Солнце, являющееся звездой в центре нашей солнечной системы, кажется желтым невооруженным глазом. Однако видимый цвет солнца может немного меняться в зависимости от атмосферных условий. Хотя солнце никогда не может казаться по-настоящему синим или зеленым для наблюдателей на Земле, есть несколько интересных научных точек зрения на истинный цвет и температуру солнца.
Температура поверхности солнца составляет около 5770 Кельвинов. Для справки, шкала температур Кельвина устанавливает абсолютный ноль на уровне 0 К, что эквивалентно -273,15 градусам Цельсия. Таким образом, температура поверхности солнца чрезвычайно горячая в абсолютном выражении.
Однако с точки зрения звездной классификации солнце считается звездой главной последовательности G-типа, также известной как желтый карлик. Эта классификация основана на температуре поверхности Солнца, а также на его составе, который в основном состоит из водорода и гелия.
| Элемент | Распространенность |
|---|---|
| Водород | 73,46% |
| Гелий | 24,85% |
| Кислород | 0,77% |
| Углерод | 0,29% |
| Железо | 0,16% |
| Неон | 0,12% |
| Азот | 0,09% |
| Кремний | 0,07% |
| Магний | 0,05% |
| Сера | 0,04% |
Как показывает эта таблица, водород и гелий составляют более 98% состава Солнца. Этот состав соответствует профилю звезды главной последовательности класса G.
Пик излучения Солнца приходится на видимый спектр света, что делает его желтоватым для человеческого глаза. Однако солнце также излучает свет в широком диапазоне длин волн.
Вот распределение излучений солнца по всему электромагнитному спектру:
| Диапазон длин волн | Процент излучений |
|---|---|
| Гамма-лучи | Менее 0,000000000000001% |
| Рентгеновские лучи | 0,0000000001% |
| Ультрафиолет | 0,000000005% |
| Видимый свет | 0,00005% |
| Инфракрасный | 0,000000005% |
| Микроволны | 0,00000001% |
| Радиоволны | 0,0000001% |
Как вы можете видеть, подавляющее большинство излучений Солнца находится за пределами видимого спектра. Но пик в диапазоне видимого света около желто-зеленых оттенков придает Солнцу его характерный цвет, если смотреть с Земли.
Когда свет от Солнца проходит через атмосферу Земли, некоторые длины волн рассеиваются больше, чем другие. Это избирательное рассеивание, наряду с другими факторами, такими как загрязнение и влажность воздуха, может сделать солнце более желтым, белым или красновато-оранжевым в разное время.
Вот некоторые из основных факторов, которые влияют на видимый цвет солнца:
Хотя солнце достигает пика на желто-зеленой длине волны, фактический цвет, который мы воспринимаем, существенно зависит от атмосферы Земли. Само солнце не меняет цвет кардинально.
Когда мы говорим о температуре поверхности солнца около 5770 К, это относится только к самому внешнему слою, называемому фотосферой. По мере того, как мы заглядываем глубже внутрь Солнца, температура значительно увеличивается.
Вот обзор температур в различных слоях внутри Солнца:
| Слой | Температура (К) |
|---|---|
| Фотосфера | 5700 |
| Хромосфера | 10000–20000 |
| Переходная область | 100000–200000 |
| Корона | 1000000–2000000 |
| Ядро | 15 000 000 |
Как видно из этого, в то время как видимая поверхность Солнца имеет температуру около 5700 К, температура ядра может достигать 15 000 000 К! Итак, чем глубже мы смотрим, тем сильнее нагревается солнце.
Используя измерения температуры разных слоев солнца, мы можем получить представление о том, какого цвета будет выглядеть солнце, если мы сможем видеть эти слои напрямую.
Вот приблизительные цвета, которые будет видеть солнце при повышении температуры, основанные на физике излучения абсолютно черного тела:
| Температура (К) | Воспринимаемый цвет |
|---|---|
| 5000 | Желтовато-белый |
| 10000 | Голубовато-белый |
| 50000 | Синий |
| 100,000 | Голубовато-фиолетовый |
| 1,000,000 | Ярко-синий |
| 15,000,000 | Голубовато-белый |
Интересно, что и при очень низких, и при экстремально высоких температурах солнце будет казаться белесым. Но при промежуточных температурах, особенно от 10,000 К до 100,000 К, солнце будет приобретать больше синих и фиолетовых оттенков.
Подводя итог, можно сказать, что в то время как видимая поверхность солнца выглядит желтоватой, его излучение достигает пика в зелено-желтой части спектра. Внешний вид Солнца может меняться в зависимости от атмосферных условий на Земле, но само Солнце не меняет цвет радикально.
Если бы мы могли видеть слои под поверхностью, Солнце, скорее всего, выглядело бы синим или сине-белым из-за их более высоких температур. Но температура ядра в 15 миллионов К снова сделала бы самые внутренние слои белесыми.
Так что, хотя Солнце никогда не будет выглядеть отчетливо синим или зеленым с нашей точки зрения на Земле, понимание теплового профиля Солнца показывает, как его внешний вид будет меняться на разных внутренних слоях.