglustumise tsükli viimane aeg, ootavad teadlased sel aastal seismilise aktiivsuse kasvu. Korrelatsioon ei ole põhjuslik seos, kuid geoloogid otsivad alati tööriistu, et proovida ennustada, millal järgmine suur maavärin toimub.

Maa telje võnkumised

Maa pöörleb veidi, kui selle telg triivib pooluste poole. Täheldati, et triiv maa telg on alates 2000. aastast kiirenenud, liikudes itta 17 cm aastas. Teadlased on kindlaks teinud, et telg liigub edasi-tagasi liikumise asemel Gröönimaa sulamise ja Euraasias vee kadumise koosmõju tõttu endiselt itta.

Aksiaalne triiv on eeldatavasti eriti tundlik muutuste suhtes, mis toimuvad 45 kraadi põhja- ja lõunalaiuskraadil. See avastus viis selleni, et teadlased suutsid lõpuks vastata pikaajalisele küsimusele, miks telg üldse triivib. Telje kõikumise ida või lääne suunas põhjustasid kuivad või niisked aastad Euraasias.

Üks põnevaid küsimusi, mis Universumi ja konkreetselt meie galaktika uurijaid alati huvitab, on Päikese pöörlemine ümber Päikese. Varasemate vaatluste etapis polnud instrumentide ebatäiuslikkuse ja kogunenud teadmiste tõttu sellele küsimusele pikka aega vastust. Kuid isegi lihtsa teleskoobiga relvastatud Galileo tajus 1610. aastal täppide liikumist päikesekettal kui tõendit tähe aksiaalsest pöörlemisest. See aitas tal leida ekvaatori, hinnata selle telje asukohta ja Päikese ümber Päikese pöörlemise perioodi. Mida õnnestus teada saada 20. ja 21. sajandi teadlastel, kes olid relvastatud rikkalike teadmiste ning keeruka ja täpse varustusega? Pidevate Maa- ja kosmosevaatluste ning saadud teabe hoolika matemaatilise uurimise tulemusena selgus, et Päike pöörleb pidevalt mitmel tasapinnal. Üldiselt annavad selle töö tulemused üsna keeruka mitmemõõtmelise trajektoori.

Kuidas täht pöörleb?

• See pöörleb ümber telje. Selle pöörlemise trajektoori mõjutavad mitmesugused tegurid, mis mõjutavad Päikese kiirust ümber Päikese tähe seest ja väljastpoolt.
• Süsteemi moodustavate planeetide pöörlemine selle tähe ümber mõjutab ka selle trajektoori. Ükskõik kui suur ja raske täht ka poleks, planeetide gravitatsioon nihkub, kaldub ja tõmbab tagasi telge, mille ümber Päike Päikese ümber liigub. Trajektoori, mille see ruumis välja kirjutab, nimetatakse keskpunkti tasakaalustamise raadiuseks. Päikese telje ebatavalist kallet, mis põhineb olemasolevate planeetide mõjul, seletatakse kõige sagedamini just seni avastamata üheksanda planeedi külgetõmbejõuga. Telje tegelik asend viitab sellele, et see peab olema massiivne planeet, millel on tohutu orbiit, 20 korda suurem kui Neptuuni oma. Mõju, mida see hüpoteetiline taevakeha väidetavalt avaldab Päikese pöörlemisele ümber oma telje, näitab, et selle orbiit peaks olema kaldu selle tasandi suhtes, mis sisaldab süsteemi teiste, juba teadaolevate planeetide orbiite. See tähendab, et kesktähe telje kalde lisaväärtus 6 kraadi võimaldab eeldada ennustatava planeedi orbiidi 30-kraadist kaldenurka teiste orbiitide suhtes.
• Lisaks tiirleb täht ümber galaktika tuuma. Koos oma süsteemi planeetidega tiirleb see ümber musta augu, mis on keskpunkt Linnutee, mille äärealal, selle ühes keerdunud harus, asub Päikesesüsteem. Kõik selle planeedid tormavad läbi Universumi kiirusega üle miljoni kilomeetri tunnis. See ei saa samuti muud kui mõjutada seda, kuidas Päike täpselt ümber oma telje pöörleb.
• Liikumist mõjutab pulsatsioon, rütmiline tõus - selle suuruse vähenemine.

Kuidas teostatakse tähe pöörlemise uuringuid?

Galilei ajast tuntud viisil. Teadlased vajasid päikeselaikude pikaajalisi vaatlusi, et välja selgitada, kas Päike pöörleb ümber oma telje või on selle olek muutumatu ja liikumatu. Nad püsivad suhteliselt stabiilses olekus üsna pikka aega. See tähendab, et nende kuju ja suurus ei muutu ümber tähe orbiidil liiga palju ning jäävad äratuntavaks. Nende pidevat liikumist seletatakse tähe pideva pöörlemisega.

Vaatlusi tehakse peamiselt ekvaatori vahetus läheduses. Siin asuvad suurimad päikeselaikude kobarad. Nende täieliku pöörlemise kiirust mõõdetakse enne naasmist kohta, kust vaatlus algas. Nii määratakse Päikese pöörlemiskiirus ümber Päikese. Lisaks kasutatakse selle määramiseks Doppleri efekti. Samal ajal on päikeseketta servades registreeritud spektris märgata spektrijoonte nihkeid. Just sellele meetodile võlgneb teadus teadmise, et Päikese ümber Päikese pöörlemise periood erineb märgatavalt erinevad laiuskraadid.

Tähel, mis koosneb peamiselt vesinikust ja heeliumist, ei ole tahketele kehadele omast ühtlast tihedust. Seetõttu pole sellel erinevalt tahketest planeetidest, näiteks Maast, ühtki planeedi pöördekiirust. IN ekvatoriaalvöönd Tähe moodustavad gaasid pöörlevad suhteliselt kiiresti. Täispöördeks kulub ligikaudu 25 (24,74) Maa päeva. Poolustel aine liikumise kiirus aeglustub ja on umbes 35 päeva. IN erinevad punktid nende vahel on kiirus 26-28 päeva.

Eeldatakse, et päikese tuum pöörleb ümber oma telje veelgi kiiremini. Selle kiirus on neli korda suurem kui väliskihtidel. Selle skeemi järgi määrab pöörlemiskiiruse kiiresti pöörlev südamik. Selle kõrval olevad inimesed pöörduvad veidi aeglasemalt sisemised tsoonid, kiirgusülekanne ja konvektiivne. Päikese atmosfääri kihid, mis koosnevad valgust kiirgav, mis näeb välja nagu fotosfääritähe särav pind, andes tähele kromosfäärile punaka varjundi ja paiskades välja koroonaprominendid.

Miks see keerleb?

Eeldatakse, et Päikese pöörlemine oli seatud tema "sünnile". Siis on see temaga planeetide süsteem tekkis keerlevas tähtedevaheliste gaaside ja tolmu pilves. Meie süsteemi keskse tähe pöörlemissuund on sama, mis Maa oma.

Tänapäevased ja tulevased uuringud Maad soojendava tähe ja selle pöörlemise iseärasuste kohta aitavad teadlastel kindlasti lahendada paljusid kosmilisi mõistatusi, millest universum on nii rikas.

Kuu tiirleb ümber Maa. Maa tiirleb ümber päikese. Loomulik küsimus: Kas Päike tiirleb ka millegi ümber?

Astronoomid said sellele küsimusele vastuse alles 20. sajandil ja vastus on JAH.

Meie Päike on osa tohutust tähesüsteemist, mida nimetatakse galaktikaks (nimetatakse ka Linnuteeks). Meie Galaxyl on ketta kuju, mis sarnaneb kahele servadest volditud plaadile. Selle keskel on Galaxy ümar tuum.

Kui vaadata meie Galaktikat ülalt, näeb see välja nagu spiraal, milles täheaine on koondunud peamiselt selle harudesse, mida nimetatakse galaktilisteks harudeks. Käed asuvad Galaxy ketta tasapinnal.

Meie galaktikas sisaldab rohkem kui 100 miljardit tähte. Galaxy ketta läbimõõt on umbes 30 tuhat parsekit (100 000 valgusaastat) ja paksus umbes 1000 valgusaastat.

Ketta sees olevad tähed liiguvad ringikujulistel trajektooridel ümber Galaktika keskpunkti, täpselt nagu planeedid Päikesesüsteem tiirlevad ümber Päikese. Galaktika pöörlemine toimub selle küljelt vaadates päripäeva. põhjapoolus(asub Coma Berenicese tähtkujus). Ketta pöörlemiskiirus ei ole keskpunktist erinevatel kaugustel ühesugune: see väheneb sellest eemaldudes.

Mida lähemal Galaktika keskpunktile, seda suurem on tähtede tihedus. Kui elaksime Galaktika tuuma lähedal asuva tähe lähedal planeedil, oleks taevas näha kümneid tähti, mis on heleduse poolest võrreldavad Kuuga.

Päike asub aga Galaktika keskpunktist väga kaugel, võiks öelda - selle äärealadel, umbes 26 tuhande valgusaasta (8,5 tuhande parseki) kaugusel, galaktika tasapinna lähedal. See asub Orioni käsivarres, mis on ühendatud kahe suurema haruga - sisemise Amburi käe ja välimise Perseuse käega.

Päike liigub kiirusega umbes 220-250 kilomeetrit sekundis ümber Galaktika keskpunkti ja teeb oma keskpunkti ümber täieliku pöörde erinevatel hinnangutel 220-250 miljoni aastaga. Päikese pöördeperioodi koos ümbritsevate tähtedega meie tähesüsteemi keskpunkti lähedal nimetatakse selle eksisteerimise ajal galaktiliseks aastaks. Kuid peate mõistma, et Galaxy jaoks pole ühist perioodi, kuna see ei pöörle nagu jäik keha. Oma eksisteerimise jooksul tiirles Päike ümber galaktika umbes 30 korda.

Päikese pööre ümber Galaktika keskpunkti on võnkuv: iga 33 miljoni aasta järel ületab ta galaktilise ekvaatori, tõuseb seejärel oma tasapinnast kõrgemale 230 valgusaasta kõrgusele ja laskub uuesti ekvaatorile.

Huvitaval kombel teeb Päike täieliku pöörde ümber Galaktika keskpunkti täpselt sama ajaga kui spiraalid. Seetõttu ei läbi Päike aktiivse tähtede tekke piirkondi, kus sageli purskavad supernoovad – elule hävitava kiirguse allikad. See tähendab, et see asub Galaktika sektoris, mis on elu tekkeks ja säilimiseks kõige soodsam.

Muideks...

Kõige uudishimulikumad inimesed ilmselt ei peatu seal ja ei küsi: "Kas meie galaktika tiirleb ka mõne keskuse ümber?"

Ja vastus on jälle jah.

Linnutee on osa galaktikate rühmast, mida ühendavad gravitatsioonijõud, mida nimetatakse kohalikuks rühmaks. Lisaks Linnuteele hõlmab see Andromeeda galaktikat ja Kolmnurga galaktikat ning umbes 50 väiksemat galaktikat. Kohaliku rühma läbimõõt on 1 miljon parsekit (megaparsekit) ehk 3 miljonit valgusaastat.

Kohalik galaktikate rühm on omakorda osa veelgi suuremast parvest, Neitsi kohalikust superparvest. Selle suurus on 200 miljonit valgusaastat ja selle kese asub meist 50 miljoni valgusaasta kaugusel. Superparv pöörleb ümber oma kettaga risti oleva telje ja meenutab selles mõttes tavalist galaktikat. Kohaliku rühma liikumiskiirus supergalaktika keskpunkti ümber on umbes 400 kilomeetrit sekundis.

20. sajandi lõpus leidsid astronoomid, et Kohalik superparv kihutas kiirusega 500–700 kilomeetrit sekundis võimsa gravitatsioonijõuga (tõmbejõuga) tohutu galaktikaparve poole, mida kutsuti Suureks Atraktoriks (alates "meelitada" - " meelitada, meelitada, köita"). See asub umbes 65 miljoni parseki ehk 250 miljoni valgusaasta kaugusel Quaduloni tähtkujus.

Kohalik superparv on omakorda vaid üks paljudest universumi galaktikate superparvedest. Meie omaga külgnev superparv asub Heraklese tähtkujus 700 miljoni valgusaasta kaugusel ja umbes 300 miljonit valgusaastat selleni viiva teel valitseb täielik tühjus, seal pole galaktikaid ega tähti. Seega pole aine Universumis jaotunud ühtlaselt ega kaootiliselt, vaid rakkude kujul, mille servadesse aine on koondunud ja rakkude sees on hiiglaslikud absoluutselt tühjad ruumid - “mullid”. Galaktikad ja nende parved on paigutatud järjekorda, mis meenutab kujuteldamatu suurusega kärgstruktuuri. Mida lähemal selliste rakkude ühenduskohtadele, seda kontsentreeritum on aine. Mis on sellise sümmeetrilise, korrastatud struktuuri põhjus? Täna sellele küsimusele vastust pole.

Kas Päike pöörleb ümber oma telje?

Maa teeb ühe pöörde ümber oma telje vähem kui 24 tunniga. Ühe pöörde ajal mööduvad päev ja öö. Kuidas saaks Kuu vaatleja määrata meie planeedi ühe pöörde kestuse ümber oma telje? Ta loeks näiteks kokku, mitu korda Ameerika nädala jooksul tema pilgust mööda läheb. Sama saame teha, kui tahame määrata aega, mil Päike pöörleb ümber oma telje. Selleks peame määrama suure pikaealise päikeselaigu tiirlemisaja. Kui jälgite iga päev päikeselaikude rühma, märkate, et see liigub idast läände. See tähendab, et Päike pöörleb selles suunas ümber oma telje. Lisaks on Päikese pöörlemises üks eripära. Ekvaatoril lõpetab Päike oma pöörde kiiremini kui kõrgetel laiuskraadidel. See juhtub seetõttu, et Päike on gaasikera. Näiteks Maa ei saa niimoodi pöörlema ​​hakata: selle tahke keha pöörleb kõigil laiuskraadidel sama nurkkiirusega.

Ekvaatoril teeb Päike ühe tiiru 25 Maa päevaga, 30 põhja- või lõunalaiuskraadil - 26,5 päevaga, 40 laiuskraadil - rohkem kui 27 päevaga ja kl. polaaraladÜks Päikese pööre ümber oma telje kestab 30 päeva. Kui Maa pöörleks nagu Päike, siis Indoneesias kestaks päev 22 tundi, Berliinis - 23 ja Gröönimaal - 24 tundi.

Päike pöörleb ümber oma telje ajaga, mis on ligikaudu võrdne kuuga. Selle käibemäärad erinevad erinevatel laiuskraadidel. Seda nähtust nimetatakse diferentsiaalliikumiseks. Maalt vaadates tundub Päikese liikumine veidi aeglasem, kuna kuu ajaga läbib meie planeet oma orbiidil osa teest ja Päike peab talle “järele jõudmiseks” veidi rohkem pöörlema.