Строение Солнца. Конвективная зона
Привет)
Пропустила понедельник. Исправляюсь. Сегодня размещу два поста.
Начиная от глубины примерно 200 тыс. км, или со слоя радиусом в 0,7 солнечных радиусов, под видимой поверхностью Солнца (фотосферой), находится конвективная зона, в которой вещество Солнца (плазма) "чувствует себя" довольно свободно и не может не двигаться. В этом слое температура вещества заметно понижается (до 1–2 млн К), поскольку энергия распределяется на всё больший объём плазмы. Механизм лучистого переноса в этом слое не может
справиться с доставкой наружу всей тепловой энергии, выделенной ядром, и на помощь ему приходит другой механизм переноса тепла — конвекция. И если «единицей переноса энергии»
до этого были фотоны, то теперь — гранулы и супергранулы.
Гранулы (их верхушки) отлично видны в более высоком слое Солнца - фотосфере. Фотографии1970-х годов впервые показали миру поверхность Солнца, которая оказалась похожей на кипящую кашу . Астрономы тут же обозвали гранулы "зёрнышками риса", потому в большей степени что видели светлые (более горячие) части гранул.
Теперь мы видим - опять же в фотосфере - структуру гранул более подробно и считаем, что это, скорее, "зёрнышки гречки". (Подкрашивание фото, конечно, тут не при чем. Это работа программы Photoshop).
Конвекция — перенос тепла вместе с разогретым веществом снизу вверх — самый эффективный способ переноса энергии В СРЕДЕ (то есть в вакууме конвекция не работает). Представьте себе кипящий суп: за счет конвекции вода (жидкая среда) эффективно передает тепло кусочкам овощей. Тепло со дна кастрюли, нагреваемого плитой, распределяется на всю жидкость и достигает её верхних слоев за счет конвекции. Суп кипит... примерно такую картину мы рисуем (еще не наблюдаем, но уже достаточно точно "прощупываем" и просчитываем) в конвективной зоне Солнца.
Иллюстрация из книги Киричек - Панченко "Неизвестное Солнце"
Сам по себе образ кастрюли тоже весьма эффективен: то, что происходит в конвективной зоне, действительно хорошо представлять как кипение вещества в некой кастрюле. Её дно (основание конвективной зоны) разогрето до 2 миллионов градусов. А на поверхности "кипящего вещества" (в основании фотосферы) уже всего лишь несколько тысяч градусов, то есть дно примерно в 1000 раз горячее верха и перепад температур огромен. Что же происходит "на пути" между дном и поверхностью? Мы помним, что вещество, нагреваясь, расширяется: уменьшается его плотность, и оно поднимается вверх. Более холодное, бывшее сверху, наоборот, опускается вниз. Происходит перемешивание вещества. Это и есть конвекция. Горячая плазма торопится всплыть, холодная — опускается вниз. Вещество уже не только поглощает и переизлучает фотоны, но и само несёт в себе и переносит с собою тепловую энергию. Но, разумеется, всё донышко конвективной зоны не может разом всплыть вверх, чтобы потом вся поверхность Солнца ухнула вниз. Вещество само собой разбивается на отдельные небольшие участки, в которых благополучно «кипит»: всплывает, расширяется, растекается из центра в стороны и уходит вниз. Каждый такой "небольшой" (около 1000 км в диаметре) кипящий участок мы видим в фотосфере — это и есть гранула. Она всплывает примерно за 10 минут, на поверхности (в фотосфере) растекается из центра в стороны и уходит в глубину, уступая место другой грануле. То есть: гранулы на фото - это не статичные образования. Они живут пару десятков минут. "Каша" постоянно движется. Одновременно на поверхности Солнца можно насчитать несколько миллионов гранул. Они объединяются в «котлы» — ячейки супергрануляции с диаметром около 32 тысяч км и временем жизни около 20 - 24 часов. Их видно в более высоком слое Солнца - хромосфере. В ячейках супергрануляции вещество так же кипит, только «единицей кипения» тут выступает уже не вещество (плазма), из которого состоит гранула. В «котлах» «варятся» сами гранулы: они всплывают, растекаются и погружаются, как зёрна риса, но при этом каждая «рисинка» кипит ещё и сама по себе. Образ выходит уже примерно такой: в очень большом котле варятся котлы, в которых варится каша.
ВЕЩЕСТВО КОНВЕКТИВНОЙ ЗОНЫ НАХОДИТСЯ В ПОСТОЯННОМ СЛОЖНОМ ДВИЖЕНИИ, ПЕРЕНОСЯ ЭНЕРГИЮ ОТ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЗОНЫ ЛУЧИСТОГО ПЕРЕНОСА К ФОТОСФЕРЕ. НА СХЕМАХ ЭТОТ ПРОЦЕСС ОБЫЧНО ИЗОБРАЖАЮТ ЗНАЧКОМ ТИПА RECYCLE , ИМЕЯ В ВИДУ, ЧТО ЭНЕРГИЮ В ДАННОМ СЛУЧАЕ НЕСЁТ САМО ВЕЩЕСТВО, НАГРЕВАЯСЬ ВНИЗУ, ПОДНИМАЯСЬ, ОСТЫВАЯ И СНОВА ОПУСКАЯСЬ ВНИЗ.
Продолжение следует :)