Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве. Большая российская энциклопедия

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Эволю́ция звёзд, изменение внутреннего строения и внешнего вида звёзд с течением времени, вызванное непрерывной потерей энергии, излучаемой в окружающее пространство. Звёзды формируются вследствие гравитационного сжатия межзвёздных газово-пылевых облаков, в ходе которого газ облака нагревается и уплотняется, его давление возрастает и начинает тормозить сжатие до тех пор, пока тяготение и давление газа не начнут уравновешивать друг друга. Эволюция звезды зависит от её массы. Звёзды с массами (где – масса Солнца) становятся коричневыми карликами. У молодых звёзд с массой в недрах начинают протекать термоядерные реакции превращения водорода в гелий, длящиеся около 90 % всего времени жизни звезды. После исчерпания водорода ядро начинает сжиматься и нагреваться. Если масса звезды превышает , то в её недрах могут начаться термоядерные реакции с образованием углерода, кислорода и других химических элементов. Сжатие гелиевого ядра сопровождается расширением и охлаждением внешних слоёв звезды, которая становится красным гигантом или сверхгигантом. В конце эволюции звёзды с массами становятся белыми карликами. Звёзды с массами взрываются как сверхновые II типа, выбрасывая в межзвёздное пространство вещество, обогащённое тяжёлыми химическими элементами. В зависимости от массы звезда разлетается либо полностью, либо частично, и тогда её ядро превращается в нейтронную звезду (при ) либо в чёрную дыру.

Солнечная активность

Солнечные пятна

Со́лнечные пя́тна, тёмные образования овальной формы, появляющиеся на поверхности Солнца. Их размеры варьируют от тысячи до нескольких десятков тысяч километров. Солнечные пятна кажутся тёмными по контрасту с более яркой фотосферой Солнца, т. к. температура солнечных пятен в среднем 4300 К, а температура окружающей фотосферы – около 5800 К. Солнечные пятна представляют собой области, где магнитное поле выходит на поверхность Солнца из нижележащих слоёв в виде отдельных жгутов, которые проникают сквозь фотосферу и образуют арки с вершинами в хромосфере и короне Солнца и двумя основаниями на фотосфере. Сильные магнитные поля в основаниях арок подавляют конвекцию в нижележащих слоях Солнца, что приводит к локальному охлаждению фотосферы и появлению области тени солнечного пятна.

Солнечная активность

Со́лнечная акти́вность, глобальные процессы на Солнце, связанные с изменением сильных магнитных полей в его атмосфере и включающие возникновение активных областей с группами солнечных пятен, факелами и флоккулами, появление солнечных вспышек, протуберанцев, корональных дыр, корональных выбросов массы и др. Для численной характеристики отдельных составляющих солнечной активности используют различные индексы солнечной активности, большинство из которых циклически изменяются со временем (цикл Швабе).

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Аккреция в астрономии

Аккре́ция в астрономии, процесс захвата вещества из окружающего пространства гравитационным полем небесного тела с последующим падением части этого вещества на поверхность тела. Этот термин широко используется при описании захвата и падения межзвёздных и межпланетных газа и пыли на поверхность звёзд и планет, а также перетекания вещества в тесных двойных звёздных системах с одного компонента на другой. Аккреция вещества на конечные продукты звёздной эволюции – белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры – сопровождается значительным выделением гравитационной энергии в виде электромагнитного излучения. В Солнечной системе аккреция играла важную роль при формировании планет из вещества протопланетного диска. В областях звездообразования наблюдается аккреция дозвёздного вещества на формирующиеся звёзды. Возможна также аккреция межгалактического вещества на галактики. Наличие у аккрецируемого вещества большого удельного момента импульса препятствует прямому падению вещества на тяготеющий центр. В этом случае вокруг последнего формируется дифференциально вращающийся аккреционный диск.

Плазма в природе, космосе и астрофизике

Солнечное динамо

Со́лнечное дина́мо, физический процесс, обусловливающий формирование и изменения во времени солнечных магнитных полей, включая 11-летний цикл солнечной активности (цикл Швабе). Солнечные магнитные поля генерируются благодаря взаимодействию течений солнечной плазмы, имеющей высокую электрическую проводимость, с магнитными полями, существующими в области течения. Это взаимодействие обусловлено явлением электромагнитной индукции и действием силы Лоренца. Теоретически наиболее разработаны и наилучшим образом согласуются с данными наблюдений такие модели солнечного динамо, принципиально важными компонентами которых являются дифференциальное вращение Солнца и малоупорядоченные движения вещества (солнечная конвекция, которую на больших пространственных масштабах можно рассматривать как турбулентность). Эти движения вещества должны обладать зеркальной асимметрией: их характеристики должны менять знак при переходе от правой к левой системе координат.

Звёздный ветер

Звёздный ве́тер, стационарное истечение вещества из атмосферы звезды в окружающее пространство. Наблюдается у звёзд любой массы и на всех стадиях их эволюции. Его наличие означает, что в атмосфере звезды нарушено механическое равновесие. Причинами этого могут быть: нагрев короны звезды турбулентными движениями нижележащих слоёв до температуры свыше 106 К, вызывающий расширение короны в окружающее пространство; ударные волны, возбуждённые нерегулярными колебаниями атмосферы звезды; давление излучения звезды; центробежная сила и др. За время жизни на главной последовательности звёзды типа Солнца теряют из-за звёздного ветра менее 0,1 % своей массы, однако потери момента импульса приводят к заметному замедлению их вращения. На более поздних стадиях эволюции, а также у более массивных звёзд скорость потери массы значительно выше и может составлять от 10–7 до 10–2 массы Солнца в год. Звёздный ветер массивных звёзд играет важную роль в динамике межзвёздной среды, создавая в ней каверны, заполненные горячим газом, а также обогащая межзвёздный газ продуктами ядерных реакций, вынесенными конвекцией из недр звёзд на их поверхность.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Релятивистский джет

Релятиви́стский джет, коллимированный высокотурбулентный поток плазмы и релятивистских частиц, образующийся в результате аккреции вещества на сверхмассивную чёрную дыру, которая находится в центре активного ядра галактики. При аккреции формируются биполярные истечения вещества в направлении оси вращения чёрной дыры или в направлении, перпендикулярном плоскости вращения аккреционного диска. Джеты начинают детектироваться уже в ближайших окрестностях чёрной дыры, на расстоянии в несколько десятков её гравитационных радиусов. Важную роль в образовании джета играет магнитное поле, которое формирует, ускоряет и коллимирует его. Данные наблюдений и результаты моделирования указывают на то, что связанное с джетом глобальное магнитное поле является спиральным с высокой степенью закрутки силовых линий. Считается, что джеты состоят из нетепловой электрон-позитронной плазмы, однако в них могут присутствовать также и релятивистские протоны. Релятивистские джеты испускают непрерывное излучение во всём диапазоне электромагнитного спектра, а также могут быть источниками высокоэнергетических астрофизических нейтрино. Помимо активных ядер галактик джеты наблюдаются также в микроквазарах, но скорости движения плазмы в них умеренно релятивистские: 0,2−0,3 скорости света. Нерелятивистские истечения формируются и у молодых звёзд в туманностях, проявляющих себя как объекты Хербига – Аро.

Строение и характеристики Солнца

Солнечное динамо

Со́лнечное дина́мо, физический процесс, обусловливающий формирование и изменения во времени солнечных магнитных полей, включая 11-летний цикл солнечной активности (цикл Швабе). Солнечные магнитные поля генерируются благодаря взаимодействию течений солнечной плазмы, имеющей высокую электрическую проводимость, с магнитными полями, существующими в области течения. Это взаимодействие обусловлено явлением электромагнитной индукции и действием силы Лоренца. Теоретически наиболее разработаны и наилучшим образом согласуются с данными наблюдений такие модели солнечного динамо, принципиально важными компонентами которых являются дифференциальное вращение Солнца и малоупорядоченные движения вещества (солнечная конвекция, которую на больших пространственных масштабах можно рассматривать как турбулентность). Эти движения вещества должны обладать зеркальной асимметрией: их характеристики должны менять знак при переходе от правой к левой системе координат.

Солнечная грануляция

Со́лнечная грануля́ция, совокупность ярких образований – гранул, покрывающих всю поверхность фотосферы Солнца, за исключением участков, занятых солнечными пятнами. Гранулы представляют собой верхние части самых мелкомасштабных конвективных ячеек конвективной зоны Солнца, хотя некоторые исследователи считают их областями горячего газа. Гранулы имеют преимущественно форму многоугольников, обычно неправильных, разделённых более тёмными промежутками – межгранульными дорожками. Измерения скоростей движения солнечной плазмы, основанные на использовании эффекта Доплера, показали, что в центральной части гранулы вещество поднимается со скоростью 0,5–1,5 км/с, растекается к её периферии и там опускается. Время жизни отдельной гранулы составляет 1–20 мин, чаще всего 5–10 мин.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Анизотропия реликтового излучения

Анизотропи́я рели́ктового излуче́ния, безразмерная относительная разница температуры реликтового излучения в разных направлениях на небе. Реликтовое излучение однородно и изотропно с точностью до 0,1 % и имеет среднюю температуру Однако в разных направлениях на небе имеются небольшие неоднородности температуры, составляющие Существует несколько причин их возникновения: