Quyosh va uning xarakteristikalari
Quyosh va uning xarakteristikalari Reja: 1. Quyosh energiyasining manbai 2. Quyoshning ichki tuzilishi 3. Quyosh va neytrino. 4. Quyosh aktivligining sikli
Quyosh energiyasining manbai Quyosh, Quyosh sistemasining markaziy va eng katta jismidir. Quyosh massasi barcha sayyoralarning massasidan 750 marotiba, Yer massasidan esa 333000 marotiba kattadir. U kuchli energiya manbai hisoblanib, rentgen va ultrabinafsha to’lqinlardan tortib radioto’lqinlargacha nurlaydi. Bu nurlanish Quyosh sistemasidagi barcha jismlarga ta’sir etadi, issiqlik nuri uzatadi va shuning uchun u hayot manbaidir. Quyosh bizga eng yaqin kosmik jism hisoblanadi, bu jihatdan uni o’rganish, yulduzlarni o’rganishda, kosmik nurlar fizikasida va butun koinotni o’rganishda katta rol o’ynaydi. Quyoshning ko’rinma burchak diametri Yerning orbitasi elliptik bo’lganligi sababli yil davomida o’zgarib turadi. O’rtacha hisobda Quyosh ko’rinma burchak radiusi 960 - ga tengdir. Bundan Quyosh diametri 1/107 astronomik birlikka (a.b.) yoki taqriban 1400000 km ga tengligi kelib chiqib, Yer diametridan 109 marotiba kattadir. Yer atmosferasidan tashqarida Quyosh nurlariga perpendikulyar bo’lgan 1m 2 yuzaga 1360 vt Quyosh energiyasi tushadi, bu 2 kal/sm 2 min ga mos keladi. Bu sonni radiusi Yer va Quyosh orasidagi masofaga teng bo’lgan shar sirtiga ko’paytirib, Quyosh nurlanishini quvvatini topish mumkin, u 4⋅10 23 kVt ni tashkil etadi. O’lchami, Quyosh o’lchamiga teng va 6000 o K gacha qizdirilgan jism anna shuncha energiya nurlaydi. Yerning Quyoshdan oladigan energiyasining oqimi, Quyosh to’la energiyasining 1/2000000000 kismiga tengdir. Koinotning boshqa jismlari singari, Quyosh, qizigan gazdan iborat bo’lgan shar shaklidagi jismdir. Quyosh asosan vodoroddan tashkil topgan bo’lib, unda ozroq geliy aralashgandir (atomlar miqdoriga ko’ra ~10%). Qolgan elementlar atomlarining yig’indisi bundan ~1000 marotiba kamdir. Lekin massa jihatdan bunday og’ir elementlar Quyosh massasini 1-2 foizini tashkil etadi. Quyosh muhiti kuchli ionlashgandir, ya’ni uning muhitini atomlari tashqi qobig’idagi elektronlarini to’la yo’qotgandir. Erkin elektronlar ionlashgan plazma gazining erkin zarralarini tashkil etadi.
Quyosh muhiti o’rtacha zichligini topish uchun uning massasini hajmiga bo’lamiz: ¯ρ= 3M o 4π⋅Ro3= 3⋅2⋅10 33 4⋅3,14 ⋅696 ⋅10 8cм =1,41 г/см 3 (3.1) Zichlikning bu qiymati suv zichligiga yaqin bo’lib, Yer sirtidagi havo zichligidan ~1000 marotiba kattadir. Lekin Quyosh muhitining, uning markazidagi zichligi bundan yuzlab marotiba katta bo’lsa, yuzidagi zichligi minglab marotiba kichikdir. Quyoshning markaziga qarab yo’nalgan gravitasion kuch ta’siri ostida, markazida juda yuqori bosim hosil bo’ladi. Quyosh ichida muhit bir tekis, o’rtacha zichlik bilan taqsimlangan deb, uning radiusini yarmiga teng chuqurligidagi bosim qiymatini topamiz. Bunday chuqurlikda og’irlik kuchi radiusi 1/8 R o bo’lgan shar ichidagi massa orqali aniqlanadi. Bunday shar hajmi Quyosh to’la hajmini 1/8 kismga teng bo’ladi. Shuning uchun butun olam tortishish qonuniga ko’ra, bir jinsli Quyosh markazidan 1/2 R o masofada erkin tushish tezlanishi quyidagicha: g= γ 1 8M o ( 1 2Ro) 2 (3.2) bo’lib, og’irlik kuchi yuqori qatlamlar og’irliklarini yig’indisidan iboratdir. Bosim esa miqdoran balandligi 1/2 R o bo’lgan asosining yuzi 1sm 2 bo’lgan ustun ichidagi muhit og’irligiga teng bo’ladi. Bu ustun ichidagi modda massasi m= ¯ρ⋅ Ro 2 (3.3) bo’lib, bosim quyidagicha bo’ladi: P= mg S = γ 1 8M o ( 1 2 Ro) 2¯ρRo 2 1 S (3.4) S=1 bo’lganligi sababli P=6,6 ⋅10 13H /м2≈6,8 ⋅10 8атм . bo’ladi. Shunday qilib, Quyosh markazida bosim nihoyat darajada kattadir: tajriban bir milliard
atmosferaga tengdir. Gaz qonunlariga ko’ra bosim zichlik va haroratga bog’liqdir Undan foydalanib, Quyosh katlamidagi temperaturani aniqlaymiz:T= μ P R ¯ρ= μ 4 γ⋅M o RR o = 2,8 ⋅10 6K (3.5) Shunday qilib, biz Quyosh xarakteristikalarini uning ichidagi R o /2 balandligida aniqladik: ¯ρ= 1,4 Г /см 3(1,3 Г /см 3) P=6,6 ⋅10 13Н /м2(6,1 ⋅10 13Н /м2) (3.6) T= 2,8 ⋅10 6(3,4 ⋅10 6)K Qavslarni ichida bu xarakteristikalarning aniqroq metodlar bilan aniqlangan qiymatlari keltirilgan. Bunday katta bosim va temperaturalarda vodorod yadrolarining (protonlar) tezligi juda katta bo’lib, natijada ular Kulon itarish kuchlarini yengib, o’zaro yaqinlashib ta’sirlasha oladilar. Bunday yaqinlashishlardan ba’zida yadro reaksiyalari vujudga kelib (rasm.5v), geliy hosil bo’ladi va katta energiya ajraladi. Rasm – 9. RR yadro reaksiyasining sxemasi. 6H 1→2D2+2H 1→2He 3→ He 4→ 2H 1 ( H 1 -proton, D 2 -deyteriy yadrosi, Hye 3 va Hye 4 -geliy izotoplari, ye + -pozitron, ν -neytrino) р р р р р р р рD 2D 2 He 3 He 3 He 4e+ e+
RR – reaksiyasi bir-biriga yaqinlashgan protonlarning birining β− bo’linishidan boshlanadi. H 1+H 1→ D2+e++ν+1,44 МэВ (3.6) β− bo’linish natijasida proton neytronga aylanib, pozitron, neytrino va energiya ajraladi. Hosil bo’lgan neytron ikkinchi proton bilan qo’shilib deytriy yadrosini hosil qiladi. Har bir juft protonlar uchun bunday reaksiya 14 milliard yilda amalga oshadi. Hosil bo’lgan deytriy yadrosi boshqa proton bilan qo’shilishib Hye 3 -geliy izotopini hosil qiladi. Xosil bo’lgan ikkita geliy izotopi o’z navbatida o’zaro qo’shilishib protonlarni ajratib Hye 4 ga aylanadi. Natijada Quyoshning markaziy soxasida vaqt o’tishi bilan geliy miqdori oshib borsa, vodorod miqdori kamayib boradi. 4-5 milliard yil davomida vodorodning takriban yarmi geliyga aylanadi. Bunday reaksiyalar Quyoshning hozirgi evolyusiyasida katta energiya manbaidir. Quyoshning ichki tuzilishi Quyoshning markaziy soxasida hosil bo’lgan energiya uning tashqi qismlariga keyinchalik butun koinotga uzatiladi, natijada Quyosh muhiti gazning temperaturasi uning sirtiga yaqinlashgan sari avval tez keyin sekinroq kamayib boradi. Temperaturasiga va Quyosh tarkibida o’tuvchi jarayonlarga bog’liq ravishda Quyoshni 4 ta ichki mintaqalarga ajratish mumkindir (rasm 10): protuberanslar xromosfera 14000 km 300 km fotosfera konveksiya mintaqasi Расм 10. Куёшнинг ички тузилиши