SLNKO

1
SLNKO

• Slnko- najbližšia hviezda
• Stavba Slnka
• Vznik Slnka
• Slnecná erupcia
• Slnecné škvrny
• Polárna žiara
• Život Slnka
• Rozmery Slnka
• Obrázky

2
Slnko - najbližšia hviezda

• Naše Slnko je hviezda, jedna z viac ako 100
  miliárd hviezd v Mliecnej ceste. Nachádza sa
  v Ramene Orióna, teda v jednom z ramien Galaxie
  nazvanom podla súhvezdia Orión do ktorého sa
  premieta na oblohe. Od jadra Galaxie je Slnko
  vzdialené 30 tisíc svetelných rokov (priemer
  celej Galaxie je asi 100 tisíc)
• Podobne ako planéty obiehajú okolo Slnka, aj
  Slnko obieha okolo jadra Galaxie a jedna otocka
  mu trvá 200 miliónov rokov. Slnko, rovnako ako
  všetky hviezdy, uvolnuje žiarivú energiu vdaka
  jadrovej fúzii prebiehajúcej v jadre. Podla
  charakteristických ciar v spektre sa hviezdy
  rozdelujú na niekolko spektrálnych typov. Slnko
  patrí medzi žlto-oranžové hviezdy spekrálneho
  typu G2.

3

• Povrchová teplota
• Povrchová teplota Slnka je v priemere 6 000 C,
  takmer dvojnásobok teploty acetylénového plamena!
  Slnecné škvrny sú oblasti s relatívne nižšou
  teplotou, zatial co slnecné erupcie sú
  horúcejšie. Podla nových dôkazov sa zdá, že
  slnecné vzplanutia sú horúcejšie ako sa donedávna
  predpokladalo.
• Hmotnost a hustota Slnka
• Slnko je tak hmotné, že obsahuje 99,86 percent
  všetkej hmoty Slnecnej sústavy a váži tolko, ako
  332 950 Zemegúl! Kvôli jeho rozmerom a hmotnosti
  sa v Slnku vyskytuje velký rozsah hustôt
  Fotosféra, tak oznacujeme viditelný povrch Slnka,
  je tvorená tak riedkymi plynmi, že na Zemi by sme
  to oznacili za vákuum! Hlboko v jadre je ale
  hmota podla prepoctov viac ako 12 krát hustejšia
  ako olovo, aj ked je stále v plazmatickom stave!
  Flaška naplnená plazmou z jadra by potom vážila
  viac ako vážiš ty tu na Zemi! Stredná hustota
  Slnka je velmi blízka hustote uhlia, iba okolo
  1,4 násobok hustoty vody. Zaujímavé je, že ludia
  si v minulosti mysleli, že Slnko vyrába svoju
  energiu spalovaním uhlia.

4

• Velkost Slnka
• V porovnaní s inými hviezdami je Slnko mierne
  nadpriemerná hviezda. Niektorý trpaslíci, ako
  napríklad Sírius B a Wolf 359, sú iba zlomkom
  velkosti Slnka. Obrie hviezdy, ako Delta Orionis,
  môžu byt 10 až 50 krát väcšie. Nadobor Antares
  mám priemer 300 krát väcší ako naše Slnko a
  niektoré hviezdy sú ešte väcšie! V porovnaní so
  Zemou a ostatnými planétami, Slnko je obrovská,
  takmer dokonalá gula. Pri jeho priemere 1 392 000
  km by sme museli nastavat tesne jednu k druhej
  109 Zemegúl, aby sme dosiahly jeho šírku!
  Vlastne, do Slnka by sa vošlo milión Zemí a ešte
  by nám zostalo prázdne miesto! Trochu bližšími
  slovami, ak by ste mohli nejako riadit auto na
  slnecnom povrchu rýchlostou 88 km/h, trvalo by
  vám viac ako 5 1/2 roka, kým by ste jediný krát
  obišli rovník bez zastavenia!
• Ale velkost Slnka nie je stála. Nedávne objavy
  ukázali, že slnecný priemer sa scvrkáva o meter
  každú hodinu. Ak táto aktivita pokracovala pocas
  posledného storocia, Slnko ktoré môžeme vidiet
  teraz je takmer o 800 km v priemere menšie ako
  to, ktoré mohli vidiet naši starí rodicia. Podla
  teórie by stahovanie Slnka mohlo byt prejavom
  jednej z dlhodobých oscilácii, ktoré vyrovnávajú
  obrovský výdaj energie

5

• Velkost Slnka
• Hmotnost Slnka

6
Model Slnka

• Jadro- najvnútornejšia cast Slnka, kde teplota
  dosahuje hodnôt okolo 1,5.107 K a tlak
  2.1010 MPa. Tu prebiehajú termonukleárne
  reakcie - zdroj energie Slnka. Nad jadrom sa
  rozprestiera oblast žiarivej rovnováhy, v ktorej
  sa energia z jadra smerom von prenáša pomocou
  žiarenia. Najvyššou vnútornou vrstvou je
  konvektívna zóna, v ktorej sa energia na slnecný
  povrch prenáša konvekciou. Vnútorné oblasti Slnka
  nemôžeme priamo pozorovat. Výnimku tvoria pokusy
  s detekciou neutrín a rôznych typov vlnení.
  Hranicnú vrstvu medzi vnútornými a vonkajšími
  vrstvami tvorí fotosféra  - viditelný povrch
  slnecnej atmosféry. Nad fotosférou sa nachádza
  chromosféra - prechodná vrstva medzi korónou, v
  ktorej teplota s výškou vzrastá, hustota naopak
  klesá. Medzi chromosférou a korónou sa nachádza
  velmi tenká tranzitná vrstva, v ktorej teplota
  prudko rastie, a hustota prudko klesá. Hranica
  medzi tranzitívnou vrstvou a chromosférou je
  velmi variabilná. Nad chromosférou a tranzitnou
  vrstvou sa nachádza koróna - najvrchnejšia vrstva
  atmosféry, rozprestierajúca sa do vzdialenosti
  mnoho miliónov kilometrov od Slnka. Vo vonkajších
  vrstvách slnecnej atmosféry prebiehajú rôzne
  premenlivé javy, ktoré súhrne nazývame slnecná
  aktivita.

7
Slnecné erupcie

• Slnecné erupcie môžeme pozorovat ako fantastické
  záblesky svetla na povrchu Slnka, trvajúce od
  niekolkých minút po mnoho hodín. Podobne ako
  protuberancie, sú zviazané s aktivitou slnecných
  škvrn a velmi silným magnetickým polom. Erupcia
  desat krát jasnejšia ako normálny slnecný povrch
  môže uvolnit energiu rovnú viac ako miliarde
  vodíkových bômb! Naviac, chrlia znacné množstvo
  jadrových castíc do priestoru rýchlostami daleko
  presahujúcimi rýchlost slnecného vetra. Tieto
  castice vytvárajú farebné žiary nad zemskými
  polárnymi oblastami. Pocas pomerne silnej erupcie
  môžu byt narušené rádiové a iné elekrické
  prenosy. Erupcia z 2. až 7. augusta 1972
  spôsobila vyradenie isticov, explóziu 230 000
  voltového transformátora a poškodila filtre
  dialkových telefónnych spojení. Táto erupcia bola
  tak silná, že ak by v tom case boli vo vesmíre
  astronauti, radiácia ich mohla zabit. Naštastie
  tak silné erupcie sa vyskytujú velmi zriedkavo

8
Protuberancie

• Medzi najviac úctou a báznou naplnajúce pohlady,
  aké si vieme predstavit patria slnecné
  protuberancie, masívne výtrysky plazmy odvrhované
  zo slnecného povrchu. Ako výsledok silných
  magnetických polí v blízkosti slnecných škvrn sú
  castým úkazom na slnecnom disku. V dôsledku
  zložitosti sprievodných magnetických polí sa môžu
  vyvinút do podoby stlpov, oblúkov, alebo dokonca
  úplných sluciek! Eruptívne protuberancie môžu
  vytrysknút zo Slnka rýchlostami väcšími ako
  1 600 000 km/h a v priebehu hodín zaniknút.
  Najväcšia zaznamenaná erupcia sa odohrala 4. júna
  1946. V priebehu pol hodiny sa natiahla
  v priestore na viac ako 400 000 km! Potom letela
  vesmírom rýchlostou takmer 750 000 km/h a
  vzdialila sa na vzdialenost 1,5 milióna km od
  Slnka. To je vyše štvornásobok vzdialenosti medzi
  Zemou a Mesiacom! Protuberancia bola dovtedy
  v pokojnom stave celé mesiace.

9
Slnecné škvrny

• Slnecné škvrny boli ludstvu známe už pred
  niekolkými tisícrociami. Okrem iného nám
  poskytujú dôkaz o diferenciálnej rotácii Slnka.
  Sú to relatívne chladné a tmavé miesta na
  slnecnom disku, znackujú nám slnecný povrch a
  vykazujú pravidelné otácanie. Ich teplota je
  približne 4 500 C. Pri tejto teplote samotná
  škvrna žiari jasnejšie a horúcejšie ako
  acetylénový plamen! Pretože je však na povrchu
  fotosféry, ktorá má teplotu až 6 000 C, zdajú sa
  byt tmavé. Vyvinutá škvrna sa skladá z horúcejšej
  penumbry obopínajúcej stredovú a tmavšiu umbru.
  Slnecné škvrny sú oblasti s intenzívnym
  magnetickým polom a casto sa zoskupujú. Skupiny
  škvrn vytvárajú magnetické bipóly s jasne
  oddeleným severným a južným pólom. Pocet
  slnecných škvrn a ich polarita sa pravidelne mení
  v niekolkých pravidelných cykloch.

10

• Predpokladáme, že diferenciálna rotácia Slnka sa
  výrazne podiela na zoskupovaní škvrn.
  Najprijímanejšia teória vzniku slnecných škvrn
  zahrna magnetické polia Slnka. Ked zacne slnecný
  cyklus, magnetické silociary prechádzajú od
  severného pólu k južnému. Ale rôzne heliografické
  šírky Slnka sa otácajú rôznou rýchlostou
  (diferenciálna rotácia). Nakolko sa rovník otáca
  rýchlejšie ako póly, zacínajú sa silociary
  natahovat. Po mnohých otáckach sú silociary
  výrazne pokrútené a na rovníku daleko predbiehajú
  tie na póle. Magnetické silociary sú po mnohých
  otáckach natolko pokrútené, že sa nakoniec
  pretrhnú. Tie ktoré prechádzajú cez fotosféru
  vytvoria skupiny slnecných škvrn.
• Niekedy je toto rozloženie slnecných magnetických
  polí tak velké, že môžu vznikat neobvykle velké,
  alebo dlho existujúce škvrny. V apríli 1947 sa
  vyvinula najväcšia zaznamenaná škvrna a bola taká
  velká, že by pojala 100 Zemí! Pokým väcšina škvrn
  zmizne v priebehu niekolkých týždnov, jedna bola
  v rokoch 1840-1841 pozorovaná a študovaná plných
  18 mesiacov! Aj nedávno sa vyvinula na Slnku
  obzvlášt velká a trvácna škvrna oznacená císlom
  9393.

11
Slnecný vietor

• Za hranice slnecnej atmosféry prúdi trvalý tok
  atómových castích rýchlostami až tri milióny
  km/h. Tento trvale unikajúci prúd špiráluje
  v magnetickom poli Slnka nazývame slnecným
  vetrom. Aj vdaka nemu zažívame zviazanost so
  Slnkom. Slnecným vetrom Slnko vydáva každú hodinu
  3 000 ton hmoty do vesmíru! Iba nedávno sme
  zacali ocenovat jeho úcinky. Napríklad sa dá
  v blízkej budúcnosti využit na pohánanie
  slnecných plachetníc, podobne ako využívame na
  Zemi vietor na pohon lodí.
• Diferenciálna rotácia -slnko rotuje okolo svojej
  osi tak, ako všetky ostatné väcšie telesá
  Slnecnej sústavy, pricom má svoj rovník sklonený
  k ekliptike o približne 7. Ale, ako sme mohli
  vidiet, Slnko je gula nesmierne horúcich plynov,
  tak horúcich, že nic tuhé tu nemôže existovat.
  Kvôli plynnej konzistencii môžu volne rotovat
  rôzne casti Slnka rôznymi rýchlostami. Rovníkové
  oblasti Slnka sa otácajú raz za 25 dní,
  rýchlostou 7 250 km/h. Polárne oblasti však
  rotujú pomalšie, rýchlostou jednej otácky za 34
  dní. Tento rozdiel v otácaní vytvára šmýkanie,
  alebo podsúvanie jednotlivých vrstiev a spôsobuje
  zauzlovanie magnetických polí. Predpokladáme, že
  tento efekt sa podiela na vzniku slnecných škvrn.

12
Polárna žiara

• V aktívnejšej vznikali velmi silné erupcie, ktoré
  boli zdrojom mohutného výronu plazmy. Prúd
  elektricky nabitých castíc (elektróny, protóny,
  ióny) dorazil k Zemi o jeden den neskôr, hoci sa
  šíril rýchlostou až 2100 km/s. Bežná rýchlost
  korpuskulárneho žiarenia kludného Slnka je pritom
  400 - 800 km/s. Castice sa zachytávajú v
  magnetosfére Zeme a pozdlž jej silociar vnikajú
  do vysokej atmosféry najmä v polárnych
  oblastiach, kde sú aj magnetické póly. Tam po
  zrážkach s molekulami vzduchu vznikajú polárne
  žiary. Pri vyššej aktivite Slnka ich môžeme
  pozorovat aj v nižších zemepisných šírkach.

13
Život Slnka

• Oblak
• Pred viac ako piatimi miliardami rokov, oblak
  s ktorého sa zrodí naše Slnko existoval v tmavom
  tichu priestoru, ako už miliardy rokov predtým.
  Oblak bol gigantický, viac ako 480 miliárd
  kilometrov v priemere, tak velký, že svetlo
  potrebovalo 50 rokov kým preletelo z jedného
  konca na druhý! Oblak nebol velmi hustý,
  obsahoval menej ako sto atómov v každom kubickom
  centimetri priestoru. (Vzduch na úrovni morskej
  hladiny obsahuje cez 30 miliárd miliárd castíc
  v rovnakom objeme!)
• Napriek jeho nízkej hustote, oblak bol hmotný,
  tak hmotný, že vyvážil hmotu mnohých Slncí! A
  oblak bol studený! Chladený medzihviezdnym
  priestorom, jeho teplota bola -230 C. Pri tak
  nízkej teplote takmer vôbec nevyžaroval. Tlak
  žiarenia bol tak nízky, že oblak bol vo velmi
  krehkej rovnováhe, mohol sa bud rozplynút, alebo
  zmrštit. Znenazdania, vzruch zvonka spôsobil
  narušenie rovnováhy. A odvtedy, svojou vlastnou
  gravitáciou, sa oblak zacal zmrštovat!

14
Globuly

• O tisíce rokov neskôr sa v obrovskom kolabujúcom
  oblaku vytvorili náhodné zhustenia hmoty nazvané
  globuly. Ich teplota sa zvýšilila, ale iba na
  stále studených -205 C. Ešte stále nevyžarovali
  viditelné svetlo a objavili sa iba ako velmi
  tmavé zhusteniny na svetlejšom pozadí plynu a
  hviezd. Naša predslnecná globula bola stredne
  velká. Stále však mala šírku viac ako 100
  slnecných sústav! Globula sa nadalej zmrštovala.
  Teraz globula obsahuje hmotu asi 25 slnk! Ale
  pretože je rozložená v tak velkej oblasti, jej
  hustota je stále tak nízka, že by sme ju na Zemi
  oznacili ako vákuum. Vlastná gravitácia však
  trvale pritahovala hmotu do seba a miliardy a
  miliardy ton prachu a plynu pokracovali
  v zhlukovaní zo všetkých smerov smerom k stredu
  globuly. Tak teplota globuly stále stúpala.
  Coskoro sa ohriala natolko, že silno vyžarovala
  v infracervenom pásme...

15
Protohviezda

• V priehebu 100 000 rokov sa globula zmrštila do
  milióntiny jej pôvodného objemu, stále však mala
  dvojnásobnú velkost ako Slnecná sústava! Jej
  jadro, zahriate zmrštovaním jej hmoty, vyžarovalo
  teraz dostatocné množstvo energie aby spomalilo
  kolaps. Jej jadro bolo stabilné a dobre
  ohranicené. Nazývame ju protohviezda! Aj
  protohviezda sa nadalej zmrštovala. Protohviezda
  je stále dvakrát väcšia ako naša Slnecná
  sústava!...
• Teraz už postupuje vývoj protohviezdy relatívne
  rýchlo. V priebehu niekolkých tisícov rokov
  skolabovala do priemeru menšieho ako dráha Marsu!
  Jej stredová teplota prevýšila 56 000 C, pri
  ktorej sa oddelujú elektróny od jadier atómov.
  S tak velkým povrchom žiariacim pri teplote 1 650
  C vydávala protohviezda ovela viac svetla ako
  Slnko. Ale cervené svetlo vyžarované jej povrchom
  nepochádzalo z nukleárnej fúzie, ale iba
  z gravitacného zmrštovania, takže to zatial
  nebola pravá hviezda! Aby sa mohol odohrat
  hviezdny zrod nášho Slnka, musela sa zmrštit ešte
  ovela viac.

16
Slnko

• Nakoniec sa protohviezda zmrštila natolko, až
  bola menšia ako zemská orbita, potom menšia ako
  orbita Venuše a Merkúra a potom ešte viac, až to
  prestala byt protohviezda! Niekde v týchto
  záverecných štádiách zmrštovania teplota v jadre
  vzrástla na mnoho miliónov stupnov, dostatocne na
  to aby sa zacali vodíkové jadrá spájat na hélium.
  A tak sa zrodila hviezda, naše Slnko. Ked jadrové
  reakcie zacali vytvárat velké množstvá energie
  bolo Slnko nestabilnou hviezdou, menilo teplotu a
  svietivost vplyvom vznikajúcich masívnych a
  prudkých konvektívnych prúdov v plyne. Štruktúra
  Slnka sa ustálila v priebehu 25 až 30 miliónov
  rokov do podoby v ktorej svieti nejakých pät
  miliárd rokov dodnes.

17

• Odkedy sa Slnko stabilizovalo, neustále mierne
  zväcšuje svoju velkost a výkon. Tieto zmeny boli
  extrémne mierne a budú pokracovat aj
  v budúcnosti. Slnko má k dispozícii dostatok
  jadrového paliva v podobe vodíka, aby svietilo
  rovnomerne ešte dalších pät miliárd rokov.
  Znamená to, že práve na Zemi prežívame stredný
  vek Slnka. Ale po desiatich miliardách rokov
  stability sa v Slnku zacnú prudké a
  nezastavitelné procesy, ktoré ohlásia nástup
  pokrocilého veku a prípadnej smrti hviezdy.
  Nazrime preto pät miliárd rokov do budúcnosti!

18
Cervený obor

• O pät miliárd rokov sa všetok vodík v jadre Slnka
  premení na hélium a jadrová fúzia sa zastaví! Bez
  tepla z jadrovej fúzie zacne jadro vlastnou váhou
  kolabovat. Ale coskoro sa zacne opät premienat
  gravitacná energia kolapsu na teplo. Koniec dlhej
  stability Slnka. Slnko sa stalo cerveným obrom!
• Rozpínanie bude pokracovat niekolko stoviek
  miliónov rokov, pocas ktorých Slnko zhltne
  planétu Merkúr. Zatial co jeho povrch ochladne,
  Slnko sa natolko zväcší, že bude vydávat 500 krát
  viac svetla ako pocas štádia stabilnej hviezdy.
  Venuša a Zem sa stanú neobývatelnými a
  pravdepodobne všetok zostávajúci život na našej
  planéte bude znicený. Ak do tej doby bude na Zemi
  existovat ludstvo, budeme musiet natrvalo opustit
  Zem a prestahovat sa k inej hviezde. Medzitým
  teplota v jadre Slnka presiahne 85 miliónov
  stupnov Celzia a zacnú prebiehat nukleárne
  procesy približujúce prudkú smrt...
• Teraz bude jadro dostatocne horúce, aby zacalo
  reakciu, ktorá dáva ešte viac tepla, zacne sa
  premienat hélium na uhlík a kyslík. Ale na hélium
  bohaté jadro nedokáže odovzdávat teplo dostatocne
  rýchlo. V priebehu iba niekolkých hodín sa
  prehreje a vybuchne! Jadro zriedené explóziou
  opät zníži svoju teplotu. Jadro bude príliš
  chladné na fúziu a nedokáže odolávat tlaku hmoty
  nad sebou. Opätovne sa zmrští. Slnko môže
  zopakovat tento cyklus mnoho krát. Stah a
  nafúknutie, stah a nafúknutie...
• Nakoniec sa v jadre nahromadí dostatok uhlíka aby
  zabránil explózii. Teraz héliová fúzia pokracuje
  v zahrievaní vonkajších vrstiev a Slnko sa
  nafúkne posledný krát. Toto nafúknutie bude také
  velké, že Slnko za 30 miliónov rokov zhltne
  Venušu a Zem! Polovica slnecnej hmoty bude
  odvrhnutá a nechá iba obnažené jadro! Teraz už
  velmi blízko jeho koncu sa jadro scvrkne a
  pokracuje v premienaní hélia.

19
Biely trpaslík

• Naša hviezda strávi všetké hélium v jeho jadre.
  Teraz bez paliva a neschopné vytvárat žiarenie,
  ktoré by podopieralo jeho vrchné oblasti, Slnko
  prehrá jeho dlhý boj s gravitáciou. Všetká
  zostávajúca hmota zkolabuje do malého telesa
  s velkostou Zeme! Tak sa zo Slnka stane biely
  trpaslík, teleso tak husté, že cajová lyžicka
  jeho hmoty by vážila vyše tony! Bez paliva na
  obnovenie jadrovej fúzie biely trpaslík ešte
  stále svieti, vyžaruje energiu z jeho kolapsu.
  Ale nakoniec sa aj táto energia minie a biely
  trpaslík zacne chladnút, zacne hasnút.

20
Cierny trpaslík

• Ako budú posledné zvyšky Slnka chladnút, bude
  vyžarovat žlté svetlo, potom cervené svetlo, a
  potom vôbec žiadne svetlo. Jeho atómy budú
  natlacené tak tesne, ako je to len fyzikálne
  možné a už nebude možné dalšie zmrštovanie. Bez
  dalšej dostupnej energie (ani len gravitacnej
  energie), bude chladnút ako velká vyhorená
  pahreba velkosti Zeme. Nakoniec ochladne na
  rovnakú teplotu ako vesmír naokolo a nebude
  vyžarovat nic. Na uhlík bohatý cierny trpaslík
  bude plávat vesmírom. Nebude javit žiadne náznaky
  o jeho búrlivých zaciatkoch, ani o jeho dlhom
  strednom veku, ani o jeho predsmrtných krcoch.
  Môže na jeho vesmírnych vandrovkách stretnút iný
  velký oblak plynu.

21
Zhrnutie
22
Rozmery Slnka

• Vzdialenost od Zeme- 149,6.106 , maximálna (v
  aféliu)- 152,1 . 106 ,minimálna (v
  perihéliu)-147,1 . 106
• Priemer- 1,392 . 106 km
• Hmotnost- 1,989 . 1030 kg (332 950 Zemských
  hmotností)
• Objem- 1,412 . 1018 km3 (1 300 000 Zemských
  objemov)
• Povrch- 6,09 . 1012 km²(11 900 Zemských
  povrchov)
• Perióda rotácie okolo osi - rovník -24d 6h ,
  póly- asi 35h
• Sklon osi rotácie k pólu ekliptiky- 7 15
• Gravitácia na povrchu (Zem 1)- 28
• Spektrálna trieda- G2V
• Žiarivý výkon- 3,86 . 1026 W
• Strená vizuálna hviezdna velkost- -26,8 mag
• Absolútna hviezdna velkost- 4,71 mag
• Priemerná rýchlost rotácie- 1,9 km/s
• Úniková rýchlost- 618 km/s
• Teplota na povrchu- 5500- 6000 o C
• Teplota v jadre- 15- 20 mil. o C
• Obeh okolo centra slnecnej sústavy trvá 320 mil.
  rokov
• Gravitacné zrýchlenie na povrchu-273,95 m s-2
• Hustota-1,408 g/cm³

23
Obrázky