Maan pyöriminen auringon ja sen akselin ympäri. Suuri öljyn ja kaasun tietosanakirja

Solar Dynamics Observatory, NASAn tärkein avaruusaurinkolaboratorio, on pitänyt katseensa aurinkoon kolmen vuoden ajan. Poistumatta kotoa, pilvisenä päivänä tai edes yöllä, voimme saada selville, mitä Auringossa on tapahtunut viimeisen kolmen vuoden aikana.

Ensimmäinen asia, joka kiinnittää huomiota, kun katsot näitä havaintoja, on auringon kierto.

Auringonpilkkuhavaintojen perusteella on jo pitkään tiedetty, että Auringon pinta ei pyöri kuten kiinteä, mutta eri tavalla. Eli päiväntasaaja pyörii nopeammin kuin navat.

Auringon päiväntasaajaa lähellä olevat pisteet, kuten auringonpilkut, pyörivät 25 päivän jaksolla, kun taas napojen lähellä sijaitsevat alueet, kuten subpolaariset koronareiät, pyörivät 36 päivän ajanjaksolla. Syy tähän pyörimiseen on liikemäärän säilyminen.

Kun aurinko juuri alkoi kutistua, ts. kasaantunut, suuresta kaasupilvestä painovoiman vaikutuksesta, se on kuin pyörivä taitoluistelija, joka käsiään painamalla alkaa pyöriä nopeammin, säilytti kykynsä pyöriä. Jos aurinko olisi kiinteä, se pyörisi kuin kiinteä kappale yhden kanssa kulmanopeus, mutta koska aurinko on plasmasta koostuva tähti, sen eri osat pyörivät eri tavalla, ts. eri tavalla.

Mitä tapahtuu tälle kierrolle Auringon sisällä? Pyöriikö aurinko siellä samalla nopeudella vai ei?

Asia on, emme voi vain katsoa Auringon sisään. Kaikki näkyvissä auringonvalo tulee meille auringon pinnalta, fotosfääriltä. Fotosfääri absorboi kaikki fotonit, jotka tulevat alla olevasta konvektiivisesta vyöhykkeestä. Ainoa tapa saada selville, mitä auringon sisällä tapahtuu, on tarkkailla auringon neutriinoja. Mutta valitettavasti neutriinot eivät ole vuorovaikutuksessa aineen kanssa, joten ne eivät voi kertoa meille mitään liikkeestä auringon sisällä.

Auringon rakenne. Kaikki säteily tulee fotosfääristä. Emme voi katsoa konvektiivisen vyöhykkeen ja säteilyn siirtovyöhykkeen sisään.

Tästä rajoituksesta huolimatta aurinkofyysikot ovat keksineet toisen tavan saada tietoa konvektiivisesta vyöhykkeestä käyttämällä ääniaallot. Tästä menetelmästä on nyt tullut erillinen aurinkofysiikan haara, helioseismologia.

Helioseismologian periaate on sama kuin perinteisessä maanpäällisessä seismologiassa.
Jos tarkkailet auringon pintaa pitkään, käy ilmi, että auringon fotosfääri, kuten jättimäinen kello, värähtelee miljoonilla eri taajuuksilla. Nuo. Aurinko ei laula falsetissa, vaan miljoonilla ylisävyillä. Näiden värähtelyjen taajuudet osoittavat aineen rakenteen ja liikkeen, jonka läpi nämä värähtelyt kulkevat. Esimerkiksi jos nämä värähtelyt kulkevat liikkuvan plasman läpi, värähtelyjen taajuus siirtyy Doppler-ilmiön vuoksi.

Helioseismologiasta kävi ilmi, että aurinko pyörii differentiaalisesti paitsi pinnalla, myös sisällä, konvektiivisella vyöhykkeellä. Vielä syvemmällä, säteilyn siirtovyöhykkeellä (katso ensimmäinen ja toinen kuva), se pyörii kiinteästi, ts. yhdellä nopeudella.

Auringon pinnan alla olevan pyörimisen kartoittaminen on yksi aurinkofysiikan viime aikojen suurimmista edistysaskeleista. Vaaka-akseli vastaa päiväntasaajaa ja pystyakseli vastaa auringon pystysuuntaista pyörimisakselia. Punaisilla alueilla aurinko pyörii 25,2 päivän kiertojaksolla ja sinisillä 34 päivän kiertojaksolla.

Katkoviivalla merkittyä kapeaa osaa, jossa differentiaalinen kierto väistyy solid-state-rotaatiosta, kutsutaan takokliiniksi. Se sijaitsee makeisvyöhykkeen ja säteilyn siirtovyöhykkeen välissä.

Vaikka takokliini ulottuu vain muutaman prosentin auringon säteestä, se pelaa iso rooli auringon elämässä. Täällä ilmestyy auringonpilkkuja, jotka ajan myötä monimutkaisen prosessin aikana kellua auringon pinnalle.

Jos siirryt osoitteeseen solarmonitor.org, joka näyttää miltä aurinko näyttää eri aallonpituuksilla juuri tänään, huomaat, että auringonpilkut pyörivät koko auringon mukana vasemmalta oikealle. Jotkut täplät kestävät useita viikkoja, kun taas toiset kestävät useita aurinkosyklejä. Koska lentokoneihimme, satelliitteihimme ja voimalinjoihimme vaikuttavat auringonpurkaukset esiintyvät yleensä auringonpilkuissa ja niiden voimakkuus on verrannollinen pisteen kokoon tai tarkemmin sanottuna magneettivuon, sotilaalliset organisaatiot seuraavat suurten auringonpilkkujen liikkumista auringon pinnalla. .

Maapallo on aina liikkeessä. Vaikka näytämme seisovan liikkumattomina planeetan pinnalla, se pyörii jatkuvasti akselinsa ja Auringon ympäri. Me emme tunne tätä liikettä, sillä se muistuttaa lentokoneessa lentämistä. Liikumme samalla nopeudella kuin kone, joten emme tunne liikkuvamme ollenkaan.

Millä nopeudella maapallo pyörii akselinsa ympäri?

Maapallo pyörii kerran akselinsa ympäri lähes 24 tunnissa (tarkemmin sanottuna 23 tunnissa 56 minuutissa 4,09 sekunnissa tai 23,93 tunnissa). Koska maapallon ympärysmitta on 40 075 km, mikä tahansa esine päiväntasaajalla pyörii nopeudella noin 1 674 km/h tai noin 465 metriä (0,465 km) sekunnissa (40075 km jaettuna 23,93 tunnilla ja saamme 1674 km/h).

(90 astetta pohjoisella leveysasteella) ja (90 astetta eteläistä leveyttä), nopeus on käytännössä nolla, koska napapisteet pyörivät erittäin hitaasti.

Nopeuden määrittämiseksi millä tahansa muulla leveysasteella yksinkertaisesti kerrotaan leveysasteen kosini planeetan pyörimisnopeudella päiväntasaajalla (1674 km/h). 45 asteen kosini on 0,7071, joten kerro 0,7071 luvulla 1674 km/h ja saat 1183,7 km/h.

Vaaditun leveysasteen kosini voidaan helposti määrittää laskimella tai katsoa kosinitaulukosta.

Maan pyörimisnopeus muilla leveysasteilla:

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

Syklinen jarrutus

Kaikki on syklistä, jopa planeettamme pyörimisnopeus, jonka geofyysikot voivat mitata millisekunnin tarkkuudella. Maan pyörimisessä on tyypillisesti viiden vuoden hidastus- ja kiihtyvyysjaksot ja Viime vuonna Hidastussykli liittyy usein maanjäristysten lisääntymiseen ympäri maailmaa.

Koska 2018 on hidastussyklin viimeisin, tutkijat odottavat seismisen aktiivisuuden lisääntyvän tänä vuonna. Korrelaatio ei ole syy-yhteyttä, mutta geologit etsivät aina työkaluja yrittääkseen ennustaa, milloin seuraava suuri maanjäristys tapahtuu.

Maan akselin värähtelyt

Maa pyörii hieman, kun sen akseli ajautuu napoja kohti. Huomattiin, että ajelehtiminen maan akseli on kiihtynyt vuodesta 2000 lähtien ja liikkuu itään 17 cm vuodessa. Tutkijat ovat todenneet, että akseli liikkuu edelleen itään sen sijaan, että se liikkuisi edestakaisin Grönlannin sulamisen ja Euraasian vesihäviön yhteisvaikutuksen vuoksi.

Aksiaalisen ajautuman odotetaan olevan erityisen herkkä muutoksille, jotka tapahtuvat 45 asteen pohjoisella ja eteläisellä leveysasteella. Tämä löytö johti siihen, että tiedemiehet pystyivät lopulta vastaamaan pitkään jatkuneeseen kysymykseen, miksi akseli ylipäätään ajautuu. Akselin heilahtelu itään tai länteen johtui kuivista tai kosteista vuosista Euraasiassa.

Yksi kiehtovista kysymyksistä, joka poikkeuksetta kiinnostaa universumin ja erityisesti galaksimme tutkijoita, on Auringon pyöriminen Auringon ympäri. Pitkään, varhaisten havaintojen vaiheessa, tähän kysymykseen ei ollut vastausta instrumenttien epätäydellisyyden ja kertyneen tiedon vuoksi. Kuitenkin jopa Galileo, aseistettu yksinkertaisella kaukoputkella, havaitsi vuonna 1610 täplien liikkeen aurinkolevyllä todisteena tähden aksiaalisesta pyörimisestä. Tämä auttoi häntä löytämään päiväntasaajan, arvioimaan sen akselin sijainnin ja Auringon kierrosajan Auringon ympäri. Mitä 1900- ja 2000-lukujen tiedemiehet, jotka ovat aseistautuneet runsaalla tiedolla ja kehittyneillä ja tarkoilla laitteilla, onnistuivat saamaan selville? Maasta ja ulkoavaruudesta tehtyjen jatkuvien havaintojen ja saatujen tietojen huolellisen matemaattisen tutkimuksen tuloksena kävi selväksi, että aurinko pyörii jatkuvasti useissa tasoissa. Yleisesti ottaen tämän työn tulokset antavat melko monimutkaisen moniulotteisen liikeradan.

Kuinka tähti pyörii?

• Se pyörii akselin ympäri. Tämän pyörimisen liikerataan vaikuttavat useat tekijät, jotka vaikuttavat Auringon nopeuteen Auringon ympärillä tähden sisältä ja ulkopuolelta.
• Järjestelmän muodostavien planeettojen pyöriminen tämän tähden ympärillä vaikuttaa myös sen lentorataan. Riippumatta siitä, kuinka suuri ja painava tähti on, planeettojen painovoima siirtyy, kallistuu ja vetää taaksepäin akselia, jonka ympäri aurinko liikkuu Auringon ympäri. Sen avaruudessa kirjoittamaa lentorataa kutsutaan keskipisteen tasapainotuksen säteeksi. Auringon akselin epätavallinen kallistus, joka perustuu olemassa olevien planeettojen vaikutukseen, selittyy useimmiten juuri vielä löytämättömän yhdeksännen planeetan vetovoimalla. Akselin todellinen sijainti viittaa siihen, että sen täytyy olla massiivinen planeetta, jolla on valtava kiertorata, 20 kertaa suurempi kuin Neptunuksen. Vaikutus, jonka tällä hypoteettisella taivaankappaleella oletetaan olevan Auringon pyörimiseen akselinsa ympäri, osoittaa, että sen kiertoradan tulisi olla kalteva suhteessa tasoon, joka sisältää järjestelmän muiden, jo tunnettujen planeettojen kiertoradat. Toisin sanoen ylimääräinen 6 astetta keskitähden akselin kallistuksessa mahdollistaa ennustetun planeetan kiertoradan 30 asteen kallistuksen suhteessa muihin kiertoradoihin.
• Lisäksi tähti pyörii galaktisen ytimen ympärillä. Yhdessä järjestelmänsä planeettojen kanssa se pyörii mustan aukon ympärillä, joka on keskus Linnunrata, jonka laidalla, yhdessä sen kierretyistä käsivarreista, sijaitsee aurinkokunta. Kaikki sen planeetat ryntäävät universumin läpi yli miljoonan kilometrin tuntinopeudella. Tämä ei myöskään voi muuta kuin vaikuttaa siihen, kuinka tarkasti aurinko pyörii akselinsa ympäri.
• Liikkeeseen vaikuttaa pulsaatio, rytminen kasvu - sen koon pieneneminen.

Miten tähden pyörimistutkimuksia tehdään?

Galileon ajoilta tunnetulla tavalla. Tutkijat tarvitsivat auringonpilkkujen pitkäaikaisia ​​havaintoja selvittääkseen, pyöriikö aurinko akselinsa ympäri vai onko sen tila muuttumaton ja liikkumaton. Ne pysyvät suhteellisen vakaassa tilassa melko pitkään. Toisin sanoen niiden muoto ja koko eivät muutu liikaa kiertoradansa aikana ja pysyvät tunnistettavissa. Niiden jatkuvat liikkeet selittyvät tähden jatkuvalla pyörimisellä.

Havainnot tehdään pääasiassa päiväntasaajan lähellä. Täällä sijaitsevat suurimmat auringonpilkkurypäleet. Niiden täyden pyörimisen nopeus mitataan ennen paluuta paikkaan, josta havainto aloitettiin. Näin määritetään Auringon pyörimisnopeus Auringon ympäri. Lisäksi sen määrittämiseen käytetään Doppler-ilmiötä. Samanaikaisesti aurinkolevyn reunoihin tallennetussa spektrissä havaitaan spektriviivojen siirtymiä. Juuri tälle menetelmälle tiede on velkaa sen tiedon, että Auringon kiertoaika auringon ympäri eroaa huomattavasti eri leveysasteilla.

Pääosin vedystä ja heliumista koostuvalla tähdellä ei ole kiinteille kappaleille ominaista tasaista tiheyttä. Siksi, toisin kuin kiinteillä planeetoilla, kuten esimerkiksi Maalla, sillä ei ole yhtä planeetan kierrosnopeutta. SISÄÄN päiväntasaajan vyöhyke Tähden muodostavat kaasut pyörivät suhteellisen nopeasti. Täysi kierros kestää noin 25 (24,74) Maan päivää. Napoilla aineen liikkumisnopeus hidastuu ja on noin 35 päivää. SISÄÄN eri pisteet niiden välillä nopeus on 26-28 päivää.

Oletetaan, että aurinkoydin pyörii akselinsa ympäri vielä nopeammin. Sen nopeus on neljä kertaa suurempi kuin ulompien kerrosten. Tämän kaavion mukaan pyörimisnopeus asetetaan nopeasti pyörivällä sydämellä. Sen vieressä olevat kääntyvät hieman hitaammin sisäiset vyöhykkeet, säteilyn siirto ja konvektiivinen. Auringon ilmakehän kerrokset, jotka koostuvat säteilee valoa, joka näyttää fotosfääritähden kiiltävältä pinnalta, antaen tähdelle kromosfäärille punertavan sävyn ja heittäen esiin koronan näkymiä.

Miksi se pyörii?

Oletetaan, että Auringon kierto oli asetettu sen "syntyessä". Sitten se on hänen kanssaan planeettajärjestelmä muodostuu pyöriväksi, pyörteeksi tähtienvälisten kaasujen ja pölyn pilveksi. Järjestelmämme keskeisen tähden pyörimissuunta on sama kuin Maan.

Nykyaikaiset ja tulevat tutkimukset Maata lämmittävästä tähdestä ja sen pyörimisen erityispiirteistä auttavat varmasti tutkijoita ratkaisemaan monia kosmisia mysteereitä, joista universumi on niin rikas.

Kuu pyörii Maan ympäri. Maa pyörii auringon ympäri. Luonnollinen kysymys: Pyöriikö aurinko myös jonkin ympäri?

Tähtitieteilijät saivat vastauksen tähän kysymykseen vasta 1900-luvulla, ja vastaus on KYLLÄ.

Aurinkomme on osa valtavaa tähtijärjestelmää, jota kutsutaan galaksiksi (kutsutaan myös Linnunradaksi). Galaxymme on levyn muotoinen, samanlainen kuin kaksi reunoista taitettua levyä. Sen keskellä on Galaxyn pyöristetty ydin.

Jos katsot galaksiamme ylhäältä, se näyttää spiraalilta, jossa tähtiaine on keskittynyt pääasiassa sen oksiin, joita kutsutaan galaktisiin käsivarsiin. Kädet sijaitsevat Galaxyn levyn tasossa.

Galaxymme sisältää yli 100 miljardia tähteä. Galaxyn kiekon halkaisija on noin 30 tuhatta parsekkia (100 000 valovuotta), ja sen paksuus on noin 1000 valovuotta.

Kiekon sisällä olevat tähdet liikkuvat ympyrämäisiä lentoratoja pitkin galaksin keskustaa, aivan kuten planeetat sisällä aurinkokunta kiertää Auringon ympäri. Galaxyn pyöriminen tapahtuu myötäpäivään katsottaessa galaksia sen sivulta. Pohjoisnapa(sijaitsee Coma Berenices -tähdistössä). Levyn pyörimisnopeus ei ole sama eri etäisyyksillä keskustasta: se pienenee liikkuessaan siitä poispäin.

Mitä lähempänä galaksin keskustaa, sitä suurempi on tähtien tiheys. Jos eläisimme planeetalla lähellä tähtiä, joka sijaitsee lähellä galaksin ydintä, taivaalla näkyisi kymmeniä tähtiä, joiden kirkkaus olisi verrattavissa Kuuhun.

Aurinko on kuitenkin hyvin kaukana galaksin keskustasta, voisi sanoa - sen laitamilla, noin 26 tuhannen valovuoden (8,5 tuhannen parsekin) etäisyydellä, lähellä galaksin tasoa. Se sijaitsee Orion-varressa, yhdistettynä kahteen suurempaan käsivarteen - sisäiseen Jousimiehen käsivarteen ja ulompaan Perseus-varteen.

Aurinko liikkuu noin 220-250 kilometriä sekunnissa nopeudella galaksin keskustan ympäri ja tekee täydellisen vallankumouksen keskustansa ympärillä eri arvioiden mukaan 220-250 miljoonassa vuodessa. Sen olemassaolon aikana Auringon ja ympäröivien tähtien kiertokulkua tähtijärjestelmämme keskustan lähellä kutsutaan galaktiseksi vuodeksi. Mutta sinun on ymmärrettävä, että galaksilla ei ole yhteistä ajanjaksoa, koska se ei pyöri kuin jäykkä runko. Olemassaolonsa aikana Aurinko kiersi galaksin noin 30 kertaa.

Auringon kierros galaksin keskustan ympärillä on värähtelevä: 33 miljoonan vuoden välein se ylittää galaktisen päiväntasaajan, nousee sitten tasonsa yläpuolelle 230 valovuoden korkeuteen ja laskeutuu jälleen päiväntasaajalle.

Mielenkiintoista on, että aurinko tekee täydellisen vallankumouksen galaksin keskustan ympäri täsmälleen samassa ajassa kuin kierrehaarat. Tämän seurauksena Aurinko ei ylitä aktiivisen tähtien muodostumisen alueita, joissa usein purkautuu supernovat, jotka ovat elämää tuhoavia säteilylähteitä. Eli se sijaitsee galaksin sektorilla, joka on suotuisin elämän syntymiselle ja ylläpitämiselle.

Muuten...

Uteliaisimmat ihmiset eivät luultavasti pysähdy tähän ja kysy: "Kiertooko galaksimme myös jonkin keskuksen ympärillä?"

Ja taas vastaus on kyllä.

Linnunrata on osa galaksiryhmää, jota gravitaatiovoimat sitovat yhteen, jota kutsutaan paikalliseksi ryhmäksi. Linnunradan lisäksi siihen kuuluvat Andromedan galaksi ja Kolmiogalaksi sekä noin 50 pienempää galaksia. Paikallisen ryhmän halkaisija on 1 miljoona parsekkia (megaparsekia) tai 3 miljoonaa valovuotta.

Paikallinen galaksiryhmä on puolestaan ​​osa vielä suurempaa klusteria, Virgo Local Superclusteria. Sen koko on 200 miljoonaa valovuotta ja sen keskus sijaitsee 50 miljoonan valovuoden etäisyydellä meistä. Superklusteri pyörii levyänsä vastaan ​​kohtisuoran akselin ympäri ja muistuttaa tässä mielessä tavallista galaksia. Paikallisen ryhmän nopeus supergalaksin keskustan ympärillä on noin 400 kilometriä sekunnissa.

1900-luvun lopulla tähtitieteilijät havaitsivat, että Paikallinen superjoukko ryntäsi nopeudella 500-700 kilometriä sekunnissa kohti valtavaa galaksijoukkoa, jolla oli voimakas gravitaatiovoima (houkutteleva voima), jota kutsuttiin suureksi vetovoimaksi (alk. "houkutella" - " houkutella, houkutella, valloittaa"). Se sijaitsee noin 65 miljoonan parsekin eli 250 miljoonan valovuoden päässä Quadulonin tähdistössä.

Paikallinen superklusteri puolestaan ​​on vain yksi monista universumin galaksien superjoukoista. Meidän vieressä oleva superklusteri sijaitsee Herkules-tähdistössä 700 miljoonan valovuoden etäisyydellä, ja noin 300 miljoonan valovuoden matkalla siihen on täydellistä tyhjyyttä, galakseja tai tähtiä ei ole. Siten universumissa oleva aine ei ole jakautunut tasaisesti tai kaoottisesti, vaan solujen muodossa, joiden reunoihin aine on keskittynyt, ja solujen sisällä on jättimäisiä täysin tyhjiä tiloja - "kuplia". Galaksit ja niiden klusterit on järjestetty järjestykseen, joka muistuttaa käsittämättömän kokoista hunajakennoa. Mitä lähempänä tällaisten solujen liitoksia, sitä väkevämpi aine on. Mikä on syy tällaiseen symmetriseen, järjestykseen rakenteeseen? Tähän kysymykseen ei ole tänään vastausta.

Pyöriikö aurinko akselinsa ympäri?

Maapallo tekee yhden kierroksen akselinsa ympäri alle 24 tunnissa. Yhden vallankumouksen aikana päivä ja yö kuluvat. Kuinka Kuussa oleva tarkkailija voisi määrittää planeettamme yhden kierroksen keston akselinsa ympäri? Hän laskisi esimerkiksi kuinka monta kertaa Amerikka kulkee hänen katseensa ohi viikossa. Voimme tehdä saman asian, jos haluamme määrittää ajan, jolloin aurinko pyörii akselinsa ympäri. Tätä varten meidän on määritettävä suuren, pitkäikäisen auringonpilkun kiertoaika. Jos tarkkailet auringonpilkkuja joka päivä, huomaat sen liikkuvan idästä länteen. Tämä tarkoittaa, että aurinko pyörii tähän suuntaan akselinsa ympäri. Lisäksi Auringon pyörimisessä on yksi erikoisuus. Päiväntasaajalla Aurinko suorittaa kierroksensa nopeammin kuin korkeilla leveysasteilla. Tämä johtuu siitä, että aurinko on kaasupallo. Esimerkiksi maapallo ei voi pyöriä näin: sen kiinteä kappale pyörii samalla kulmanopeudella kaikilla leveysasteilla.

Päiväntasaajalla Aurinko tekee yhden kierroksen 25 Maan vuorokaudessa, 30 asteessa pohjoista tai eteläistä leveyttä - 26,5 päivässä, 40 leveysasteella - yli 27 päivässä ja klo. napa-alueet Yksi Auringon kierros akselinsa ympäri kestää 30 päivää. Jos maa pyörisi kuin aurinko, niin Indonesiassa vuorokausi kestäisi 22 tuntia, Berliinissä - 23 ja Grönlannissa - 24 tuntia.

Aurinko pyörii akselinsa ympäri noin kuukaudessa. Sen vaihtuvuus vaihtelee eri leveysasteilla. Tätä ilmiötä kutsutaan differentiaaliseksi liikkeeksi. Maasta katsottuna Auringon liike näyttää hieman hitaammalta, koska kuukaudessa planeettamme kulkee osan matkaa kiertoradalla ja Auringon täytyy pyöriä hieman enemmän päästäkseen sen kiinni.