Kokią šviesą skleidžia saulė? saulės spinduliai

Saulė (astro. ☉) – vienintelė žvaigždė Saulės sistema. Kiti šios sistemos objektai sukasi aplink Saulę: planetos ir jų palydovai, nykštukinės planetos ir jų palydovai, asteroidai, meteoroidai, kometos ir kosminės dulkės.

Vidinė Saulės struktūra

Mūsų Saulė yra didžiulis švytintis dujų kamuolys, kurio viduje teka sudėtingus procesus ir dėl to nuolat išsiskiria energija. Vidinį Saulės tūrį galima suskirstyti į keletą sričių; juose esanti medžiaga skiriasi savo savybėmis, o energija pasiskirsto skirtingais fiziniais mechanizmais. Susipažinkime su jais, pradėdami nuo paties centro.

Centrinėje Saulės dalyje yra jos energijos šaltinis, arba, kitaip tariant, vaizdine kalba, ta „viryklė“, kuri ją šildo ir neleidžia atvėsti. Ši sritis vadinama šerdimi. Pagal išorinių sluoksnių svorį Saulės viduje esanti medžiaga yra suspausta, o kuo giliau, tuo stipresnė. Jo tankis didėja link centro, didėjant slėgiui ir temperatūrai. Šerdyje, kur temperatūra siekia 15 milijonų kelvinų, išsiskiria energija.

Ši energija išsiskiria dėl lengvųjų cheminių elementų atomų susiliejimo į sunkesnius atomus. Saulės gelmėse iš keturių vandenilio atomų susidaro vienas helio atomas. Būtent šią baisią energiją žmonės išmoko išsilaisvinti per sprogimą. vandenilio bomba. Yra vilties, kad artimiausiu metu žmonės galės išmokti jį naudoti taikiems tikslams (2005 m. naujienų kanalai pranešė apie pradėtą ​​statyti pirmąjį tarptautinį sintezės reaktorius Prancūzijoje).

Šerdies spindulys yra ne didesnis kaip ketvirtadalis viso Saulės spindulio. Tačiau pusė Saulės masės yra sutelkta jos tūryje ir beveik visa energija, palaikanti Saulės švytėjimą, išsiskiria. Tačiau karštosios šerdies energija turi kažkaip išeiti į išorę, į Saulės paviršių. Priklausomai nuo to, yra įvairių būdų perduoti energiją fizines sąlygas aplinka, būtent: spinduliuotės perdavimas, konvekcija ir šilumos laidumas. Saulės ir žvaigždžių energetiniuose procesuose šilumos laidumas nevaidina didelio vaidmens, o spinduliuotės ir konvekciniai perdavimai yra labai svarbūs.

Iškart aplink branduolį prasideda spinduliuotės energijos perdavimo zona, kurioje ji plinta medžiagai – kvantams – sugerdama ir išspinduliuojant dalį šviesos. Tankis, temperatūra ir slėgis mažėja tolstant nuo šerdies, o energija teka ta pačia kryptimi. Apskritai šis procesas yra labai lėtas. Kvantams iš Saulės centro patekti į fotosferą prireikia daugybės tūkstančių metų: juk pakartotinai išspinduliuojant kvantai nuolat keičia kryptį, beveik taip pat dažnai juda atgal, kaip į priekį.

Gama kvantai gimsta Saulės centre. Jų energija yra milijonus kartų didesnė už matomos šviesos kvantų energiją, o bangos ilgis labai trumpas. Pakeliui kvantai patiria nuostabių transformacijų. Atskiras kvantas pirmiausia sugeriamas kažkokio atomo, bet iš karto vėl išspinduliuojamas; Dažniausiai tokiu atveju pasirodo ne vienas ankstesnis kvantas, o du ar daugiau. Pagal energijos tvermės dėsnį jų bendra energija yra išsaugota, todėl kiekvieno iš jų energija mažėja. Taip atsiranda žemesnių ir žemesnių energijų kvantai. Atrodo, kad galingi gama spinduliai suskaidomi į mažiau energingus kvantus – pirmiausia rentgeno spindulius, paskui ultravioletinius ir

pagaliau matomi ir infraraudonieji spinduliai. Dėl to didžiausias skaičius Saulė skleidžia energiją matomoje šviesoje, ir neatsitiktinai mūsų akys jai jautrios.

Kaip jau minėjome, kvantui reikia labai ilgai prasiskverbti per tankią saulės medžiagą į išorę. Taigi, jei Saulės viduje esanti „viryklė“ staiga užgestų, apie tai sužinotume tik po milijonų metų. Keliaudamas per vidinius saulės sluoksnius, energijos srautas susiduria su regionu, kuriame labai padidėja dujų neskaidrumas. Tai konvekcinė Saulės zona. Čia energija perduodama ne spinduliuote, o konvekcija.

Kas yra konvekcija?

Kai skystis užverda, jis išmaišomas. Dujos gali elgtis taip pat. Didžiuliai karštų dujų srautai kyla aukštyn, kur išskiria šilumą aplinką, o atvėsusios saulės dujos leidžiasi žemyn. Atrodo, kad saulės medžiaga verda ir maišosi. Konvekcinė zona prasideda maždaug 0,7 spinduliu nuo centro ir tęsiasi beveik iki labiausiai matomo Saulės paviršiaus (fotosferos), kur pagrindinio energijos srauto perdavimas vėl tampa spinduliuojantis. Tačiau čia dėl inercijos vis tiek prasiskverbia karšti srautai iš gilesnių, konvekcinių sluoksnių. Stebėtojams gerai žinomas granuliacijos modelis Saulės paviršiuje yra matoma konvekcijos apraiška.

Konvekcinė saulės zona

Radioaktyvioji zona sudaro apie 2/3 vidinio Saulės skersmens, o spindulys – apie 140 tūkst. Tolstant nuo centro, susidūrimo įtakoje fotonai praranda energiją. Šis reiškinys vadinamas konvekcijos reiškiniu. Tai primena procesą, vykstantį verdančiame virdulyje: iš kaitinimo elemento gaunama daug energijos. be to laidumo būdu pašalinamos šilumos kiekis. Karštas vanduo arti ugnies pakyla, o šaltesnis nuslūgsta. Šis procesas vadinamas susitarimu. Konvekcijos prasmė ta, kad tankesnės dujos pasiskirsto paviršiuje, atvėsta ir vėl eina į centrą. Maišymo procesas konvekcinėje Saulės zonoje vyksta nuolat. Žiūrint pro teleskopą į Saulės paviršių, matosi jos granuliuota struktūra – granulės. Atrodo, kad jis pagamintas iš granulių! Taip yra dėl konvekcijos, vykstančios po fotosfera.

Saulės fotosfera

Plonas sluoksnis (400 km) - Saulės fotosfera, yra tiesiai už konvekcinė zona ir vaizduoja „tikrąjį saulės paviršių“, matomą iš Žemės. Pirmą kartą granules fotosferoje nufotografavo prancūzas Janssenas 1885 m. Vidutinė granulė yra 1000 km dydžio, juda 1 km/s greičiu ir egzistuoja maždaug 15 minučių. Tamsūs dariniai fotosferoje gali būti stebimi pusiaujo dalyje, o tada jie pasislenka. Išskirtinis tokių dėmių bruožas yra stiprūs magnetiniai laukai. A tamsi spalva gaunamas dėl žemesnės temperatūros, palyginti su aplinkine fotosfera.

Saulės chromosfera

Saulės chromosfera (spalvota sfera) – tankus sluoksnis (10 000 km) saulės atmosfera, kuris yra iškart už fotosferos. Chromosferą stebėti gana sunku, nes ji yra arti fotosferos. Geriausiai matosi, kai Mėnulis uždengia fotosferą, t.y. per saulės užtemimus.

Saulės iškilimai yra didžiulis vandenilio išmetimas, panašus į ilgus šviečiančius siūlus. Iškilimai kyla į didžiulis atstumas, pasiekiantis Saulės skersmenį (1,4 mm km), juda apie 300 km/sek greičiu, o temperatūra siekia 10 000 laipsnių.

Saulės korona

Saulės vainikėlis yra išorinis ir išplėstinis Saulės atmosferos sluoksnis, kilęs virš chromosferos. Saulės vainiko ilgis yra labai ilgas ir pasiekia kelių saulės skersmenų vertes. Mokslininkai dar negavo aiškaus atsakymo į klausimą, kur tiksliai tai baigiasi.

Saulės vainiko sudėtis yra reta, labai jonizuota plazma. Jame yra sunkiųjų jonų, elektronų su helio šerdimi ir protonų. Koronos temperatūra siekia nuo 1 iki 2 milijonų laipsnių K, palyginti su Saulės paviršiumi.

Saulės vėjas yra nuolatinis medžiagos (plazmos) nutekėjimas iš išorinio saulės atmosferos apvalkalo. Jį sudaro protonai, atomų branduoliai ir elektronai. Saulės vėjo greitis gali svyruoti nuo 300 km/s iki 1500 km/s, atsižvelgiant į Saulėje vykstančius procesus. Saulės vėjas plinta visoje Saulės sistemoje ir, sąveikaudamas su Žemės magnetiniu lauku, sukelia įvairius reiškinius, vienas iš jų – šiaurės pašvaistė.

Saulės spinduliavimas

Saulė skleidžia savo energiją visais bangos ilgiais, bet skirtingais būdais. Maždaug 44% spinduliuotės energijos gaunama iš matoma dalis spektras, o maksimumas atitinka geltonai žalią spalvą. Apie 48% Saulės prarastos energijos nuneša artimieji ir tolimieji infraraudonieji spinduliai. Gama spinduliai, rentgeno spinduliai, ultravioletinė ir radijo spinduliuotė sudaro tik apie 8 proc.

Matomoji saulės spinduliuotės dalis, tiriant spektrą analizuojančiais instrumentais, pasirodo esanti nehomogeniška – spektre stebimos sugerties linijos, pirmą kartą aprašytos J. Fraunhoferio 1814 m. Šios linijos atsiranda, kai tam tikro bangos ilgio fotonus sugeria įvairių cheminių elementų atomai viršutiniuose, palyginti šaltuose Saulės atmosferos sluoksniuose. Spektrinė analizė leidžia gauti informacijos apie Saulės sudėtį, nes tam tikras spektrinių linijų rinkinys itin tiksliai apibūdina cheminį elementą. Pavyzdžiui, naudojant Saulės spektro stebėjimus, buvo prognozuojamas helio atradimas, kuris vėliau buvo išskirtas Žemėje.

Radiacijos rūšys

Stebėjimų metu mokslininkai nustatė, kad Saulė yra galingas radijo spinduliuotės šaltinis. Radijo bangos prasiskverbia į tarpplanetinę erdvę, kurias skleidžia chromosfera (centimetrinės bangos) ir korona (decimetrinės ir metro bangos). Radijo spinduliavimas iš Saulės susideda iš dviejų komponentų – pastovaus ir kintamo (sprogimų, „triukšmo audrų“). Per stiprus saulės pliūpsniai Saulės radijo spinduliuotė padidėja tūkstančius ir net milijonus kartų, palyginti su tyliosios Saulės radijo spinduliuote. Ši radijo spinduliuotė nėra šiluminio pobūdžio.

Rentgeno spinduliai daugiausia gaunami iš viršutiniai sluoksniai chromosfera ir korona. Radiacija ypač stipri piko metais. saulės aktyvumas.

Saulė skleidžia ne tik šviesą, šilumą ir visas kitas rūšis elektromagnetinė spinduliuotė. Jis taip pat yra nuolatinio dalelių – kraujo kūnelių – srauto šaltinis. Neutrinai, elektronai, protonai, alfa dalelės ir sunkesni atomų branduoliai kartu sudaro korpuskulinė spinduliuotė Saulė. Didelė šios spinduliuotės dalis yra daugiau ar mažiau nuolatinis plazmos nutekėjimas - saulės vėjas, kuri yra išorinių Saulės atmosferos sluoksnių – Saulės vainiko – tąsa. Šio nuolat pučiančio plazminio vėjo fone atskiri Saulės regionai yra labiau nukreiptų, sustiprintų, vadinamųjų korpuskulinių srautų šaltiniai. Labiausiai tikėtina, kad jie yra susiję su ypatingais Saulės vainiko regionais - vainikinėmis skylėmis, taip pat, galbūt, su ilgais aktyviais Saulės regionais. Galiausiai, galingiausi trumpalaikiai dalelių, daugiausia elektronų ir protonų, srautai yra susiję su saulės blyksniais. Dėl to dauguma galingi blyksniai dalelės gali įgyti greitį, kuris yra pastebima šviesos greičio dalis. Tokios didelės energijos dalelės vadinamos saulės kosminiais spinduliais.

Saulės korpuskulinė spinduliuotė turi stiprią įtakąŽemėje, o pirmiausia jos atmosferos viršutiniuose sluoksniuose ir magnetiniame lauke, sukelia daugybę geofizinių reiškinių. Iš žalingas poveikis Saulės spinduliuotę saugo Žemės magnetosfera ir atmosfera.

Saulės spinduliuotės intensyvumas

Turėdama itin aukštą temperatūrą, Saulė yra labai stiprus radiacijos šaltinis. Saulės spinduliuotės matomas diapazonas turi didžiausią spinduliuotės intensyvumą. Tuo pačiu metu jis pasiekia ir Žemę didelis skaičius nematomas spektras. Saulės viduje vyksta procesai, kurių metu iš vandenilio atomų sintetinami helio atomai. Šie procesai vadinami procesais branduolių sintezė, juos lydi išleidimas didžiulė suma energijos. Dėl šios energijos Saulė įkaista iki 15 milijonų laipsnių Celsijaus (jos vidinėje dalyje).

Saulės paviršiuje (fotosferoje) temperatūra siekia 5500 °C. Ant šio paviršiaus Saulė skleidžia 63 MW/m² energiją. Tik nedidelė šios spinduliuotės dalis pasiekia Žemės paviršių, o tai leidžia žmonijai patogiai egzistuoti mūsų planetoje. Vidutinis spinduliuotės intensyvumas Žemės atmosferoje yra apie 1367 W/m². Ši vertė gali svyruoti 5% diapazone dėl to, kad, judant elipsine orbita, Žemė per metus nutolsta nuo Saulės skirtingais atstumais. 1367 W/m² vertė vadinama saulės konstanta.

Saulės energija Žemės paviršiuje

Žemės atmosfera ne viską leidžia saulės energija. Žemės paviršius siekia ne daugiau kaip 1000 W/m2. Dalis energijos sugeriama, dalis atsispindi atmosferos sluoksniuose ir debesyse. Atmosferos sluoksniuose yra išsklaidytas didelis kiekis radiacijos, todėl susidaro išsklaidyta spinduliuotė (difuzinė). Žemės paviršiuje dalis spinduliuotės taip pat atsispindi ir virsta išsklaidyta spinduliuote. Išsklaidytos ir tiesioginės spinduliuotės suma vadinama visa saulės spinduliuote. Išsklaidyta spinduliuotė gali svyruoti nuo 20 iki 60%.

Žemės paviršių pasiekiančios energijos kiekiui įtakos turi ir geografinė platuma bei metų laikas. Mūsų planetos ašis, einanti per ašigalius, yra pasvirusi 23,5°, palyginti su jos orbitos aplink Saulę. Tarp kovo mėn

iki rugsėjo mėnesio patenka daugiau saulės šviesos Šiaurės pusrutulis, likusį laiką – Yuzhnoe. Todėl vasaros ir žiemos dienos trukmė skiriasi. Teritorijos platuma turi įtakos trukmei dienos šviesos valandos. Kuo toliau į šiaurę, tuo ilgiau vasaros laikas ir atvirkščiai.

Saulės evoliucija

Manoma, kad Saulė gimė suslėgtų dujų ir dulkių ūke. Yra mažiausiai dvi teorijos apie tai, kas sukėlė pradinį ūko susitraukimą. Pagal vieną iš jų daroma prielaida, kad viena iš mūsų galaktikos spiralinių atšakų per mūsų kosmoso sritį praėjo maždaug prieš 5 milijardus metų. Tai gali sukelti nedidelį suspaudimą ir lemti svorio centrų susidarymą dujų ir dulkių debesyje. Iš tiesų, dabar matome gana daug jaunų žvaigždžių ir švytinčių dujų debesų palei spiralines šakas. Kita teorija rodo, kad kažkur netoliese (žinoma, Visatos mastu) sprogo senovinė didžiulė supernova. Gauta smūginė banga gali būti pakankamai stipri, kad pradėtų žvaigždžių formavimąsi „mūsų“ dujų ir dulkių ūke. Šią teoriją patvirtina tai, kad meteoritus tyrinėjantys mokslininkai atrado gana daug elementų, kurie galėjo susidaryti supernovos sprogimo metu.

Be to, kai tokia didžiulė masė (2 * 1030 kg) buvo suspausta veikiama gravitacinių jėgų, ji vidiniu slėgiu stipriai įkaisdavo iki temperatūros, kuriai esant jos centre galėjo prasidėti termobranduolinės reakcijos. Centrinėje dalyje Saulės temperatūra siekia 15 000 000 K, o slėgis siekia šimtus milijardų atmosferų. Taip buvo uždegta naujagimė žvaigždė (nepainioti su naujomis žvaigždėmis).

Saulė savo gyvavimo pradžioje daugiausia buvo sudaryta iš vandenilio. Tai vandenilis metu termobranduolinės reakcijos virsta heliu, išskirdamas Saulės skleidžiamą energiją. Saulė priklauso žvaigždžių tipui, vadinamai geltonąja nykštuke. Tai žvaigždė pagrindinė seka ir priklauso spektrinei klasei G2. Vienišos žvaigždės masė gana aiškiai lemia jos likimą. Per savo gyvavimo laiką (~5 mlrd. metų) mūsų žvaigždės centre, kur temperatūra gana aukšta, sudegė apie pusė viso ten esančio vandenilio. Maždaug tiek pat laiko, 5 milijardus metų, Saulė liko gyventi tokia forma, prie kurios esame įpratę.

Kai vandenilis žvaigždės centre baigsis, Saulė padidės ir taps raudona milžine. Tai turės dramatišką poveikį Žemei: kils temperatūra, užvirs vandenynai, gyvybė taps neįmanoma. Tada, visiškai išnaudojusi „kurą“ ir nebeturėdama jėgų išlaikyti išorinių raudonojo milžino sluoksnių, mūsų žvaigždė baigs savo gyvenimą kaip balta nykštukė, džiugindama nežinomus būsimos novos nežemiškus astronomus. planetinis ūkas, kurio forma dėl planetų įtakos gali pasirodyti labai keista.

Saulės mirtis laikui bėgant

• Vos per 1,1 milijardo metų žvaigždė padidins savo ryškumą 10%, o tai sukels stiprų Žemės įkaitimą.
• Per 3,5 milijardo metų ryškumas padidės 40%. Vandenynai pradės garuoti ir visa gyvybė Žemėje pasibaigs.
• Po 5,4 milijardo metų žvaigždės šerdyje baigsis kuras – vandenilis. Saulė pradės didėti dėl išorinio apvalkalo retėjimo ir šerdies įkaitimo.
• Po 7,7 milijardo metų mūsų žvaigždė pavirs raudonuoju milžinu, nes padidės 200 kartų dėl to Merkurijaus planeta bus absorbuojama.
• Pabaigoje, po 7,9 milijardo metų, išoriniai žvaigždės sluoksniai bus tokie ploni, kad suirs į ūką, o buvusios Saulės centre atsiras nedidelis objektas – baltoji nykštukė. Taip mūsų egzistavimas baigsis saulės sistema. Visi statybiniai elementai, likę po griūties, nebus prarasti, jie taps naujų žvaigždžių ir planetų gimimo pagrindu.

1. Labiausiai paplitusios žvaigždės visatoje yra raudonosios nykštukės. Taip yra daugiausia dėl mažos jų masės, kuri leidžia jiems gyventi labai ilgai, kol jie tampa baltaisiais nykštukais.
2. Beveik visos visatos žvaigždės turi tą patį cheminė sudėtis o branduolių sintezės reakcija vyksta kiekvienoje žvaigždėje ir yra beveik identiška, nulemta tik kuro tiekimo.
3. Kaip žinome, kaip ir baltoji nykštukė, neutroninės žvaigždės yra vienas iš paskutinių žvaigždžių evoliucijos procesų, daugiausia atsirandančių po supernovos sprogimo. Anksčiau dažnai būdavo sunku atskirti baltąją nykštuką nuo neutroninės žvaigždės, tačiau dabar teleskopais besinaudojantys mokslininkai aptiko jų skirtumų. Aplink save susirenka neutroninė žvaigždė daugiau šviesos ir tai lengva pamatyti infraraudonųjų spindulių teleskopais. Aštunta vieta tarp įdomių faktų apie žvaigždes.
4. Dėl neįtikėtinos masės, pasak bendroji teorija Remiantis Einšteino reliatyvumo teorija, juodoji skylė iš tikrųjų yra erdvės posūkis, dėl kurio viskas, kas yra jos gravitaciniame lauke, yra stumiama link jos. Juodosios skylės gravitacinis laukas yra toks stiprus, kad net šviesa negali iš jos ištrūkti.
5. Kiek žinoma, žvaigždei pasibaigus kurui, žvaigždė gali išaugti daugiau nei 1000 kartų, tada virsta balta nykštuke ir dėl reakcijos greičio sprogsta. Ši reakcija geriau žinoma kaip supernova. Mokslininkai teigia, kad dėl šio ilgo proceso susidaro tokios paslaptingos juodosios skylės.
6. Daugelis žvaigždžių, kurias matome naktiniame danguje, gali atrodyti kaip tik vienas šviesos žvilgsnis. Tačiau taip būna ne visada. Dauguma žvaigždžių, kurias matome danguje, iš tikrųjų yra dvi žvaigždžių sistemos, arba dvejetainių žvaigždžių sistemos. Jie tiesiog neįsivaizduojamai toli ir mums atrodo, kad matome tik vieną šviesos dėmelį.
7. Žvaigždės, kurių gyvenimo trukmė yra trumpiausia, yra didžiausios. Jie atstovauja didelę masę cheminių medžiagų ir paprastai degina kurą daug greičiau.
8. Nepaisant to, kad kartais mums atrodo, kad Saulė ir žvaigždės mirksi, iš tikrųjų taip nėra. Mirgėjimo efektas yra tik žvaigždės šviesa, kuri šiuo metu praeina per Žemės atmosferą, bet dar nepasiekė mūsų akių. Trečia vieta tarp įdomiausių faktų apie žvaigždes.
9. Atstumai, kurių reikia norint įvertinti, kaip toli yra žvaigždė, yra neįsivaizduojamai dideli. Panagrinėkime pavyzdį: arčiausiai žemės esanti žvaigždė yra nutolusi maždaug 4,2 šviesmečio, o patekti į ją net greičiausiame laive prireiks apie 70 000 metų.
10. Šalčiausias garsioji žvaigždė, tai rudasis nykštukas „CFBDSIR 1458+10B“, kurio temperatūra tik apie 100 °C. Karščiausios žinomos žvaigždės, Paukščių Tako mėlynojo supermilžino, vadinamo Zeta Puppis, temperatūra viršija 42 000 °C.

Saulės energija yra gyvybės šaltinis mūsų planetoje. Saulė šildo atmosferą ir Žemės paviršių. Saulės energijos dėka pučia vėjai, gamtoje vyksta vandens ciklas, įkaista jūros ir vandenynai, vystosi augalai, gyvūnai turi maisto (žr. 1.1 pav.). Būtent saulės spinduliuotės dėka Žemėje egzistuoja iškastinis kuras.

1.1 pav. Saulės spinduliuotės įtaka Žemei

Saulės energiją galima paversti šiluma arba šalčiu, varomoji jėga ir elektra. Pagrindinis energijos šaltinis beveik visiems natūraliems Žemės paviršiuje ir atmosferoje vykstantiems procesams yra energija, patenkanti į Žemę iš Saulės saulės spinduliuotės pavidalu.

1.2 paveiksle pateikta klasifikavimo schema, kuri atspindi procesus, vykstančius Žemės paviršiuje ir jos atmosferoje veikiant saulės spinduliuotei.

Tiesioginio saulės aktyvumo rezultatai yra šiluminis efektas ir fotoelektrinis efektas, dėl kurių Žemė gauna šiluminę energiją ir šviesą. Netiesioginės Saulės veiklos rezultatai – atitinkami poveikiai atmosferoje, hidrosferoje ir geosferoje, sukeliantys vėjo ir bangų atsiradimą, lemiantys upių tėkmę, sukuriantys sąlygas išsaugoti vidinę Žemės šilumą.

1.2 pav. Atsinaujinančių energijos šaltinių klasifikacija

Saulė yra dujinis rutulys, kurio spindulys 695 300 km, 109 kartus didesnis už spindulįŽemė, kurios spinduliuojančio paviršiaus temperatūra yra apie 6000°C. Saulės viduje temperatūra siekia 40 milijonų °C.

1.3 paveiksle pavaizduota Saulės sandaros schema. Saulė yra milžiniškas „termobranduolinis reaktorius“, veikiantis vandeniliu ir kas sekundę lydantis 564 milijonus tonų vandenilio į 560 milijonų tonų helio. Keturių milijonų tonų masės praradimas lygus 9:1-10 9 GW h energijos (1 GW lygus 1 mln. kW). Per vieną sekundę pagaminama daugiau energijos nei šeši milijardai atominių elektrinių galėtų pagaminti per metus. Apsauginio atmosferos apvalkalo dėka tik dalis šios energijos pasiekia Žemės paviršių.

Atstumas tarp Žemės centrų ir Saulės yra vidutiniškai 1,496 * 10 8 km.

Kasmet Saulėį Žemę siunčia apie 1,6 10 18 kW h spinduliavimo energijos arba 1,3 * 10 24 cal šilumos. Tai yra 20 tūkstančių kartų daugiau nei dabartinis pasaulinis energijos suvartojimas. Įnašas SaulėŽemės rutulio energijos balansas yra 5000 kartų didesnis nei bendras visų kitų šaltinių indėlis.

Tokio šilumos kiekio pakaktų ištirpdyti 35 m storio ledo dangos sluoksnį žemės paviršiaus 0°C temperatūroje.

Palyginti su saulės spinduliuote, visi kiti Žemę pasiekiantys energijos šaltiniai yra nereikšmingi. Taigi žvaigždžių energija yra šimta milijonų saulės energijos; kosminė spinduliuotė – dvi dalys milijardui. Vidinė šiluma, patenkanti iš Žemės gelmių į jos paviršių, yra viena dešimtoji tūkstantoji saulės energijos.

1.3 pav. – Saulės sandaros diagrama

Taigi. Saulė yra beveik vienintelis šiluminės energijos šaltinis Žemėje.

Saulės centre yra saulės šerdis (žr. 1.4 pav.). Fotosfera yra matomas Saulės paviršius, kuris yra pagrindinis spinduliuotės šaltinis. Saulę supa saulės vainikas, kuris turi labai aukšta temperatūra, tačiau jis yra itin retas, todėl plika akimi matomas tik visiško saulės užtemimo laikotarpiais.

Matomas Saulės paviršius, skleidžiantis spinduliuotę, vadinamas fotosfera (šviesos sfera). Jį sudaro karšti įvairių cheminių elementų garai jonizuotoje būsenoje.

Virš fotosferos yra šviečianti, beveik skaidri Saulės atmosfera, susidedanti iš išretintų dujų, vadinama chromosfera.

Virš chromosferos yra išorinis Saulės apvalkalas, vadinamas korona.

Dujos, sudarančios Saulę, yra nuolatinio smurtinio (intensyvaus) judėjimo būsenoje, dėl ko atsiranda vadinamųjų. saulės dėmės, fakelai ir iškilimai.

Saulės dėmės – tai dideli piltuvėliai, susidarę dėl dujų masių sūkurinių judėjimų, kurių greitis siekia 1-2 km/s. Dėmių temperatūra yra 1500°C žemesnė už Saulės temperatūrą ir yra apie 4500°C. Saulės dėmių skaičius kiekvienais metais skiriasi ir trunka apie 11 metų.

1.4 pav. Saulės sandara

Saulės fakelai yra saulės energijos išmetimas, o iškilimai – milžiniški sprogimai Saulės chromosferoje, pasiekiantys iki 2 mln. km aukštį.

Stebėjimai parodė, kad didėjant saulės dėmių skaičiui, didėja fakulų ir iškilimų skaičius ir atitinkamai didėja saulės aktyvumas.

Didėjant saulės aktyvumui Žemėje, magnetinės audros, kurios turi neigiamos įtakos telefono, telegrafo ir radijo ryšiams bei gyvenimo sąlygoms. Auroros padidėjimas yra susijęs su tuo pačiu reiškiniu.

Pažymėtina, kad saulės dėmių daugėjimo laikotarpiu pirmiausia padidėja saulės spinduliuotės intensyvumas, o tai susiję su bendru saulės aktyvumo padidėjimu pradinis laikotarpis, o tada saulės spinduliuotė mažėja, nes didėja saulės dėmių plotas, kurio temperatūra yra 1500° žemesnė už fotosferos temperatūrą.

Meteorologijos dalis, tirianti saulės spinduliuotės poveikį Žemei ir atmosferoje, vadinama aktinometrija.

Atliekant aktinometrinį darbą, būtina žinoti Saulės padėtį dangaus skliaute. Ši padėtis nustatoma pagal Saulės aukštį arba azimutą.

Saulės aukštis jis vadinamas kampiniu atstumu nuo Saulės iki horizonto, tai yra kampu tarp krypties į Saulę ir horizonto plokštumos.

Kampinis Saulės atstumas nuo zenito, tai yra nuo jos vertikalios krypties, vadinamas azimuto arba zenito atstumu.

Yra ryšys tarp aukščio ir zenito atstumo

(1.1)

Saulės azimutas nustatomas retai, tik specialiems darbams.

Saulės aukštis virš horizonto nustatomas pagal formulę:

Kur - stebėjimo vietos platuma;

- Saulės deklinacija – deklinacijos apskritimo nuo pusiaujo iki Saulės lankas, kuris apskaičiuojamas priklausomai nuo Saulės padėties abiejose pusiaujo pusėse nuo 0 iki ±90°;

t - Saulės valandų kampas arba tikrasis saulės laikas laipsniais.

Saulės deklinacijos vertė kiekvienai dienai pateikiama astronominiuose žinynuose per ilgą laikotarpį.

Naudodami formulę (1.2) galite apskaičiuoti bet kuriuo metu t saulės aukštis jis arba tam tikrame aukštyje hc nustatyti laiką, kada Saulė yra tam tikrame aukštyje.

Didžiausias Saulės aukštis vidurdienį įvairiomis metų dienomis apskaičiuojamas pagal formulę:

(1.3)

Gyvybę teikiantys spinduliai.

Saulė skleidžia trijų tipų ultravioletinius spindulius. Kiekvienas iš šių tipų skirtingai veikia odą.

Daugelis iš mūsų jaučiasi sveikesni ir sveikesni praleidę laiką paplūdimyje. pilnas gyvybės. Gyvybę teikiančių spindulių dėka odoje susidaro vitaminas D, kuris būtinas pilnam kalcio pasisavinimui. Tačiau jie turi tik teigiamą poveikį organizmui mažomis dozėmis saulės spinduliuotės.

Tačiau stipriai įdegusi oda vis dar yra pažeista ir dėl to ankstyvas senėjimas bei didelė rizika odos vėžio vystymasis.

Saulės šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė. Be matomo spinduliuotės spektro, jame yra ultravioletinės spinduliuotės, kuri iš tikrųjų yra atsakinga už įdegį. Ultravioletinė šviesa skatina melanocitų pigmentinių ląstelių gebėjimą gaminti daugiau melanino, kuris atlieka apsauginę funkciją.

UV spindulių tipai.

Yra trys ultravioletinių spindulių tipai, kurie skiriasi bangos ilgiu. Ultravioletinė spinduliuotė gali prasiskverbti per odos epidermį į gilesnius sluoksnius. Tai suaktyvina naujų ląstelių ir keratino gamybą, todėl oda tampa stangresnė, šiurkštesnė. Į dermą prasiskverbiantys saulės spinduliai sunaikina kolageną ir keičia odos storį bei tekstūrą.

Ultravioletiniai spinduliai A.

Šie spinduliai turi daugiausia žemas lygis radiacija. Anksčiau buvo manoma, kad jie yra nekenksmingi, tačiau dabar įrodyta, kad taip nėra. Šių spindulių lygis išlieka beveik pastovus visą dieną ir metus. Jie net prasiskverbia per stiklą.

UV A spinduliai prasiskverbia pro odos sluoksnius, pasiekia dermą, pažeidžia odos pagrindą ir struktūrą, naikina kolageno ir elastino skaidulas.

A spinduliai skatina raukšlių atsiradimą, mažina odos elastingumą, pagreitina ankstyvo senėjimo požymių atsiradimą, silpnina odos apsauginę sistemą, todėl ji tampa imlesnė infekcijoms ir galbūt vėžiui.

Ultravioletiniai spinduliai B.

Šio tipo spindulius saulė skleidžia tik val tam tikrus laikus metų ir paros valandų. Priklausomai nuo oro temperatūros ir geografinė platuma jie dažniausiai patenka į atmosferą nuo 10 iki 16 val.

UVB spinduliai daro rimtesnę žalą odai, nes sąveikauja su odos ląstelėse esančiomis DNR molekulėmis. B spinduliai pažeidžia epidermį ir sukelia saulės nudegimą. B spinduliai pažeidžia epidermį ir sukelia saulės nudegimą. Šio tipo spinduliuotė padidina laisvųjų radikalų aktyvumą, kurie silpnina natūralią odos apsaugos sistemą.

Ultravioletiniai B spinduliai skatina įdegį ir sukelia saulės nudegimus, skatina priešlaikinį senėjimą ir tamsių pigmentinių dėmių atsiradimą, šiurkština odą, pagreitina raukšlių atsiradimą, gali išprovokuoti ikivėžinių ligų ir odos vėžio vystymąsi.

Fizinių ir matematikos mokslų kandidatas E. LOZOVSKAJA.

Prasidėjus šiltiems orams vasaros dienas Mus tiesiog traukia kaitintis saulėje. Saulės šviesa gerina nuotaiką, skatina gyvybiškai svarbaus vitamino D susidarymą odoje, bet kartu, deja, prisideda prie raukšlių atsiradimo ir didina riziką susirgti odos vėžiu. Nemaža dalis tiek naudingo, tiek žalingo poveikio siejama su ta žmogaus akiai nematoma saulės spinduliuotės dalimi – ultravioletiniais spinduliais.

Elektromagnetinės spinduliuotės spektras ir saulės spektras. Riba tarp ultravioletinių B ir C atitinka žemės atmosferos pralaidumą.

Ultravioletinė spinduliuotė daro įvairią žalą gyvų organizmų DNR molekulėms.

Ultravioletinės spinduliuotės B intensyvumas skiriasi priklausomai nuo platumos ir metų laiko.

Medvilniniai drabužiai užtikrina gerą UV apsaugą.

Saulė yra pagrindinis mūsų planetos energijos šaltinis, o ši energija ateina spinduliuotės – infraraudonųjų, matomų ir ultravioletinių – pavidalu. Ultravioletinė sritis yra už matomo spektro trumposios bangos ribos. Kada mes kalbame apie Kalbant apie poveikį gyviems organizmams, ultravioletiniame saulės spektre paprastai išskiriamos trys sritys: ultravioletinis A (UV-A; 320-400 nanometrų), ultravioletinis B (UV-B; 290-320 nm) ir ultravioletinis C (UV). -C; 200-290 nm). Šis skirstymas gana savavališkas: riba tarp UV-B ir UV-C buvo parinkta atsižvelgiant į tai, kad šviesa, kurios bangos ilgis mažesnis nei 290 nm, nepasiekia Žemės paviršiaus, nes žemės atmosfera dėl deguonies ir ozono veikia kaip efektyvus natūralios šviesos filtras. Riba tarp UVB ir UVA pagrįsta tuo, kad trumpesnė nei 320 nm spinduliuotė sukelia daug sunkesnę eritemą (odos paraudimą) nei šviesa 320–400 nm diapazone.

Spektrinė kompozicija saulės šviesa labai priklauso nuo metų laiko, oro, platumos ir aukščio virš jūros lygio. Pavyzdžiui, kuo toliau nuo pusiaujo, tuo labiau trumpųjų bangų riba pasislenka į šoną ilgos bangos, nes šiuo atveju šviesa patenka į paviršių įstrižu kampu ir atmosferoje nukeliauja didesnį atstumą, vadinasi, ji yra stipriau sugeriama. Trumpųjų bangų ribos padėtį taip pat veikia ozono sluoksnio storis, todėl pagal " ozono skylės„Žemės paviršių pasiekia daugiau ultravioletinių spindulių.

Vidurdienį 300 nm bangos ilgio spinduliuotės intensyvumas yra 10 kartų didesnis nei prieš tris valandas arba po trijų valandų. Debesys išsklaido ultravioletinę šviesą, tačiau tik tamsūs debesys gali ją visiškai užblokuoti. Ultravioletiniai spinduliai gerai atsispindi nuo smėlio (iki 25%) ir sniego (iki 80%), blogiau nuo vandens (mažiau nei 7%). Ultravioletinis srautas didėja didėjant aukščiui, maždaug 6% su kiekvienu kilometru. Atitinkamai, vietose, esančiose žemiau jūros lygio (pavyzdžiui, prie kranto Negyvoji jūra), spinduliuotės intensyvumas yra mažesnis.

GYVENIMAS PO SAULE

Be šviesos gyvybė Žemėje negalėtų egzistuoti. Augalai naudoja saulės energiją, kaupia ją fotosintezės būdu ir per maistą aprūpina energiją visais kitais gyviais. Šviesa suteikia žmonėms ir kitiems gyvūnams galimybę matyti. mus supantį pasaulį, reguliuoja biologiniai ritmai kūno.

Šį linksmą vaizdą šiek tiek apsunkina ultravioletinė šviesa, nes jos energijos pakanka rimtai pažeisti DNR. Mokslininkai skaičiuoja daugiau nei dvi dešimtis skirtingų ligų, kurios atsiranda arba paūmėja veikiant saulės šviesai, įskaitant pigmentinę kserodermiją, plokščialąstelinį odos vėžį, bazinių ląstelių karcinomą, melanomą ir kataraktą.

Žinoma, evoliucijos procese mūsų organizmas sukūrė apsaugos nuo ultravioletinių spindulių mechanizmus. Pirmoji kliūtis, kuri gali blokuoti pavojinga radiacija prieiga prie kūno – oda. Beveik visa ultravioletinė spinduliuotė sugeriama epidermyje, 0,07-0,12 mm storio išoriniame odos sluoksnyje. Jautrumą šviesai daugiausia lemia paveldėtas organizmo gebėjimas gaminti melaniną – tamsų pigmentą, kuris sugeria šviesą epidermyje ir taip apsaugo gilesnius odos sluoksnius nuo fotopažeidimų. Melaniną gamina specialios odos ląstelės – melanocitai. Ultravioletinė spinduliuotė skatina melanino gamybą. Šis biologinis pigmentas intensyviausiai susidaro švitinimo metu UV-B šviesa diapazonas. Tiesa, poveikis pasireiškia ne iš karto, o praėjus 2-3 dienoms po buvimo saulėje, tačiau jis išlieka 2-3 savaites. Tuo pačiu metu pagreitėja melanocitų dalijimasis, daugėja melanosomų (granulių, kuriose yra melanino), didėja jų dydis. UV-A šviesa taip pat gali sukelti įdegį, tačiau ji yra silpnesnė ir mažiau patvari, nes melanosomų skaičius nepadidėja, o vyksta tik melanino pirmtako fotocheminė oksidacija į melaniną.

Pagal jautrumą saulės šviesai yra šeši odos tipai. I tipo oda labai šviesi, lengvai dega ir visai neįdega. II tipo oda lengvai nudega ir įgauna nedidelį įdegį. Oda III tipas greitai įdega ir mažiau dega. IV tipo oda yra dar atsparesnė saulės žalai. V ir VI odos tipai yra natūraliai tamsios (pavyzdžiui, Australijos ir Afrikos vietinių gyventojų) ir beveik neveikia žalingo saulės poveikio. Negroidų rasės atstovų rizika susirgti nemelanominiu odos vėžiu yra 100 kartų mažesnė, o melanomos rizika – 10 kartų mažesnė nei europiečių.

Žmonės su labai šviesia oda yra labiausiai pažeidžiami ultravioletinių spindulių. Juose net trumpalaikis buvimas ryškioje saulėje sukelia eritemą – odos paraudimą. Daugiausia atsakinga už eritemos atsiradimą UV-B spinduliuotė. Kaip ultravioletinės spinduliuotės poveikio organizmui matas, dažnai naudojama tokia sąvoka kaip minimali eriteminė dozė (MED), ty tokia, kai akies pastebimas nedidelis paraudimas. Tiesą sakant, MED reikšmė skiriasi ne tik tarp skirtingų žmonių, bet ir vieno žmogaus skirtingose ​​kūno vietose. Pavyzdžiui, balto, neįdegusio žmogaus pilvo odai MED reikšmė yra apie 200 J/m 2, o ant kojų – daugiau nei tris kartus. Eritema paprastai atsiranda praėjus kelioms valandoms po švitinimo. Sunkiais atvejais išsivysto tikras saulės nudegimas su pūslelėmis.

Kokios epidermyje esančios medžiagos, be melanino, sugeria ultravioletinę spinduliuotę? Nukleino rūgštys, aminorūgštys triptofanas ir tirozinas, urokano rūgštis. Pavojingiausia žala organizmui nukleino rūgštys. Veikiant šviesai UV-B diapazone, dėl kovalentinių ryšių tarp gretimų pirimidino (citozino arba timino) bazių susidaro dimerai. Kadangi pirimidino dimerai netelpa į dvigubą spiralę, ši DNR dalis praranda gebėjimą atlikti savo funkcijas. Jei pažeidimas nedidelis, specialūs fermentai išpjauna defektuotą vietą (o tai dar vienas gana efektyvus gynybos mechanizmas). Tačiau, jei žala yra didesnė nei ląstelės gebėjimas taisytis, ląstelė miršta. Išoriškai tai pasireiškia tuo, kad nudegusi oda „nusilupa“. DNR pažeidimas gali sukelti mutacijas ir, atitinkamai, iki vėžio ligos. Taip pat atsiranda ir kitų molekulių pažeidimų, pavyzdžiui, susidaro DNR kryžminiai ryšiai su baltymais. Beje, matoma šviesa padeda išgydyti nukleino rūgščių pažeidimus (šis reiškinys vadinamas fotoreaktyvacija). Užkirsti kelią pavojingų pasekmių Fotochemines reakcijas padeda organizme esantys antioksidantai.

Dar viena pasekmė ultravioletinis švitinimas- imuniteto slopinimas. Ši reakcija gali būti skirta sumažinti saulės nudegimo sukeltą uždegimą, tačiau ji taip pat gali sumažinti atsparumą infekcijai. Imuniteto slopinimo signalas yra urokano rūgšties ir DNR fotocheminės reakcijos.

Įdegio mada – PRAMONĖS VISUOMENĖS SIMBOLIS

Ilgą laiką buvo laikoma balta oda išskirtinis bruožas kilnus ir turtingas: iš karto buvo aišku, kad jo savininkams lauke dirbti nereikia nuo ryto iki vakaro. Tačiau dvidešimtajame amžiuje viskas pasikeitė, vargšai dabar ištisas dienas praleido gamyklose, o turtingieji galėjo sau leisti atsipalaiduoti grynas oras

, prie jūros, demonstruojantis gražų auksinį įdegį. Po Antrojo pasaulinio karo įdegio mada paplito; Įdegusi oda imta laikyti ne tik turto, bet ir puikios sveikatos ženklu. Išaugo turizmo industrija, siūlanti atostogas prie jūros bet kuriuo metų laiku. Tačiau praėjo šiek tiek laiko, ir gydytojai paspaudė pavojaus signalą: paaiškėjo, kad odos vėžiu sergamumas tarp įdegių išaugo kelis kartus. O kaip gelbėjimo priemonę visų be išimties buvo prašoma naudoti kremus nuo saulės ir losjonus, kuriuose yra ultravioletinę spinduliuotę atspindinčių ar sugeriančių medžiagų. Yra žinoma, kad dar Kolumbo laikais indėnai dažydavosi raudonai, kad apsisaugotų nuo saulės. Galbūt senovės graikai ir romėnai naudojo smėlio mišinį ir augalinis aliejus

nes smėlis atspindėjo saulės spindulius. Cheminės apsaugos nuo saulės priemonės buvo pradėtos naudoti praėjusio amžiaus 20-ajame dešimtmetyje, kai para-aminobenzenkarboksirūgštis (PABA) buvo patentuota kaip apsaugos nuo saulės priemonė. Tačiau ištirpo vandenyje, tad po maudynių dingo apsauginis poveikis, taip pat sudirgino odą. Aštuntajame dešimtmetyje PABA buvo pakeistas jo esteriais, kurie beveik netirpsta vandenyje ir nesukelia stipraus dirginimo. Tikrasis bumas apsaugos nuo saulės kosmetikos srityje prasidėjo devintajame dešimtmetyje. Ultravioletinius spindulius sugeriančios medžiagos (kosmetologijoje jos vadinamos „UV filtrais“) pradėtos dėti ne tik į specialius „paplūdimio“ kremus, bet ir į beveik visas dieniniam naudojimui skirtas kosmetikos priemones: kremą, skystą pudrą, lūpų dažus. Pagal veikimo principą UV filtrai gali būti suskirstyti į dvi grupes: šviesą atspindinčius („fizinius“) ir sugeriančius („cheminius“). Atspindinčios priemonės apimaįvairių rūšių

Natūralu, kad kosmetikos gamintojus labiau traukė skaidrūs ir labai tirpūs „cheminiai“ UV filtrai (fotochemijoje žinomi kaip UV absorberiai). Tai jau minėtas PABA ir jo esteriai (šiais laikais jie beveik nenaudojami, nes yra informacijos, kad jie skyla į mutagenus), salicilatai, cinamono rūgšties dariniai (cinamatai), antranilo esteriai, hidroksibenzofenonai. UV absorberio veikimo principas yra tas, kad, sugėrusi ultravioletinį kvantą, jo molekulė pakeičia savo vidinę struktūrą ir šviesos energiją paverčia šiluma. Veiksmingiausi ir šviesai atspariausi UV absorberiai veikia per intramolekulinį protonų perdavimo ciklą.

Dauguma UV absorbentų sugeria šviesą tik UV-B srityje. Paprastai kremuose nuo saulės yra ne vienas UV filtras, o keli – tiek fiziniai, tiek cheminiai. Bendras turinys UV filtrai gali viršyti 15 proc.

Apsauginiam kremų, losjonų ir kitų kosmetikos gaminių efektyvumui apibūdinti pradėtas naudoti vadinamasis apsaugos nuo saulės faktorius (angliškai „sun protection factor“, arba SPF). Pirmą kartą SPF idėją 1962 metais pasiūlė austrų mokslininkas Franzas Greiteris, o perėmė kosmetikos ir farmacijos pramonės atstovai. Apsaugos nuo saulės faktorius apibrėžiamas kaip minimalios ultravioletinės spinduliuotės dozės, reikalingos eritemai sukelti, kai yra veikiama apsaugotos odos, ir dozės, sukeliančios tokį patį poveikį neapsaugotai odai, santykis. Plačiai paplito toks aiškinimas: jei be apsaugos nusidegi per 20 minučių, tai išsitepus odą kremu, kurio apsauginis faktorius, tarkime, 15, nudegsi tik pabuvęs saulėje 15 kartų ilgiau, kad. yra po 5 val.

KLAIDINGAS APSAUGOS JAUSMAS

Atrodytų, ultravioletinių spindulių problemos sprendimas rastas. Tačiau iš tikrųjų viskas nėra taip paprasta. Mokslinėje literatūroje ėmė atsirasti pranešimų, kad žmonėms, kurie reguliariai naudoja kremus nuo saulės, sergamumas tokiomis odos vėžio rūšimis kaip melanoma ir bazalioma ne tik nesumažėjo, bet iš tikrųjų padidėjo. Dėl šio nerimą keliančio fakto buvo pasiūlyta keletas paaiškinimų.

Pirma, mokslininkai teigė, kad vartotojai netinkamai naudojo apsaugos nuo saulės priemones. Testuojant kremus, įprasta odą tepti 2 mg kremo 1 cm 2. Bet, kaip parodė tyrimai, žmonės dažnai tepa plonesnį sluoksnį, 2-4 kartus mažiau, atitinkamai mažėja apsaugos faktorius. Be to, kremai ir losjonai iš dalies nuplaunami vandeniu, pavyzdžiui, maudymosi metu.

Buvo ir kitas paaiškinimas. Kaip minėta, dauguma cheminių UV absorbentų (ir jie yra plačiausiai naudojami kosmetikoje) sugeria šviesą tik UV-B srityje, neleidžiant vystytis saulės nudegimas. Tačiau, remiantis kai kuriais duomenimis, melanoma atsiranda veikiant UV-A spinduliuotei. Blokuodami UV-B spinduliuotę kremai nuo saulės blokuoja natūralų įspėjamąjį odos paraudimo signalą, sulėtina apsauginio įdegio formavimąsi, todėl UVA srityje žmogus gauna perteklinę dozę, kuri gali sukelti vėžį.

Apklausos rezultatai rodo, kad tie, kurie naudoja kremus su didesniu apsaugos nuo saulės faktoriumi, daugiau laiko praleidžia saulėje, o tai reiškia, kad jie patys nesąmoningai rizikuoja.

Reikia nepamiršti, kad cheminių medžiagų mišinys, kuris yra apsauginių kremų dalis, ilgai veikiamas ultravioletinių spindulių, gali tapti laisvųjų radikalų šaltiniu – biomolekulių oksidacijos iniciatoriais. Kai kurie UV filtrai gali būti toksiški arba sukelti alergiją.

„SAULĖS“ VITAMINAS

Metas prisiminti, kad be daugybės neigiamų ultravioletinių spindulių poveikio, yra ir teigiamų. Ir labiausiai ryškus pavyzdys- vitamino D 3 fotosintezė.

Epidermyje yra gana daug 7-dihidrocholesterolio, vitamino D 3 pirmtako. Švitinimas UV-B šviesa sukelia reakcijų grandinę, dėl kurios gaminasi cholekalciferolis (vitaminas D 3), kuris dar nėra aktyvus. Ši medžiaga jungiasi su vienu iš kraujo baltymų ir pernešama į inkstus. Ten jis virsta aktyvi forma vitaminas D 3 – 1,25-dihidroksicholekalciferolis. Vitaminas D 3 yra būtinas kalcio absorbcijai plonoji žarna, normali fosforo-kalcio apykaita ir kaulų formavimasis su jo trūkumu, vystosi vaikai rimta liga- rachitas.

Po viso kūno švitinimo 1 MED doze vitamino D 3 koncentracija kraujyje padidėja 10 kartų ir po savaitės grįžta į buvusį lygį. Apsauginių kremų nuo saulės naudojimas stabdo vitamino D 3 sintezę odoje. Jo sintezei reikalingos dozės yra nedidelės. Manoma, kad pakanka kiekvieną dieną praleisti saulėje apie 15 minučių, kad veidą ir rankas apšviestų saulės spinduliai. Bendra metinė dozė, reikalinga vitamino D 3 lygiui palaikyti, yra 55 MED.

Lėtinis vitamino D3 trūkumas sukelia silpnumą kaulinis audinys. Rizikos grupėje gyvena juodaodžiai vaikai šiaurės šalys, ir vyresnio amžiaus žmonės, mažai laiko praleidžiantys lauke. Kai kurie mokslininkai mano, kad vėžio atvejų padidėjimas naudojant apsauginius kremus nuo saulės atsiranda dėl vitamino D 3 sintezės blokavimo. Gali būti, kad jo trūkumas padidina gaubtinės žarnos ir krūties vėžio riziką.

Kitas naudingas ultravioletinių spindulių poveikis daugiausia susijęs su medicina. Ultravioletinė šviesa naudojama tokioms ligoms kaip psoriazė, egzema ir pityriasis rosea gydyti. Danų gydytojas Nielsas Finsenas gavo apdovanojimą 1903 m Nobelio premija ultravioletinių spindulių naudojimui gydant odos tuberkuliozę. Kraujo švitinimo ultravioletiniais spinduliais metodas dabar sėkmingai taikomas uždegiminėms ir kitoms ligoms gydyti.

ŠIAUDINĖ SAULĖS SKEBRUOTĖ

Klausimas, ar ultravioletinė šviesa yra naudinga ar žalinga, neturi aiškaus atsakymo: taip ir ne. Daug kas priklauso nuo dozės, spektrinės sudėties ir organizmo savybių. Perteklinė ultravioletinė spinduliuotė tikrai pavojinga, tačiau negalima visiškai pasikliauti apsauginiais kremais. Reikia daugiau tyrimų, siekiant nustatyti, kokiu mastu apsaugos nuo saulės naudojimas gali prisidėti prie vėžio vystymosi.

Geriausias būdas apsaugoti odą nuo saulės nudegimo, priešlaikinio senėjimo ir tuo pačiu sumažinti vėžio riziką – drabužiai. Įprasta vasarinė apranga pasižymi apsauginiais faktoriais virš 10. Gerai apsaugines savybes Medvilnė turi tokį poveikį, nors ir sausoje formoje (kai drėgna, ji praleidžia daugiau ultravioletinių spindulių). Nepamirškite plačiabrylės skrybėlės ir akinių nuo saulės.

Rekomendacijos yra gana paprastos. Venkite būti saulėje karščiausiomis valandomis. Ypač saugokitės saulės spindulių, jei vartojate vaistus, turinčius fotosensibilizuojančių savybių: sulfonamidus, tetraciklinus, fenotiazinus, fluorokvinolonus, nesteroidinius vaistus nuo uždegimo ir kai kuriuos kitus. Kai kuriuose augaluose taip pat yra fotosensibilizatorių, pavyzdžiui, jonažolės (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 3, 2002). Šviesos poveikį gali sustiprinti aromatinės medžiagos, esančios kosmetikoje ir kvepaluose.

Atsižvelgiant į tai, kad mokslininkams kyla abejonių dėl apsaugos nuo saulės ir losjonų veiksmingumo ir saugumo, nenaudokite jų (ar dieninės kosmetikos su dideliu UV filtrų kiekiu), nebent tai yra būtina. Jei iškyla toks poreikis, pirmenybę teikite tiems gaminiams, kurie užtikrina platų spektrą – nuo ​​280 iki 400 nm. Paprastai šiuose kremuose ir losjonuose yra cinko oksido ar kitų mineralinių pigmentų, todėl prasminga atidžiai perskaityti etiketėje nurodytas sudedamąsias dalis.

Apsauga nuo saulės turi būti individuali, atsižvelgiant į jūsų gyvenamąją vietą, sezoną ir odos tipą.

JAV ir Izraelio mokslininkai išsiaiškino, kad Saulės gama spinduliuotės intensyvumas priklauso nuo jos aktyvumo ir šaltinio padėties paviršiuje, o tai prieštarauja visiems esamiems teoriniams modeliams.

Norėdami tai padaryti, mokslininkai išanalizavo Fermi gama spindulių kosminio teleskopo duomenis, surinktus 2008–2018 m. Straipsnis buvo publikuotas Physical Review Letters, Physics trumpai apie jį praneša, o darbo išankstinis spaudinys patalpintas svetainėje arXiv.org. Išplėstinė darbo versija buvo paskelbta Physical Review D (preprint).

Nors didžioji dalis saulės spinduliuotės gaunama iš matomų (44 proc.) ir infraraudonųjų (48 proc.) spektro sričių, mūsų žvaigždė taip pat yra ryškus gama spindulių šaltinis. Gama spinduliuotės fotonų (gama kvantų) energija viršija 100 kiloelektronvoltų, o tai yra maždaug šimtą tūkstančių kartų daugiau nei matomos šviesos fotonų energija. Šiuo metu mokslininkai svarsto du iš esmės skirtingus tokių didelės energijos fotonų susidarymo mechanizmus. Viena vertus, fotonai gali būti pagreitinti saulės aureole dėl kosminių spindulių elektronų atvirkštinio Komptono sklaidos. Šis poveikis gana gerai ištirtas praktikoje ir teorijoje; tuo pačiu jis veikia tik saulės blyksnių metu ir nesuteikia daugiau nei keturių gigaelektronvoltų energijos.

Kita vertus, gama spinduliai gali gimti Saulės viduje, kai kosminių spindulių protonai, įsibėgėję iki beveik šviesos greičio, atsitrenkia į saulės molekules. Šis procesas nėra susietas su saulės blyksniais ir leidžia gauti fotonus, kurių energija yra apie 100 gigaelektronvoltų. Tačiau mokslininkai vis dar menkai supranta šio proceso fiziką. Vienintelis teorinis modelis, kuris paaiškina gama spindulių išskyrimą iš saulės disko, SSG modelis (Seckel, Stanev & Gaisser), buvo sukurtas 1991 metais ir nelabai sutampa su stebėjimų duomenimis.

2014-aisiais Kenny Ng vadovaujama komanda išanalizavo Fermi kosminio teleskopo duomenis, kurie Saulę stebėjo šešerius metus, ir atrado keletą saulės gama spindulių savybių, kurių negalima paaiškinti SSG modeliu. Pirma, saulės disko spinduliuotės intensyvumas buvo daugiau nei 50 kartų didesnis nei vainikinės spinduliuotės intensyvumas (esant 10 gigaelektronvoltų energijai).

Antra, fotono energija pasiekė 100 gigaelektronvoltų. Trečia, paaiškėjo, kad gama spinduliuotės intensyvumas neigiamai koreliuoja su saulės aktyvumu – kitaip tariant, gama spindulių srautas buvo maksimalus, kai saulės žybsnių intensyvumas ir saulės dėmių skaičius buvo minimalus. SSG modelis numato daug mažesnį spinduliuotės intensyvumą ir taip pat negali paaiškinti sezoniniai svyravimai intensyvumo. Deja, surinktų duomenų nepakako sukurti teisingą teoriją, todėl mokslininkai tęsė savo stebėjimus.

Dabar mokslininkai pristatė panašios analizės rezultatus – tačiau šį kartą stebėjimai apėmė beveik visą 11 metų Saulės aktyvumo ciklą (nuo 2008 iki 2018 m.) ir buvo kokybiškesni (ty turėjo didesnę erdvinę ir energetinę) rezoliucija) dėl duomenų apdorojimo algoritmo pasikeitimų. Tai leido mokslininkams nustatyti dar keletą saulės gama spinduliuotės ypatybių.

Paaiškėjo, kad spinduliuotės intensyvumas priklauso ne tik nuo ciklo fazės, bet ir nuo taško padėties Saulės paviršiuje – kitaip tariant, spinduliuotėje galima išskirti polinius ir pusiaujo komponentus. , kurios laikui bėgant keičiasi skirtingai. Polinis komponentas yra beveik pastovus saulės ciklas, o jo spektras staiga baigiasi po 100 gigaelektronvoltų. Tuo pačiu metu pusiaujo komponentas smarkiai padidėja esant saulės aktyvumo minimumams (šiuo atveju 2009 m.) ir yra nereikšmingas kitais laiko intervalais, o jo spektras tęsiasi iki 200 gigaelektronvoltų. Iš viso per visą stebėjimo laikotarpį astronomai užfiksavo devynis fotonus, kurių energija viršijo 100 gigaelektronvoltų – visi jie atkeliavo iš pusiaujo regionų, aštuoni iš jų buvo išspinduliuoti 2009 m. (ankstesnis minimumas), o dar vienas – 2018 m. naujo minimumo pradžia). Be to, 2008 m. gruodžio 13 d. tyrėjai užfiksavo vieną „dvigubą“ įvykį - du beveik vienu metu vykusius blyksnius, kurių energija buvo didesnė nei 100 gigaelektronvoltų (blyksniai buvo atskirti maždaug 3,5 valandos laiko intervalu). Mokslininkai pažymi, kad šie blyksniai gali būti susiję su vainikinės masės išmetimu, prasidėjusiu gruodžio 12 d.

Žinoma, šios priklausomybės negali būti paaiškintos SSG modelio rėmuose, nes jis numato, kad spinduliuotės intensyvumas nepriklauso nuo laiko ir taško padėties Saulės paviršiuje. Todėl mokslininkai pažvelgė į keletą alternatyvūs modeliai- pavyzdžiui, kosminių spindulių fokusavimas arba gaudymas saulės magnetiniais laukais, tačiau nė vienas iš jų nesugebėjo atkurti pastebėtų priklausomybių. Nepaisant to, straipsnio autoriai toliau stebi Saulę ir tikisi, kad ateityje bus sukurtas teisingas modelis.

Nuo 2008 m kosminis teleskopas Fermi buvo paleistas į orbitą ir jam pavyko padaryti keletą svarbių atradimų. Pavyzdžiui, 2015 metų lapkritį teleskopas aptiko galingiausią gama spindulių pulsarą, kurio šviesumas buvo dvidešimt kartų didesnis nei ankstesnio rekordininko. 2016 m. birželį jis užfiksavo gama spindulių pliūpsnį, visos energijos kuri prilygsta visiško Saulės medžiagos sunaikinimo masei (~2,5?1054 erg). 2017 m. spalį Fermi pirmą kartą istorijoje aptiko gama spinduliuotę, kuri atkeliavo beveik tuo pačiu metu, kai susilieja gravitacinės bangos. neutroninių žvaigždžių.

Be to, naudodamiesi teleskopu, mokslininkai sugebėjo pamatyti blyksnį tolimoje Saulės pusėje ir parodyti, kad tamsioji medžiaga nedalyvaujančios iš centro sklindančios gama spinduliuotės pertekliaus pieno kelias. Daugiau apie Fermio teleskopo darbą galite paskaityti astrofiziko Boriso Sterno straipsniuose, skirtuose dešimtosioms misijos metinėms.

Kadangi kosminiai spinduliai yra sugeriami Saulės materijos, šalia žvaigždės jų intensyvumas smarkiai krenta - pasirodo, kad jie meta būdingą „šešėlį“ gama spinduliuotės šviesoje. Matuojant, kaip šis šešėlis pasislenka ištisus metus, šį sausį, Tibetas AS? įvertino tarpplanetų dydį magnetinis laukas ir parodė, kad stebėjimo rezultatai beveik pusantro karto skiriasi nuo potencialaus magnetinio lauko teorijos. Tai rodo, kad kai kurie aproksimacijos, būtinos teorijai veikti, praktiškai negalioja.