А. Б. Медешова қыркүйек 2010ж

Дәрістің мазмұны:

2.Күн.

2) Күн жүйесі неден құралады?

3) Жерге жақын орналасқан жұлдыз?

1.Күн жүйесі - Галактиканы құрайтын мөлшері және күрделілігі жағынан әр түрлі көптеген жүйелердің бірі. Ол Галактика орталығынан 10000 п жуық галактикалық жазықтықтың сотүстігіне 25 п қашықтықта орналасқан. Оған ең жақын орналасқаны Проксима Центавра (шоқжұлдыз) жұлдызы, ол 1,31 п қашықтықта жатыр. Күн жүйесінің ортадық денесі - Күн ол оның құрамындағы жалғыз жұлдыз.

Күн жүйесінде Күннен басқа 9 үлкен планета, мыңдаған ұсақ планеталар (астероидтар), миллиондаған кометалар, метеорлық заттар - планетааралық газ бар. Күн жүйесі үнемі қозғалыста болып тұрады.

Күн маңында планеталардың орбита бойынша қозғалысын қарағанда негізгі координанттық жазықтық ретінде жер орбитасының жазықтығы - эклиптика алынады.

Күн жүйесі планеталарының қозғалысын, жүйелерінің бірлігін дәлелдейтін дұрыс шешімін тұңғыш рет Н.Коперник жасады. Оның ілімін И.Кеплер дамытты, ол планеталардың қозғалыс зандарын ашты:

1)Барлық планеталар эллипс бойынша қозғалады, фокустердің бірінде бүкіл планетаға ортақ Күн бар.

Кеплер заңын пайдалана отырып, Ньютон планета қозғалыстары тарту күшіне бағынатындығын дәлелдеді. Дүние жүзілік тартылыс заңы бойынша барлық денелер өзара әрекеттес болады, мұнымен бірге тарту күші өзара әрекеттес денелердің массасына тура пропорционал және олардың ара-қашықтықтарының квадратына кері пропорционал болып келеді:

Күн жүйесі денелерінің қозғалысын басқаратын негізгі күш Күн тартылысы болып табылады. Күн өзінің тартуымен планета қозғалысын тездетеді, сондай-ақ планеталар да Күнді тартып, оған біршама тездеткенін хабарлайды. Сондықтан планеталар Күнді айнала қозғалмайды, Күн мен планеталар бірдей периодпен оларға ортақ тарту орталығын айнала қозғалады, бірақ планета үлкен эллипс жасайды, ал Күннің эллипсі мүлде кіші; бұл да планеталардың және олардың серіктерінің қозғалысына жатады.

Күннің бетіндегі күннің қызған заттарын ұстап тұрған салмақ күші жерге қарағанда 28 есе артық. Оның бетінің температурасы 6000 градусқа жуық, ал оның ішкі бөлігінде 16 млн. градусқа жетеді. Онда қысым 100 млрд. атм. асқанда ядролық реакция жүреді. Бөлініп шыққан энергия Күннің бетіне 10 млн. жыл шамасында жетеді. Мұнымен бірге ол бірнеше рет сіңіріліп, қайтадан сәулеленеді, оның сипаты өзгеріп отырады; сіңірілген гамма-сәулелердің орнына рентген сәулесі, оның орнына - ультракүлгін, ең соңында көрінетін және жылу сәулелері пайда болады. Күннің әлем кеңістігіне шашқан сәулесінің энергиясының жалпы мөлшері 3,9×10³³ эрг/сек. Күннің сіңірілу және қайтадан сәулелену арқылы энергия бөліп шығаратын ауданы сәулелік тепе-теңдік аймақ деп аталады. Одан жоғары конвекция аймағы жатыр; мұнда энергияның алмасуы күн заттарының араласуы арқылы жүзеге асырылады.

Сәулеленуі бізге көрінетін Күннің сыртқы қабаттары күн атмосферасын түзеді, ол фотосфера, хромосфера және күн тажынан тұрады.

Фотосфера (жарық қабығы) - жұқа түссіз газ қабаты (200-300 км), оның тығыздығы жоғарылаған сайын азая түседі. Осы бағытта фотосфераның температурасы 6000-нан 4500°С-қа дейін төмендейді, бұл бүкіл күн атмосферасының ең төменгі температурасы. Фотосфера сәуле тепе-тең жағдайында болады, ол Күннің орталық ауданынан қанша энергия бөлініп шықса, соншалықты энергияны сәулелендіріп отырады. Бұл күн атмосферасының негізгі бөлігі.

Фотосфераның үстінде хромосфера орналасқан. Оның үнемі қозғалыста болатын сыртқы бетінің биіктігі 15000-20000 км жетеді. Одан жоғарыда (150000 км) қызған газ - протуберанецтер «фонтандары» көтеріледі.

Күн атмосферасының сыртқы шексіз қабаты – тәжі - сирек плазмадан тұрады (кинетикалық температурасы 1 млн. градусқа жуық оң және теріс зарядталған бөлшектердің қосындысы (Кинетикалық температура бөлшектердің қозғалыс жылдамдығын көрсетеді. Дене бөліп шығарған энергия саны сәулелендіру температурасымен сипатталады. Жер жағдайында екі температура да бір-біріне сай келеді.).

Тажыдан 300-400-ден 800 км/сек жылдамдықпен плазма (тажының ұлғаюы) үздіксіз бірқалыпта ағып отырады. Бұл күн желі (Күн желі жыл сайын 1,4×10¹³ т күн заттарын әкетіп отырады. Осының нәтижесінде Күн 100 млрд. не бары 1% кішірейеді.) деп аталады. Күнде оталған кезінде 2000 км/сек жылдамдықпен Жерге жетерлік корпускулдар (Корпускулдар – күн денесінің бөлшектері. Корпускул ағындары – күшті күн желі.) енсіз ағындары ғарыш кеңістігіне тарайды.

Күннің көрінетін сәулелерінің 10% жуығы нейтрино - бөлшектері екені анықталды, онда электр зарядтары жоқ және ол затты жарып өтетін таңғажайып қасиеті бар. Электрмен зарядталған және бейтарап бөлшектер ағындарынан басқа Күннен дүние кеңістігіне электр магнитті толқындар: гамма сәулесі, рентген, ультракүлгін, жарық, инфрақызыл, радио толқындары тарайды. Күн сәулеленуінің негізгі бөлігі жарық және инфрақызыл сәуле ретінде бөлініп шығады.

Күннің көрінетін сәулелері аса тұрақтылығымен ерекше (оның жарқырауының өзгеруі 2% аспайды). Күн спектрінің ультракүлгін және рентген бөліктері Күн активтілігіне байланысты өзгеріп отырады.

Күн дақтары - фотосфералардың салыстырмалы суық аймақтары, олардың температурасы қоршаған кеңістіктегіден шамамен 1500° төмен және олармен салыстырғанда қарайып көрінеді. Күн дақтары пайда болғанға дейін оның орнында күшті магнит өрісі орнайды, ол газ конвекциясын баяулатып, сол арқылы энергияны фотосфераға төменнен өткізеді. Дақтар топ-тобымен пайда болады және олар бірнеше сағаттан бірнеше айға дейін өмір сүреді. Орташа дақтың көлденеңінің мөлшері 7000-15000 км жетеді. Дақтар тобында аса ірі екеуі ерекше, біреуі топтың шығыс, екіншісі батыс шетінде орналасқан. Олар бір-біріне қарама-қарсы полярлығымен белгіленеді. Ал бүкіл биполярлық топ конвективтік аймақтың зор ұясын түзеді. Дақтар пайда болатын аймақ күн экваторының екі жағында 5-тен 45° ендіктерге орналасқан. Ал басқа ендіктерде олар сирек пайда болады. Дақ топтары барлық уақытта жарығырақ талшықтылар түзілісімен - фотосфералық факельдермен қоршалған. Оларда магнит өрісінің қуаты дақтарға қарағанда төмен, бірақ жалпы гелиомагниттік өрісінің қуатына қарағанда жоғары. Факелдер - салыстырмалы тұрақты түзілістер, оларды барлық гелиографиялық ендіктерде байқауға болады, дақтарға қарағанда олардың алатын ауданы да үлкен. Хромосферада фотосфераның факелдерінің жалғасы флоккул деп аталады. Оларды біріктіріп факел алаңдары деп те атайды. Күн активтілігінің ең күшті және тез дамитын көрінісі - хромосфералық қызу кенеттен және жарықтығы өте күшейіп үдей түседі, кейін баяу әлсірейді. Қызудың көпшілігі бірнеше минутпен шектеледі. Тек ең қуатты қызу бірнеше сағатқа созылады. Қатты қызған кезде рентген және ультракүлгін сәулелер күшейіп, радиосәулелердің шарпуы байқалады, күн заттарының бөлшектері - корпускулалар атылып шығады. Қызған күн атмосферасының басқа бөлігінде де процестердің активтілігін арттырады. Кейбір жағдайларда күннен ғарыштық сәулелер бөлініп шығады, олардың протондары ерекше қуатты болып келеді. Қызудың жалпы энергиясын мыңдаған сутегі бомбаларының жарылыс энергиясымен салыстыруға болады.

Күннің қызуы - күрделі құбылыс. Олар бір-біріне қарама-қарсы белгідегі магнитті өрісі бар жақын жатқан екі дақтардың арасында пайда болады. Олардың энергиясы магнит өрісінің өзгеруі есебінен пайда болады. Оталудың көпшілігі хромосферада пайда болады, бірақ олар күн тажының төменгі бөлігінде болып тұрады.

Күннің қызуы міндетті түрде Жерге әсер етеді, бірақ оны әр уақытта байқауға болмайды, өйткені ол ең алдымен Жердің магнитті өрісінің әсеріне байланысты болады.

Күн активтілігіне байланысты түзіліс хромосфера затының «бұлттары» - протуберанецтер, олар күн тажында ондаған мың километрге, ал кейбір жағдайларда одан да едәуір жоғары көтеріледі. Олар арқылы хромосфера мен таж аралығында зат алмасу болады. Протуберанецтер формасы, мөлшері және өмір сүруінің ұзақтығы (минуттан айға дейін) жағынан әр түрлі. Протуберанецтерді қызудан сырттай айыру қиын, олардың кейбіреуі қызуға байланысты да болады.

Күннің активтілігі әлсін-әлсін өзгеріп отырады. Оны ең алдымен күн дақтары санының өзгеруінен байқаған, тіпті өзгерудің орташа периоды 11 жылға тең (кейін бұл дәлелденді де) екендігі анықталды. Күн активтілігінің максимумдарының аралық интервалы 7-ден 17 жылға дейінгі, ал минимумдар аралық 9-дан 14 жылға дейін ауытқитындықтан, периодтықтан көрі 11 жылдық цикл жөнінде айтқанымыз дұрыс. Күн активтілігінің 11 жылдықтан басқа 5 жылдық, 22 жылдық (магнитті) және 80-90 жылдық (ғасырлық) циклдары ең дұрысы деп саналады. Сондай-ақ ұзақтығы бірнеше жүз жылға (8-10) созылатын «ұзын» цикл болатындығы да болжанады. Күн активтілігінің периодтары туралы мәселе толық шешілді деп айтуға болмайды.

Ғалымдар күн активтілігі циклдік өзгеруінің себептері күннің магнитті өрісінің өзгеруімен байланысты деп санайды, бірақ бұл жөнінде бірыңғай пікір жоқ.

Өзін бақылауға арналған сұрақтар: 1) Күннің құрлысы және қызметі қандай?

2) Күн атмосферасының құрлысы қандай?

3) Күн дақтары, факелдер, протуберанец деген не?

Ұсынылған әдебиеттер: 1,3,4,5,6,7,11.
№ 4 дәріс

Тақырып: Күн системасы планеталары.