Güneş (astro. ☉) – tek yıldız Güneş sistemi. Bu sistemin diğer nesneleri Güneş'in etrafında döner: gezegenler ve uyduları, cüce gezegenler ve uyduları, asteroitler, meteoroidler, kuyruklu yıldızlar ve kozmik toz.
Güneşin iç yapısı
Güneşimiz, içinden akan devasa, parlayan bir gaz topudur. karmaşık süreçler ve bunun sonucunda sürekli olarak enerji açığa çıkar. Güneş'in iç hacmi birkaç bölgeye ayrılabilir; içlerindeki madde özellikleri bakımından farklılık gösterir ve enerji farklı fiziksel mekanizmalar yoluyla dağıtılır. En merkezden başlayarak onları tanıyalım.
Güneş'in orta kısmında enerjisinin kaynağı veya başka bir deyişle mecazi dil onu ısıtan ve soğumasına izin vermeyen o “soba”. Bu alana çekirdek denir. Dış katmanların ağırlığı altında Güneş'in içindeki madde sıkıştırılır ve ne kadar derin olursa o kadar güçlü olur. Basınç ve sıcaklığın artmasıyla birlikte merkeze doğru yoğunluğu da artar. Sıcaklığın 15 milyon kelvin'e ulaştığı çekirdekte enerji açığa çıkıyor.
Bu enerji, hafif kimyasal elementlerin atomlarının daha ağır atomlara kaynaşması sonucu açığa çıkar. Güneş'in derinliklerinde dört hidrojen atomundan bir helyum atomu oluşur. İnsanların bir patlama sırasında serbest bırakmayı öğrendikleri şey bu korkunç enerjidir. hidrojen bombası. Yakın gelecekte insanların bunu barışçıl amaçlarla kullanmayı öğrenebilecekleri umudu var (2005'te). haber beslemeleriİlk uluslararası inşaatın başladığı bildirildi füzyon reaktörü Fransa'da).
Çekirdeğin yarıçapı, Güneş'in toplam yarıçapının dörtte birinden fazla değildir. Ancak güneş kütlesinin yarısı kendi hacminde yoğunlaşmıştır ve Güneş'in ışıltısını destekleyen enerjinin neredeyse tamamı açığa çıkar. Ancak sıcak çekirdeğin enerjisinin bir şekilde dışarıya, Güneş'in yüzeyine kaçması gerekiyor. Enerjiyi aktarmanın farklı yolları vardır. fiziksel koşullarçevre, yani: ışınımsal transfer, konveksiyon ve termal iletkenlik. Güneş ve yıldızlardaki enerji süreçlerinde termal iletkenlik büyük bir rol oynamazken, ışınım ve konvektif transferler çok önemlidir.
Çekirdeğin hemen çevresinde, ışığın bir kısmının madde - kuantum tarafından emilmesi ve yayılması yoluyla yayıldığı bir ışınımsal enerji aktarım bölgesi başlar. Çekirdekten uzaklaştıkça yoğunluk, sıcaklık ve basınç azalır ve enerji aynı yönde akar. Genel olarak bu süreç son derece yavaştır. Kuantumun Güneş'in merkezinden fotosfere ulaşması binlerce yıl alır; sonuçta, yeniden yayıldığında kuantum sürekli yön değiştirir ve neredeyse ileriye olduğu kadar geriye de hareket eder.
Gama kuantumları Güneş'in merkezinde doğar. Enerjileri görünür ışık kuantumunun enerjisinden milyonlarca kat daha fazladır ve dalga boyları çok kısadır. Yol boyunca kuantumlar inanılmaz dönüşümlere uğrar. Bireysel bir kuantum ilk önce bir atom tarafından emilir, ancak hemen yeniden yayılır; Çoğu zaman, bu durumda, önceki bir kuantum değil, iki veya daha fazlası ortaya çıkar. Enerjinin korunumu yasasına göre toplam enerjileri korunur ve dolayısıyla her birinin enerjisi azalır. Düşük ve düşük enerjilerin kuantumları bu şekilde ortaya çıkar. Güçlü gama ışınları daha az enerjili kuantumlara bölünmüş gibi görünüyor; önce X-ışınları, sonra ultraviyole ve morötesi ışınlar.
nihayet görünür ve kızılötesi ışınlar. Sonuç olarak en büyük sayı Güneş görünür ışıkta enerji yayar ve gözlerimizin ona duyarlı olması tesadüf değildir.
Daha önce de söylediğimiz gibi, bir kuantumun yoğun güneş maddesinden dışarıya doğru nüfuz etmesi çok uzun bir zaman alır. Yani eğer Güneş'in içindeki "soba" aniden sönseydi, bundan ancak milyonlarca yıl sonra haberimiz olurdu. Enerji akışı, iç güneş katmanlarından geçerken gazın opaklığının büyük ölçüde arttığı bir bölgeyle karşılaşır. Burası Güneş'in konvektif bölgesidir. Burada enerji radyasyonla değil konveksiyonla aktarılır.
Konveksiyon nedir?
Sıvı kaynayınca karıştırılır. Gaz da aynı şekilde davranabilir. Büyük sıcak gaz akıntıları yukarı doğru yükselir ve burada ısılarını yayarlar. çevre ve soğutulmuş güneş gazı alçalır. Güneş maddesi kaynıyor ve karışıyor gibi görünüyor. Konvektif bölge merkezden yaklaşık 0,7 yarıçapta başlar ve neredeyse Güneş'in en görünür yüzeyine (fotosfer) kadar uzanır; burada ana enerji akışının aktarımı yeniden ışınımlı hale gelir. Bununla birlikte, atalet nedeniyle daha derindeki konvektif katmanlardan gelen sıcak akışlar buraya hala nüfuz etmektedir. Gözlemcilerin iyi bildiği, Güneş'in yüzeyindeki granülasyon modeli, konveksiyonun gözle görülür bir tezahürüdür.
Güneşin konvektif bölgesi
Radyoaktif bölge Güneş'in iç çapının yaklaşık 2/3'ü kadardır ve yarıçapı yaklaşık 140 bin km'dir. Merkezden uzaklaşan fotonlar çarpışmanın etkisiyle enerjilerini kaybederler. Bu olaya konveksiyon olayı denir. Bu, kaynayan bir kazanda meydana gelen süreci hatırlatır: Isıtma elemanından gelen enerji çok fazladır. Dahası iletim yoluyla uzaklaştırılan ısı miktarı. Ateşin yakınındaki sıcak su yükselir, soğuk su ise alçalır. Bu sürece kongre denir. Konveksiyonun anlamı, daha yoğun olan gazın yüzeye dağılması, soğuması ve tekrar merkeze gitmesidir. Güneşin konvektif bölgesinde karıştırma işlemi sürekli olarak gerçekleştirilir. Güneş'in yüzeyine bir teleskopla baktığınızda, onun granüler yapısını - granülasyonlarını görebilirsiniz. Sanki granüllerden yapılmış gibi! Bunun nedeni fotosferin altında meydana gelen konveksiyondur.
Güneşin Fotosferi
İnce bir katman (400 km) - Güneş'in fotosferi, hemen arkasında bulunur konvektif bölge ve Dünya'dan görülebilen “gerçek güneş yüzeyini” temsil eder. Fotosferdeki granüller ilk kez 1885 yılında Fransız Janssen tarafından fotoğraflandı. Ortalama granül 1000 km büyüklüğünde olup, 1 km/sn hızla hareket eder ve yaklaşık 15 dakika boyunca varlığını sürdürür. Ekvator kısmında fotosferdeki karanlık oluşumlar gözlemlenebilir ve daha sonra kayarlar. Güçlü manyetik alanlar bu tür noktaların ayırt edici bir özelliğidir. A koyu renkçevreleyen fotosfere göre daha düşük sıcaklık nedeniyle elde edilir.
Güneşin Kromosferi
Güneşin Kromosferi (renkli küre) – yoğun katman (10.000 km) güneş atmosferi, fotosferin hemen ötesinde yer alır. Kromosferin fotosfere yakın konumu nedeniyle gözlemlenmesi oldukça zordur. En iyi Ay'ın fotosferi kapladığı zaman görülür; güneş tutulmaları sırasında.
Güneş fışkırmaları, uzun parlak filamentlere benzeyen devasa hidrojen emisyonlarıdır. Önemler artıyor büyük mesafe Güneş'in çapına (1,4 mm km) ulaşan yıldızlar, yaklaşık 300 km/sn hızla hareket eder ve sıcaklık 10.000 dereceye ulaşır.
Güneş korona
Güneş koronası, Güneş atmosferinin kromosferin üstünden kaynaklanan dış ve geniş katmanlarıdır. Güneş koronasının uzunluğu çok uzundur ve birkaç güneş çapının değerlerine ulaşır. Bilim insanları tam olarak nerede bittiği sorusuna henüz net bir cevap alamadı.
Güneş koronasının bileşimi nadirleştirilmiş, yüksek oranda iyonize edilmiş bir plazmadır. Ağır iyonlar, helyum çekirdekli elektronlar ve protonlar içerir. Koronanın sıcaklığı Güneş'in yüzeyine göre 1 ila 2 milyon derece K'ye ulaşır.
Güneş rüzgarı, güneş atmosferinin dış kabuğundan sürekli bir madde (plazma) çıkışıdır. Protonlardan, atom çekirdeğinden ve elektronlardan oluşur. Güneş rüzgârının hızı, Güneş'te meydana gelen süreçlere bağlı olarak 300 km/sn'den 1500 km/sn'ye kadar değişebilmektedir. Güneş rüzgarı güneş sistemi boyunca yayılır ve Dünya'nın manyetik alanıyla etkileşime girerek, biri kuzey ışıkları olan çeşitli olaylara neden olur.
Güneşten Gelen Radyasyon
Güneş enerjisini tüm dalga boylarında, ancak farklı şekillerde yayar. Radyasyon enerjisinin yaklaşık %44’ü görünen kısım spektrum ve maksimum sarı-yeşil renge karşılık gelir. Güneş'in kaybettiği enerjinin yaklaşık %48'i yakın ve uzak kızılötesi ışınlar tarafından taşınmaktadır. Gama ışınları, X ışınları, ultraviyole ve radyo radyasyonu yalnızca %8 civarındadır.
Spektrum analiz cihazları kullanılarak incelendiğinde güneş ışınımının görünür kısmının homojen olmadığı ortaya çıkar - ilk kez 1814'te J. Fraunhofer tarafından açıklanan soğurma çizgileri spektrumda gözlenir. Bu çizgiler, belirli dalga boylarındaki fotonların, Güneş atmosferinin nispeten soğuk üst katmanlarındaki çeşitli kimyasal elementlerin atomları tarafından emilmesiyle ortaya çıkar. Spektral analiz Belirli bir dizi spektral çizgi, bir kimyasal elementi son derece doğru bir şekilde karakterize ettiğinden, Güneş'in bileşimi hakkında bilgi edinmemizi sağlar. Örneğin, Güneş spektrumunun gözlemleri kullanılarak, daha sonra Dünya'da izole edilen helyumun keşfedileceği tahmin edildi.
Radyasyon türleri
Gözlemler sırasında bilim adamları Güneş'in güçlü bir radyo emisyonu kaynağı olduğunu keşfettiler. Radyo dalgaları gezegenler arası uzaya nüfuz eder ve kromosfer (santimetre dalgaları) ve korona (desimetre ve metre dalgaları) tarafından yayılır. Güneş'ten gelen radyo emisyonunun iki bileşeni vardır: sabit ve değişken (patlamalar, "gürültü fırtınaları"). Güçlü sırasında güneş patlamaları Güneş'in radyo emisyonu, sessiz Güneş'in radyo emisyonuna kıyasla binlerce, hatta milyonlarca kat artar. Bu radyo emisyonu doğası gereği termal değildir.
X-ışınları esas olarak şunlardan gelir: üst katmanlar Kromosfer ve korona. Radyasyon özellikle yoğun yıllarda güçlüdür. güneş aktivitesi.
Güneş sadece ışık, ısı ve diğer tüm türleri yaymaz elektromanyetik radyasyon. Aynı zamanda parçacıkların - taneciklerin - sürekli akışının da kaynağıdır. Nötrinolar, elektronlar, protonlar, alfa parçacıkları ve daha ağır atom çekirdekleri hep birlikte oluşur parçacık radyasyonu Güneş. Bu radyasyonun önemli bir kısmı az çok sürekli bir plazma çıkışıdır - güneş rüzgarı Güneş atmosferinin dış katmanlarının devamı olan güneş koronası. Sürekli esen bu plazma rüzgarının arka planına karşı, Güneş'in bireysel bölgeleri daha yönlendirilmiş, geliştirilmiş, sözde parçacık akışlarının kaynaklarıdır. Büyük olasılıkla, bunlar güneş koronasının özel bölgeleri - koronal delikler ve ayrıca muhtemelen Güneş'teki uzun ömürlü aktif bölgelerle ilişkilidir. Son olarak, parçacıkların (özellikle elektronlar ve protonlar) en güçlü kısa vadeli akışları güneş patlamalarıyla ilişkilidir. Sonuç olarak çoğu güçlü flaşlar Parçacıklar, ışık hızının gözle görülür bir kısmı olan hızlara ulaşabilirler. Bu kadar yüksek enerjiye sahip parçacıklara güneş kozmik ışınları denir.
Güneş parçacık radyasyonu güçlü etki Dünya'da ve öncelikle atmosferinin üst katmanlarında ve manyetik alanında birçok jeofizik olaya neden oluyor. İtibaren zararlı etki Güneşten gelen radyasyon bizi manyetosferden ve Dünya atmosferinden korur.
Güneş radyasyonu yoğunluğu
Son derece yüksek sıcaklıklara sahip olan Güneş, çok güçlü bir radyasyon kaynağıdır. Görünür güneş radyasyonu aralığı en yüksek radyasyon yoğunluğuna sahiptir. Aynı zamanda Dünya'ya da ulaşır. büyük sayı görünmez spektrum Helyum atomlarının hidrojen atomlarından sentezlendiği Güneş'in içinde işlemler gerçekleşir. Bu işlemlere süreç denir nükleer füzyon, onlara tahliye eşlik ediyor büyük miktar enerji. Bu enerji Güneş'in (iç kısmında) 15 milyon santigrat dereceye kadar ısınmasına neden olur.
Güneş'in yüzeyinde (fotosfer) sıcaklık 5500 °C'ye ulaşır. Güneş bu yüzeyde 63 MW/m² enerji yaymaktadır. Bu radyasyonun sadece küçük bir kısmı Dünya yüzeyine ulaşıyor ve bu da insanlığın gezegenimizde rahatça var olmasını sağlıyor. Dünya atmosferindeki ortalama radyasyon yoğunluğu yaklaşık 1367 W/m²'dir. Bu değer Eliptik bir yörünge boyunca hareket eden Dünya'nın yıl boyunca Güneş'ten farklı mesafelerde uzaklaşması nedeniyle% 5 aralığında dalgalanabilir. 1367 W/m² değerine güneş sabiti denir.
Dünya yüzeyinde güneş enerjisi
Dünyanın atmosferi her şeye izin vermiyor güneş enerjisi. Dünyanın yüzeyi 1000 W/m2'yi aşmaz. Enerjinin bir kısmı emilir, bir kısmı da atmosferin katmanlarına ve bulutlara yansır. Atmosferin katmanlarına büyük miktarda radyasyon dağılır, bu da dağınık radyasyonun (yaygın) oluşmasına neden olur. Dünya yüzeyinde de radyasyonun bir kısmı yansır ve dağınık radyasyona dönüşür. Yaygın ve doğrudan ışınımın toplamına toplam güneş ışınımı denir. Saçılan radyasyon %20 ile %60 arasında değişebilir.
Dünya yüzeyine ulaşan enerji miktarı aynı zamanda coğrafi enlem ve yılın zamanından da etkilenir. Kutuplardan geçen gezegenimizin ekseni, Güneş etrafındaki yörüngesine göre 23,5° eğiktir. Mart arası
eylül ayına kadar daha fazla güneş ışığı düşüyor Kuzey Yarımküre, zamanın geri kalanında – Yuzhnoe. Bu nedenle yaz ve kış aylarında günün uzunluğu farklıdır. Alanın enlemi süreyi etkiler gündüz saatleri. Ne kadar kuzeyde olursa o kadar uzun olur yaz saati ve tam tersi.
Güneşin Evrimi
Güneş'in sıkıştırılmış bir gaz ve toz bulutsusunun içinde doğduğu varsayılmaktadır. Bulutsunun ilk daralmasını neyin tetiklediğine dair en az iki teori var. Bunlardan birine göre galaksimizin sarmal kollarından birinin yaklaşık 5 milyar yıl önce uzay bölgemizden geçtiği varsayılmaktadır. Bu, hafif bir sıkışmaya neden olabilir ve gaz-toz bulutunda ağırlık merkezlerinin oluşmasına yol açabilir. Gerçekten de artık sarmal kollar boyunca çok sayıda genç yıldız ve parıldayan gaz bulutları görüyoruz. Başka bir teori, yakınlarda bir yerde (elbette Evren ölçeğinde) eski, büyük bir süpernovanın patladığını öne sürüyor. Ortaya çıkan şok dalgası "bizim" gaz tozu bulutsumuzda yıldız oluşumunu başlatacak kadar güçlü olabilir. Bu teori, meteorları inceleyen bilim adamlarının bir süpernova patlaması sırasında oluşmuş olabilecek pek çok elementi keşfetmesiyle destekleniyor.
Ayrıca, böyle devasa bir kütle (2 * 1030 kg) yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında sıkıştırıldığında, iç basınçla kendisini merkezinde termonükleer reaksiyonların başlayabileceği sıcaklıklara kadar güçlü bir şekilde ısıttı. Orta kısımda Güneş'in sıcaklığı 15.000.000K'dır ve basınç yüz milyarlarca atmosfere ulaşır. Yeni doğmuş bir yıldız bu şekilde aydınlatılmıştır (yeni yıldızlarla karıştırılmamalıdır).
Güneş, yaşamının başlangıcında çoğunlukla hidrojenden oluşuyordu. Bu sırada hidrojendir termonükleer reaksiyonlar Helyuma dönüşerek Güneş'in yaydığı enerjiyi açığa çıkarır. Güneş, sarı cüce adı verilen bir yıldız türüne aittir. Bu bir yıldız ana dizi ve G2 spektral sınıfına aittir. Yalnız bir yıldızın kütlesi, onun kaderini oldukça açık bir şekilde belirler. Ömrü boyunca (~5 milyar yıl) yıldızımızın sıcaklığı oldukça yüksek olan merkezinde, oradaki hidrojenin yaklaşık yarısı yandı. Güneş'in alıştığımız haliyle yaşaması için yaklaşık olarak aynı süre, yani 5 milyar yıl kalıyor.
Yıldızın merkezindeki hidrojen tükendikten sonra Güneş büyüyecek ve kırmızı dev haline gelecektir. Bunun Dünya üzerinde çarpıcı bir etkisi olacak: Sıcaklıklar artacak, okyanuslar kaynayacak, yaşam imkansız hale gelecek. Daha sonra, "yakıtı" tamamen tüketen ve artık kırmızı devin dış katmanlarını tutacak gücü kalmayan yıldızımız, gelecekteki novanın bilinmeyen dünya dışı gökbilimcilerini memnun edecek şekilde beyaz bir cüce olarak hayatına son verecek. gezegenimsi bulutsu Gezegenlerin etkisiyle şekli çok tuhaf çıkabilen bir gezegen.
Güneşin Zamana Göre Ölümü
- Sadece 1,1 milyar yıl içinde yıldızın parlaklığı %10 artacak ve bu da Dünya'nın güçlü bir şekilde ısınmasına yol açacak.
- 3,5 milyar yıl sonra parlaklık %40 artacak. Okyanuslar buharlaşmaya başlayacak ve Dünya'daki tüm yaşam sona erecek.
- 5,4 milyar yıl sonra yıldızın çekirdeğindeki yakıt, yani hidrojen tükenecek. Güneş'in dış kabuğunun seyrekleşmesi ve çekirdeğinin ısınması nedeniyle boyutu artmaya başlayacak.
- 7,7 milyar yıl sonra yıldızımız kırmızı bir deve dönüşecek çünkü 200 kat artacağı için Merkür gezegeni emilecek.
- Sonunda, 7,9 milyar yıl sonra, yıldızın dış katmanları o kadar ince olacak ki bir bulutsuya dönüşecek ve eski Güneş'in merkezinde küçük bir nesne - beyaz bir cüce olacak. Varlığımız böyle sona erecek güneş sistemi. Çöküşten sonra kalan tüm yapı elemanları kaybolmayacak; yeni yıldızların ve gezegenlerin doğuşunun temeli olacaklar.
- Evrendeki en yaygın yıldızlar kırmızı cücelerdir. Bu büyük ölçüde düşük kütlelerinden kaynaklanmaktadır, bu da onların beyaz cüce olmadan önce çok uzun süre yaşamalarına olanak tanır.
- Evrendeki hemen hemen tüm yıldızların özellikleri aynıdır. kimyasal bileşim ve nükleer füzyon reaksiyonu her yıldızda meydana gelir ve neredeyse aynıdır, yalnızca yakıt tedarikiyle belirlenir.
- Bildiğimiz gibi, beyaz cüce gibi nötron yıldızları da yıldız evriminin son süreçlerinden biridir ve büyük ölçüde bir süpernova patlamasından sonra ortaya çıkar. Önceleri beyaz cüceyi nötron yıldızından ayırmak genellikle zordu, ancak artık teleskop kullanan bilim insanları aralarındaki farklılıkları buldu. Bir nötron yıldızı kendi etrafında toplanır daha fazla ışık ve kızılötesi teleskoplarla görülmesi kolaydır. Aralarında sekizinci sırada ilginç gerçekler yıldızlar hakkında.
- İnanılmaz kütlesi sayesinde genel teori Einstein'ın göreliliğine göre kara delik aslında uzayda bir bükülmedir ve çekim alanı içindeki her şey kendisine doğru itilir. Kara deliğin çekim alanı o kadar güçlüdür ki ışık bile bundan kaçamaz.
- Bildiğimiz kadarıyla bir yıldızın yakıtı bittiğinde, yıldız 1000 kattan fazla büyüyebiliyor, daha sonra beyaz cüceye dönüşüyor ve reaksiyonun hızı nedeniyle patlıyor. Bu reaksiyon daha çok süpernova olarak bilinir. Bilim insanları bu uzun süreç nedeniyle bu tür gizemli kara deliklerin oluştuğunu ileri sürüyor.
- Gece gökyüzünde gördüğümüz yıldızların çoğu, yalnızca bir ışık parıltısı olarak görünebilir. Ancak bu her zaman böyle değildir. Gökyüzünde gördüğümüz yıldızların çoğu aslında iki tanedir. yıldız sistemleri veya ikili yıldız sistemleri. Hayal edilemeyecek kadar uzaktalar ve bize öyle geliyor ki biz sadece bir ışık zerresini görüyoruz.
- Ömrü en kısa olan yıldızlar en büyük olanlardır. Yüksek bir kitleyi temsil ediyorlar kimyasallar ve genellikle yakıtlarını çok daha hızlı yakarlar.
- Bazen bize Güneş ve yıldızlar parlıyor gibi görünse de aslında durum böyle değil. Titreşen etki yalnızca, şu anda Dünya atmosferinden geçen ancak henüz gözlerimize ulaşmayan yıldızdan gelen ışıktır. Yıldızlarla ilgili en ilginç gerçekler arasında üçüncü sırada yer alıyor.
- Bir yıldızın ne kadar uzakta olduğunu tahmin etmek için gereken mesafeler hayal edilemeyecek kadar büyüktür. Bir örnek verelim: Dünya'ya en yakın yıldız yaklaşık 4,2 ışıkyılı uzaklıkta olup, en hızlı gemimizle bile ona ulaşmak yaklaşık 70.000 yıl sürecektir.
- En soğuk ünlü yıldız Bu, sıcaklığı yalnızca 100 °C civarında olan bir kahverengi cüce "CFBDSIR 1458+10B"dir. Bilinen en sıcak yıldız, Samanyolu'nda Zeta Puppis adı verilen mavi bir süperdevdir ve 42.000 °C'nin üzerinde bir sıcaklığa sahiptir.
Güneşin enerjisi gezegenimizdeki yaşamın kaynağıdır. Güneş, Dünya'nın atmosferini ve yüzeyini ısıtır. Güneş enerjisi sayesinde rüzgarlar esiyor, doğada su döngüsü oluşuyor, denizler ve okyanuslar ısınıyor, bitkiler gelişiyor ve hayvanlar yiyecek buluyor (bkz. Şekil 1.1). Fosil yakıtların yeryüzünde var olması güneş radyasyonu sayesindedir.
Şekil 1.1 – Güneş ışınımının Dünya üzerindeki etkisi
Güneş enerjisi sıcağa veya soğuğa dönüştürülebilir, itici güç ve elektrik. Dünya yüzeyinde ve atmosferde meydana gelen hemen hemen tüm doğal süreçlerin ana enerji kaynağı, Güneş'ten Dünya'ya güneş ışınımı şeklinde gelen enerjidir.
Şekil 1.2, güneş ışınımının etkisi altında Dünya yüzeyinde ve atmosferinde meydana gelen süreçleri yansıtan bir sınıflandırma şeması sunmaktadır.
Doğrudan güneş aktivitesinin sonuçları, Dünya'nın termal enerji ve ışık aldığı termal etki ve fotoelektrik etkidir. Güneş'in dolaylı aktivitesinin sonuçları, atmosferde, hidrosferde ve jeosferde rüzgar ve dalgaların ortaya çıkmasına neden olan, nehirlerin akışını belirleyen ve Dünya'nın iç ısısını korumak için koşullar yaratan karşılık gelen etkilerdir.
Şekil 1.2 - Yenilenebilir enerji kaynaklarının sınıflandırılması
Güneş, yarıçapı 695.300 km olan ve 109 katı olan bir gaz topudur. yarıçaptan daha büyük Dünya, yayılan yüzey sıcaklığı yaklaşık 6000°C'dir. Güneş'in içindeki sıcaklık 40 milyon °C'ye ulaşır.
Şekil 1.3 Güneş'in yapısının diyagramını göstermektedir. Güneş, hidrojenle çalışan ve her saniye 564 milyon ton hidrojeni eriterek 560 milyon ton helyuma dönüştüren dev bir “termonükleer reaktör”dür. Dört milyon tonluk kütle kaybı 9:1-10 9 GW'a eşit 
h enerji (1 GW, 1 milyon kW'a eşittir). Bir saniyede, altı milyar nükleer santralin bir yılda üretebileceğinden daha fazla enerji üretiliyor. Atmosferin koruyucu kabuğu sayesinde bu enerjinin yalnızca bir kısmı Dünya yüzeyine ulaşır.
Dünyanın merkezleri ile Güneş arasındaki mesafe ortalama 1.496*10 8 km'dir.
Yıllık Güneş Dünya'ya yaklaşık 1,6 gönderir 
10 18 kW 
h radyant enerji veya 1,3 * 10 24 cal ısı. Bu, mevcut küresel enerji tüketiminin 20 bin katıdır. Katkı Güneş Dünyanın enerji dengesindeki payı diğer tüm kaynakların toplam katkısından 5000 kat daha fazladır.
Bu miktardaki ısı, 35 m kalınlığındaki buz tabakasını eritmeye yetecektir. dünyanın yüzeyi 0°C'de.
Güneş ışınımıyla karşılaştırıldığında, Dünya'ya ulaşan diğer tüm enerji kaynakları ihmal edilebilir düzeydedir. Demek ki yıldızların enerjisi güneş enerjisinin yüz milyonda biri kadardır; kozmik radyasyon - milyarda iki kısım. Dünyanın derinliklerinden yüzeyine gelen iç ısı, güneş enerjisinin on binde biridir.
Şekil 1.3 – Güneşin yapısının şeması
Böylece. Güneş neredeyse dünyadaki tek termal enerji kaynağıdır.
Güneş'in merkezinde güneş çekirdeği bulunur (bkz. Şekil 1.4). Fotosfer, radyasyonun ana kaynağı olan Güneş'in görünen yüzeyidir. Güneş, çok büyük bir güneş koronasıyla çevrilidir. yüksek sıcaklık ancak son derece nadir olduğundan çıplak gözle yalnızca tam güneş tutulması dönemlerinde görülebilir.
Güneş'in radyasyon yayan görünür yüzeyine fotosfer (ışık küresi) adı verilir. İyonize halde çeşitli kimyasal elementlerin sıcak buharlarından oluşur.
Fotosferin üstünde, kromosfer adı verilen, seyreltilmiş gazlardan oluşan Güneş'in aydınlık, neredeyse şeffaf atmosferi bulunur.
Kromosferin üstünde Güneş'in korona adı verilen dış kabuğu bulunur.
Güneş'i oluşturan gazlar sürekli şiddetli (yoğun) bir hareket halindedir ve bu da sözde oluşumun ortaya çıkmasına neden olur. güneş lekeleri, meşaleler ve çıkıntılar.
Güneş lekeleri, hızı 1-2 km/s'ye ulaşan gaz kütlelerinin girdap hareketleri sonucu oluşan büyük hunilerdir. Lekelerin sıcaklığı Güneş'in sıcaklığından 1500°C daha düşük olup, 4500°C civarındadır. Güneş lekelerinin sayısı yıldan yıla değişmekte olup yaklaşık 11 yıllık bir periyoda sahiptir.
Şekil 1.4 - Güneşin Yapısı
Güneş meşaleleri, güneş enerjisi emisyonlarıdır ve çıkıntılar, Güneş'in kromosferinde 2 milyon km'ye varan yüksekliklere ulaşan devasa patlamalardır.
Gözlemler, güneş lekelerinin sayısı arttıkça faküla ve çıkıntıların sayısının arttığını ve buna bağlı olarak güneş aktivitesinin arttığını göstermiştir.
Dünyadaki güneş aktivitesinin artmasıyla birlikte, manyetik fırtınalar telefon, telgraf ve radyo iletişiminin yanı sıra yaşam koşulları üzerinde olumsuz etkisi olan. Auroralardaki artış da aynı olayla ilişkilidir.
Güneş lekelerinin arttığı dönemde, güneş radyasyonunun yoğunluğunun ilk önce arttığı, bunun da güneş aktivitesindeki genel bir artışla ilişkili olduğu belirtilmelidir. başlangıç dönemi ve daha sonra güneş lekelerinin alanı arttıkça, fotosferin sıcaklığından 1500 ° daha düşük bir sıcaklığa sahip olan güneş radyasyonu azalır.
Güneş radyasyonunun Dünya ve atmosfer üzerindeki etkilerini inceleyen meteoroloji bölümüne aktinometri denir.
Aktinometrik çalışma yaparken Güneş'in gökkubbedeki konumunu bilmek gerekir. Bu konum Güneş'in yüksekliği veya azimutu tarafından belirlenir.
Güneşin Yüksekliği O Güneş'ten ufka olan açısal mesafeye, yani Güneş'in yönü ile ufuk düzlemi arasındaki açıya denir.
Güneş'in zenitten yani dikey doğrultudan açısal mesafesine azimut veya zenit mesafesi denir.
Yükseklik ile zenit mesafesi arasında bir ilişki vardır
(1.1)
Güneş'in azimutu nadiren, yalnızca özel çalışmalar için belirlenir.
Güneş'in ufkun üzerindeki yüksekliği aşağıdaki formülle belirlenir:
Nerede 
-
gözlem alanının enlemi;
-
Güneş'in eğimi, Güneş'in ekvatorun her iki tarafındaki 0 ila ±90° arasındaki konumuna bağlı olarak hesaplanan, ekvatordan Güneş'e olan sapma çemberinin yayıdır;
T - Güneşin saat açısı veya derece cinsinden gerçek güneş zamanı.
Güneş'in eğiminin her gün için değeri, astronomi referans kitaplarında uzun bir süre boyunca verilmektedir.
Formül (1.2)'yi kullanarak istediğiniz zaman için hesaplayabilirsiniz. T güneşin yüksekliği O veya belirli bir yükseklikte hc Güneş'in belirli bir yükseklikte olduğu zamanı belirler.
Yılın çeşitli günleri için öğle saatlerinde Güneş'in maksimum yüksekliği aşağıdaki formülle hesaplanır:
(1.3)
Hayat veren ışınlar.
Güneş üç tür ultraviyole ışın yayar. Bu türlerin her biri cildi farklı şekilde etkiler.
Çoğumuz plajda vakit geçirdikten sonra kendimizi daha sağlıklı ve sağlıklı hissediyoruz. hayat dolu. Hayat veren ışınlar sayesinde ciltte kalsiyumun tamamen emilmesi için gerekli olan D vitamini oluşur. Ancak vücut üzerinde yalnızca faydalı etkileri vardır. küçük dozlar güneş radyasyonu.
Ancak aşırı bronzlaşmış cilt hala hasarlıdır ve bunun sonucunda erken yaşlanma ve yüksek risk cilt kanseri gelişimi.
Güneş ışığı elektromanyetik radyasyondur. Görünür radyasyon spektrumuna ek olarak, aslında bronzlaşmadan sorumlu olan ultraviyole radyasyonu da içerir. Ultraviyole ışık, melanosit pigment hücrelerinin koruyucu bir işlevi yerine getiren daha fazla melanin üretme yeteneğini uyarır.
UV ışınlarının türleri.
Dalga boyları farklı olan üç tür ultraviyole ışın vardır. Ultraviyole radyasyon cildin epidermisinden daha derin katmanlara nüfuz edebilir. Bu, yeni hücre ve keratin üretimini harekete geçirerek daha sıkı, daha pürüzlü bir cilde neden olur. Dermise giren güneş ışınları kolajeni yok ederek cildin kalınlığında ve dokusunda değişikliklere yol açar.
Ultraviyole ışınlarıA.
Bu ışınlar en çok düşük seviye radyasyon. Daha önce genel olarak zararsız olduklarına inanılıyordu, ancak artık durumun böyle olmadığı kanıtlandı. Bu ışınların seviyesi gün ve yıl boyunca neredeyse sabit kalır. Cama bile nüfuz ederler.
UV A ışınları derinin katmanlarını geçerek dermise ulaşarak derinin tabanına ve yapısına zarar verir, kolajen ve elastin liflerini yok eder.
A ışınları kırışıklıkların görünümünü artırır, cilt elastikiyetini azaltır, erken yaşlanma belirtilerinin ortaya çıkmasını hızlandırır ve cildin savunma sistemini zayıflatarak cildi enfeksiyonlara ve muhtemelen kansere karşı daha duyarlı hale getirir.
Ultraviyole ışınları B.
Bu tür ışınlar Güneş tarafından yalnızca belirli zamanlar yıllar ve günün saatleri. Hava sıcaklığına bağlı olarak ve coğrafi enlem genellikle sabah 10 ile akşam 4 arasında atmosfere girerler.
UVB ışınları cilt hücrelerinde bulunan DNA molekülleri ile etkileşime girdiği için ciltte daha ciddi hasarlara neden olur. B ışınları epidermise zarar vererek güneş yanığına neden olur. B ışınları epidermise zarar vererek güneş yanığına neden olur. Bu tür radyasyon, cildin doğal savunma sistemini zayıflatan serbest radikallerin aktivitesini artırır.
Ultraviyole B ışınları bronzlaşmayı teşvik eder ve güneş yanığına neden olur, erken yaşlanmaya ve koyu pigment lekelerinin ortaya çıkmasına neden olur, cildi sert ve pürüzlü hale getirir, kırışıklıkların görünümünü hızlandırır ve kanser öncesi hastalıkların ve cilt kanserinin gelişimini tetikleyebilir.
Fiziksel ve Matematik Bilimleri Adayı E. LOZOVSKAYA.
Sıcak havaların başlamasıyla birlikte yaz günleri Biz sadece güneşin tadını çıkarmak için çekiliyoruz. Güneş ışığı ruh halini iyileştirir, ciltte hayati önem taşıyan D vitamini oluşumunu uyarır ancak aynı zamanda maalesef kırışıklıkların ortaya çıkmasına katkıda bulunur ve cilt kanserine yakalanma riskini artırır. Hem faydalı hem de zararlı etkilerin önemli bir kısmı, güneş ışınımının insan gözüyle görülmeyen kısmı olan ultraviyole ile ilişkilidir.
Elektromanyetik radyasyon spektrumu ve güneş spektrumu. Ultraviyole B ve C arasındaki sınır, dünya atmosferinin iletilmesine karşılık gelir.
Ultraviyole radyasyon canlı organizmalardaki DNA moleküllerinde çeşitli hasarlara neden olur.
Ultraviyole B'nin yoğunluğu enlem ve yılın zamanına göre değişir.
Pamuklu giysiler iyi bir UV koruması sağlar.
Güneş, gezegenimiz için ana enerji kaynağı olarak hizmet vermektedir ve bu enerji, kızılötesi, görünür ve ultraviyole radyasyon biçiminde gelir. Ultraviyole bölgesi, görünür spektrumun kısa dalga boyu sınırının ötesinde bulunur. Ne zaman hakkında konuşuyoruz Canlı organizmalar üzerindeki etkisine ilişkin olarak, güneşin ultraviyole spektrumunda genellikle üç bölge ayırt edilir: ultraviyole A (UV-A; 320-400 nanometre), ultraviyole B (UV-B; 290-320 nm) ve ultraviyole C (UV) -C; 200-290 nm). Bu ayrım oldukça keyfidir: UV-B ve UV-C arasındaki sınır, dalga boyu 290 nm'den az olan ışığın Dünya'nın yüzeyine ulaşmadığı düşüncesine dayanarak seçilmiştir, çünkü dünya atmosferi oksijen ve ozon sayesinde, Etkili bir doğal ışık filtresi görevi görür. UVB ve UVA arasındaki sınır, 320 nm'den kısa radyasyonun, 320-400 nm aralığındaki ışığa göre çok daha şiddetli eriteme (cildin kızarması) neden olduğu gerçeğine dayanmaktadır.
Spektral kompozisyon Güneş ışığı büyük ölçüde yılın zamanına, hava durumuna, enleme ve deniz seviyesinden yüksekliğe bağlıdır. Örneğin ekvatordan uzaklaştıkça kısa dalga sınırı yana doğru kayar. uzun dalgalarçünkü bu durumda ışık yüzeye eğik bir açıyla çarpar ve atmosferde daha büyük bir mesafe kat eder, bu da onun daha güçlü bir şekilde emildiği anlamına gelir. Kısa dalga sınırının konumu ozon tabakasının kalınlığından da etkilenir, bu nedenle " ozon delikleri"Daha fazla ultraviyole radyasyon Dünya yüzeyine ulaşıyor.
Öğle vakti, 300 nm dalga boyundaki radyasyonun yoğunluğu, üç saat öncesine veya üç saat sonrasına göre 10 kat daha fazladır. Bulutlar ultraviyole ışığı dağıtır, ancak yalnızca kara bulutlar onu tamamen engelleyebilir. Ultraviyole ışınlar kumdan (%25'e kadar) ve kardan (%80'e kadar) iyi yansıtılırken, sudan daha kötü (%7'den az) yansıtılır. Ultraviyole akışı yükseklikle birlikte her kilometrede yaklaşık %6 oranında artar. Buna göre deniz seviyesinin altında bulunan yerlerde (örneğin kıyı açıklarında) Ölü Deniz), radyasyon yoğunluğu daha düşüktür.
GÜNEŞ ALTINDA YAŞAM
Işık olmadan Dünya'daki yaşam var olamazdı. Bitkiler güneş enerjisini kullanır, fotosentez yoluyla depolar ve besin yoluyla enerjisini diğer tüm canlılara sağlar. Işık insanlara ve diğer hayvanlara görme yeteneği sağlar. etrafımızdaki dünya, düzenler biyolojik ritimler vücut.
Bu neşeli resim, enerjisi DNA'ya ciddi zarar vermeye yetecek kadar olduğundan ultraviyole ışık nedeniyle biraz karmaşıklaşıyor. Bilim insanları, kseroderma pigmentosum, skuamöz hücreli cilt kanseri, bazal hücreli karsinom, melanom ve katarakt dahil olmak üzere, güneş ışığıyla ortaya çıkan veya güneş ışığıyla ağırlaşan iki düzineden fazla farklı hastalık sayıyor.
Elbette evrim sürecinde vücudumuz ultraviyole radyasyona karşı koruma mekanizmaları geliştirmiştir. Potansiyel olarak engelleyen ilk engel tehlikeli radyasyon vücuda erişim - cilt. Ultraviyole radyasyonun neredeyse tamamı, cildin 0,07-0,12 mm kalınlığındaki dış tabakası olan epidermiste emilir. Işığa duyarlılık büyük ölçüde vücudun, epidermisteki ışığı emen ve böylece cildin daha derin katmanlarını fotohasardan koruyan koyu renkli bir pigment olan melanin üretme konusundaki kalıtsal yeteneği tarafından belirlenir. Melanin özel cilt hücreleri - melanositler tarafından üretilir. Ultraviyole ışınlama melanin üretimini uyarır. Bu biyolojik pigment en yoğun şekilde ışınlama sırasında oluşur. UV-B ışığı menzil. Doğru, etki hemen değil, güneşe maruz kaldıktan 2-3 gün sonra ortaya çıkıyor, ancak 2-3 hafta devam ediyor. Aynı zamanda melanositlerin bölünmesi hızlanır, melanozomların (melanin içeren granüller) sayısı artar ve boyutları artar. UV-A ışığı da bronzlaşmaya neden olabilir, ancak melanozomların sayısı artmadığı için daha zayıf ve daha az kalıcıdır, ancak yalnızca melanin öncüsünün melanine fotokimyasal oksidasyonu meydana gelir.
Güneş ışığına hassasiyete göre altı cilt tipi vardır. Tip I cilt çok hafiftir, çabuk yanar ve hiç bronzlaşmaz. Tip II cilt kolayca yanar ve hafif bir bronzluk oluşur. Deri tip III hızla bronzlaşır ve daha az yanar. Tip IV cilt güneş hasarına karşı daha da dayanıklıdır. V ve VI cilt tipleri doğal olarak koyu renklidir (örneğin Avustralya ve Afrika'nın yerli halklarında) ve güneşin zararlı etkilerine neredeyse hiç maruz kalmazlar. Negroid ırkının temsilcileri, Avrupalılarla karşılaştırıldığında melanom dışı cilt kanserine yakalanma riski 100 kat, melanom riski ise 10 kat daha düşüktür.
Çok açık tenli insanlar ultraviyole radyasyona karşı en savunmasızdır. Onlarda, parlak güneşe kısa süreli maruz kalma bile ciltte eritem - kızarıklığa neden olur. Esas olarak eritem oluşumundan sorumludur UV-B radyasyonu. Ultraviyole radyasyonun vücut üzerindeki etkisinin bir ölçüsü olarak, minimum eritemal doz (MED) gibi bir kavram sıklıkla kullanılır, yani gözle hafif kızarıklığın fark edildiği doz. Aslında MED değeri yalnızca farklı insanlar arasında değil, aynı zamanda vücudun farklı bölgelerindeki bir kişide de değişiklik gösterir. Örneğin, beyaz tenli, bronzlaşmamış bir kişinin karın derisi için MED değeri yaklaşık 200 J/m2'dir ve bacaklarda bu değer üç kattan fazladır. Eritem genellikle ışınlamadan birkaç saat sonra ortaya çıkar. Şiddetli vakalarda kabarcıklarla birlikte gerçek bir güneş yanığı gelişir.
Epidermiste melaninin yanı sıra hangi maddeler ultraviyole radyasyonu emer? Nükleik asitler, amino asitler triptofan ve tirozin, ürokanik asit. Vücuda verilen en tehlikeli hasar nükleik asitler. UV-B aralığındaki ışığın etkisi altında, bitişik pirimidin (sitozin veya timin) bazları arasındaki kovalent bağlar nedeniyle dimerler oluşur. Pirimidin dimerleri çift sarmala sığmadığı için DNA'nın bu kısmı işlevlerini yerine getirme yeteneğini kaybeder. Hasar küçükse, özel enzimler kusurlu bölgeyi keser (ve bu da oldukça etkili bir savunma mekanizmasıdır). Ancak hasar hücrenin onarma yeteneğinden büyükse hücre ölür. Dışa doğru bu, yanmış derinin “soyulması” ile kendini gösterir. DNA hasarı mutasyonlara yol açabilir ve bunun sonucunda kanser hastalıkları. Moleküllerde başka hasarlar da meydana gelir, örneğin proteinlerle DNA çapraz bağları oluşur. Bu arada, görünür ışık nükleik asitlerdeki hasarın iyileşmesine yardımcı olur (bu olaya fotoreaktivasyon denir). Önlemek tehlikeli sonuçlar Fotokimyasal reaksiyonlara vücutta bulunan antioksidanlar yardımcı olur.
Başka bir sonuç ultraviyole ışınlama- bağışıklığın baskılanması. Bu reaksiyonun amacı güneş yanığından kaynaklanan iltihabı azaltmak olabilir ancak aynı zamanda enfeksiyona karşı direnci de azaltabilir. Bağışıklığın baskılanmasının sinyali, ürokanik asit ve DNA'nın fotokimyasal reaksiyonlarıdır.
BOSTANCILIK MODASI ENDÜSTRİYEL TOPLUMUN SİMGESİDİR
Uzun süre beyaz ten düşünüldü ayırt edici özellik asil ve zengin: sahiplerinin sabahtan akşama kadar tarlada çalışmak zorunda olmadığı hemen belli oldu. Ancak yirminci yüzyılda her şey değişti; yoksullar artık bütün günlerini fabrikalarda geçiriyordu ve zenginlerin de dinlenmeye gücü yetiyordu. temiz hava
, deniz kenarında, güzel bir altın rengi bronzluk sergiliyor. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra bronzlaşma modası yaygınlaştı; Tabaklanmış cilt, yalnızca zenginliğin değil aynı zamanda mükemmel sağlığın da bir işareti olarak görülmeye başlandı. Turizm sektörü büyüdü ve yılın herhangi bir zamanında deniz kenarında tatil imkanı sunuluyor. Ancak bir süre geçti ve doktorlar alarma geçti: bronzlaştırıcılar arasında cilt kanseri görülme sıklığının birkaç kat arttığı ortaya çıktı. Ve hayat kurtaran bir çare olarak, istisnasız herkesin, ultraviyole radyasyonu yansıtan veya emen maddeler içeren güneş kremleri ve losyonlar kullanması istendi. Kolomb zamanında bile Kızılderililerin güneşten korunmak için kendilerini kırmızıya boyadıkları biliniyor. Belki de eski Yunanlılar ve Romalılar kum ve kum karışımını kullanmışlardır. bitkisel yağ
çünkü kum güneş ışınlarını yansıtıyordu. Kimyasal güneş koruyucularının kullanımı 1920'lerde para-aminobenzoik asidin (PABA) güneş koruyucu olarak patentlenmesiyle başladı. Ancak suda çözündüğü için yüzme sonrasında koruyucu etkisi ortadan kalktı ve ayrıca cildi tahriş etti. 1970'lerde PABA'nın yerini suda neredeyse çözünmeyen ve ciddi tahrişe neden olmayan esterleri aldı. Güneş koruyucu kozmetik alanında asıl patlama 1980'lerde başladı. Ultraviyole emici maddeler (kozmetolojide bunlara "UV filtreleri" denir) yalnızca özel "plaj" kremlerine değil, aynı zamanda gündüz kullanımına yönelik hemen hemen tüm kozmetik ürünlere de eklenmeye başlandı: krem, sıvı toz, ruj. UV filtreleri çalışma prensiplerine göre ışığı yansıtan (“fiziksel”) ve absorbe eden (“kimyasal”) olmak üzere iki gruba ayrılabilir. Yansıtıcı araçlar şunları içerirçeşitli türler
Doğal olarak kozmetik üreticileri, şeffaf ve yüksek oranda çözünür "kimyasal" UV filtrelerine (fotokimyada UV emiciler olarak bilinir) daha fazla ilgi gösterdi. Bunlar arasında daha önce bahsedilen PABA ve esterleri (bugünlerde neredeyse kullanılmamaktadır, çünkü mutajenler oluşturmak üzere ayrıştıklarına dair bilgiler vardır), salisilatlar, sinamik asit türevleri (sinamatlar), antranil esterler, hidroksibenzofenonlar bulunmaktadır. Bir UV emicinin çalışma prensibi, bir ultraviyole kuantumunu emen molekülünün iç yapısını değiştirmesi ve ışık enerjisini ısıya dönüştürmesidir. En verimli ve ışığa dayanıklı UV emiciler, molekül içi proton transfer döngüsü yoluyla çalışır.
Çoğu UV emici yalnızca UV-B bölgesindeki ışığı emer. Tipik olarak güneş kremleri bir değil, hem fiziksel hem de kimyasal olmak üzere birden fazla UV filtresi içerir. Genel içerik UV filtreleri yüzde 15'i aşabilir.
Kremlerin, losyonların ve diğer kozmetik ürünlerin koruyucu etkinliğini karakterize etmek için güneş koruma faktörü (İngilizce "güneş koruma faktörü" veya SPF) olarak adlandırılan kullanılmaya başlandı. SPF fikri ilk olarak 1962'de Avusturyalı bilim adamı Franz Greiter tarafından önerildi ve kozmetik ve ilaç endüstrilerinin temsilcileri tarafından benimsendi. Güneşten korunma faktörü, korunan cilde maruz kalındığında eritem oluşması için gereken minimum ultraviyole radyasyon dozunun, korunmasız cilt üzerinde aynı etkiye neden olan doza oranı olarak tanımlanır. Popüler bir yorum yaygınlaştı: Koruma olmadan 20 dakika içinde yanarsanız, cildinize koruyucu faktörlü bir krem (örneğin 15) sürdüğünüzde, yalnızca 15 kat daha uzun süre güneşte kaldıktan sonra güneş yanığı yaşarsınız. yani 5 saat sonra.
YANLIŞ BİR KORUMA DUYUSU
Ultraviyole sorununa bir çözüm bulunmuş gibi görünüyor. Ancak gerçekte her şey o kadar basit değil. Düzenli olarak güneş kremi kullanan kişilerde melanom ve bazal hücreli karsinom gibi cilt kanseri türlerinin görülme sıklığının azalmadığı, hatta arttığına dair bilimsel literatürde raporlar yer almaya başladı. Bu endişe verici gerçek için çeşitli açıklamalar önerildi.
İlk olarak bilim insanları tüketicilerin güneş koruyucularını yanlış kullandıklarını ileri sürdü. Kremleri test ederken cilde 1 cm2 başına 2 mg krem uygulamak gelenekseldir. Ancak çalışmaların gösterdiği gibi, insanlar genellikle 2-4 kat daha az daha ince bir tabaka uygular ve koruma faktörü buna göre azalır. Ayrıca kremler ve losyonlar, örneğin banyo sırasında kısmen su ile yıkanır.
Başka bir açıklama daha vardı. Belirtildiği gibi, kimyasal UV emicilerin çoğu (ve bunlar kozmetikte en yaygın kullanılanlardır) ışığı yalnızca UV-B bölgesinde emer ve güneş yanığı. Ancak bazı verilere göre melanom UV-A radyasyonunun etkisi altında ortaya çıkıyor. Güneş kremleri, UV-B radyasyonunu bloke ederek ciltteki kızarıklıkla ilgili doğal uyarı sinyalini bloke eder, koruyucu bronzluğun oluşumunu yavaşlatır ve bunun sonucunda kişi UVA bölgesinde kansere neden olabilecek aşırı doz alır.
Araştırma sonuçları, güneş koruma faktörü yüksek krem kullananların güneşte daha fazla vakit geçirdiğini, bunun da farkında olmadan kendilerini daha fazla riske attıklarını gösteriyor.
Koruyucu kremlerin bir parçası olan kimyasal karışımının, ultraviyole radyasyona uzun süre maruz kalması durumunda, biyomoleküllerin oksidasyonunun başlatıcıları olan serbest radikallerin kaynağı haline gelebileceğini unutmamalıyız. Bazı UV filtreleri potansiyel olarak toksiktir veya alerjiye neden olur.
"Güneş" Vitamini
Ultraviyole radyasyonun birçok olumsuz etkisinin yanı sıra olumlu etkilerinin de olduğunu hatırlamanın zamanı geldi. Ve en çok parlayan örnek- D3 vitamininin fotosentezi.
Epidermis, D3 vitamininin öncüsü olan oldukça fazla 7-dihidrokolesterol içerir. UV-B ışığı ile ışınlama, henüz aktif olmayan kolekalsiferol (D3 vitamini) üretimiyle sonuçlanan bir reaksiyon zincirini tetikler. Bu madde kan proteinlerinden birine bağlanarak böbreklere taşınır. İşte şuna dönüşüyor aktif form D vitamini 3 - 1, 25-dihidroksikolekalsiferol. Kalsiyumun emilmesi için D3 vitamini gereklidir. ince bağırsak eksikliği ile normal fosfor-kalsiyum metabolizması ve kemik oluşumu gelişir; ciddi hastalık- raşitizm.
1 MED dozunda tüm vücuda ışınlama yapıldıktan sonra kandaki D3 vitamini konsantrasyonu 10 kat artar ve bir hafta sonra eski seviyesine döner. Güneşten koruyucuların kullanımı ciltte D3 vitamini sentezini engeller. Sentezi için gerekli dozlar küçüktür. Her gün yaklaşık 15 dakika kadar güneşte yüzünüzü ve ellerinizi güneş ışınlarına maruz bırakarak geçirmek yeterli kabul edilir. D3 vitamini seviyelerini korumak için gereken toplam yıllık doz 55 MED'dir.
D3 vitamininin kronik eksikliği zayıflamaya neden olur kemik dokusu. Risk grubu içinde yaşayan siyahi çocuklar da bulunmaktadır. kuzey ülkeleri ve dışarıda çok az vakit geçiren yaşlı insanlar. Bazı araştırmacılar, güneş kremleri kullanıldığında kanser vakalarındaki artışın, D3 vitamini sentezinin engellenmesinden kaynaklandığına inanmaktadır. Eksikliğinin kolon ve meme kanseri riskinin artmasına yol açması mümkündür.
Ultraviyole ışığın diğer faydalı etkileri esas olarak tıpla ilgilidir. Ultraviyole ışık sedef hastalığı, egzama ve pityriasis rosea gibi hastalıkların tedavisinde kullanılır. Danimarkalı doktor Niels Finsen ödülünü 1903'te aldı. Nobel Ödülü Derideki lupus tüberkülozunun tedavisinde ultraviyole radyasyonun kullanılması için. Kanın ultraviyole ışıkla ışınlanması yöntemi artık iltihaplı ve diğer hastalıkların tedavisinde başarıyla kullanılmaktadır.
HASIR GÜNEŞ ŞAPKA
Ultraviyole ışığın faydalı mı zararlı mı olduğu sorusunun net bir cevabı yok: evet ve hayır. Bunların çoğu doza, spektral bileşime ve vücudun özelliklerine bağlıdır. Aşırı ultraviyole radyasyon kesinlikle tehlikelidir, ancak koruyucu kremlere tamamen güvenemezsiniz. Güneş koruyucu kullanımının kanser gelişimine ne ölçüde katkıda bulunabileceğini belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Cildinizi güneş yanığından, erken yaşlanmadan korumanın ve aynı zamanda kanser riskini azaltmanın en iyi yolu giyimdir. Düzenli yazlık giysiler 10'un üzerinde koruyucu faktörlerle karakterize edilir. İyi koruyucu özellikler Pamuk kuru halde olmasına rağmen bu etkiye sahiptir (ıslandığında daha fazla ultraviyole ışınımı iletir). Geniş kenarlı şapka ve güneş gözlüklerini unutmayın.
Öneriler oldukça basit. En sıcak saatlerde güneşe maruz kalmaktan kaçının. Işığa duyarlı hale getirici özelliklere sahip ilaçlar alıyorsanız güneşe karşı özellikle dikkatli olun: sülfonamidler, tetrasiklinler, fenotiyazinler, florokinolonlar, steroidal olmayan antiinflamatuar ilaçlar ve diğerleri. Bazı bitkilerde ışığa duyarlılaştırıcılar da bulunur, örneğin St. John's wort (bkz. "Bilim ve Yaşam" No. 3, 2002). Işığın etkisi kozmetik ve parfümlerde bulunan aromatik maddelerle artırılabilir.
Bilim adamlarının güneş koruyucuları ve losyonların etkinliği ve güvenliği konusunda şüpheleri olduğu göz önüne alındığında, kesinlikle gerekmedikçe bunları (yüksek miktarda UV filtresi içeren gündüz kozmetiklerinin yanı sıra) kullanmayın. Böyle bir ihtiyaç ortaya çıkarsa, 280'den 400 nm'ye kadar geniş bir spektrumda koruma sağlayan ürünleri tercih edin. Tipik olarak bu kremler ve losyonlar çinko oksit veya diğer mineral pigmentleri içerir, bu nedenle etiketteki içerikleri dikkatlice okumak mantıklıdır.
Güneşten korunma yaşadığınız yere, mevsime ve cilt tipine bağlı olarak kişiye özel olmalıdır.
ABD'li ve İsrailli bilim insanları, Güneş'ten gelen gama radyasyonunun yoğunluğunun, Güneş'in aktivitesine ve kaynağın yüzeydeki konumuna bağlı olduğunu keşfettiler; bu, mevcut tüm teorik modellerle çelişiyor.
Bunu yapmak için araştırmacılar, 2008-2018'de Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'ndan toplanan verileri analiz etti. Makale Physical Review Letters'da yayınlandı, Physics bu konuda kısaca rapor verdi ve çalışmanın bir ön baskısı arXiv.org web sitesinde yayınlandı. Çalışmanın genişletilmiş bir versiyonu Physical Review D'de (ön baskı) yayınlandı.
Güneş radyasyonunun büyük bir kısmı spektrumun görünür (yüzde 44) ve kızılötesi (yüzde 48) bölgelerinden gelse de, yıldızımız aynı zamanda parlak bir gama ışınları kaynağıdır. Gama radyasyonu fotonlarının enerjisi (gama kuantası) 100 kiloelektronvoltu aşıyor; bu, görünür ışık fotonlarının enerjisinden yaklaşık yüz bin kat daha fazladır. Şu anda bilim adamları, bu tür yüksek enerjili fotonların oluşumu için temelde farklı iki mekanizmayı düşünüyorlar. Bir yandan, kozmik ışın elektronlarının ters Compton saçılımı nedeniyle fotonlar güneş halesinde hızlandırılabilir. Bu etki pratikte ve teoride oldukça iyi incelenmiştir; aynı zamanda yalnızca güneş patlamaları sırasında çalışır ve dört gigaelektronvolttan fazla enerji sağlamaz.
Öte yandan, kozmik ışın protonları ışık hızına yakın hızlara ulaştığında güneş moleküllerine çarptığında gama ışınları Güneş'in içinde doğabilir. Bu süreç güneş patlamalarına bağlı değildir ve 100 gigaelektronvolt mertebesinde enerjiye sahip fotonların elde edilmesine olanak tanır. Ancak bilim insanları bu sürecin fiziğini hala tam olarak anlayamıyorlar. Tek kişi teorik model Güneş diskinden gama ışınlarının emisyonunu açıklayan SSG modeli (Seckel, Stanev & Gaisser), 1991 yılında geliştirildi ve gözlemsel verilerle pek uyuşmuyor.
2014 yılında Kenny Ng liderliğindeki bir ekip, Güneş'i altı yıl boyunca gözlemleyen Fermi Uzay Teleskobu'ndan gelen verileri analiz etti ve güneş gama ışınlarının SSG modeliyle açıklanamayan çeşitli özelliklerini keşfetti. İlk olarak, güneş diskinden gelen radyasyonun yoğunluğu, koronadan gelen radyasyonun yoğunluğundan (10 gigaelektronvolt düzeyinde bir enerjide) 50 kat daha fazlaydı.
İkincisi, foton enerjisi 100 gigaelektronvolta ulaştı. Üçüncüsü, gama radyasyonunun yoğunluğunun güneş aktivitesiyle negatif ilişkili olduğu ortaya çıktı; başka bir deyişle, gama ışınlarının akışı, güneş patlamalarının yoğunluğu ve güneş lekelerinin sayısı minimum olduğunda maksimumdu. SSG modeli çok daha düşük radyasyon yoğunluğunu tahmin ediyor ve aynı zamanda açıklayamıyor mevsimsel değişiklikler yoğunluk. Ne yazık ki toplanan veriler doğru bir teori geliştirmek için yeterli değildi ve bu nedenle bilim insanları gözlemlerine devam etti.
Şimdi araştırmacılar benzer bir analizin sonuçlarını sundular - ancak bu sefer gözlemler neredeyse 11 yıllık güneş aktivitesi döngüsünü (2008'den 2018'e kadar) kapsıyordu ve daha yüksek kalitedeydi (yani daha fazla mekansal ve enerjiye sahiptiler) çözünürlük) veri işleme algoritmasındaki değişiklikler nedeniyle. Bu, bilim adamlarının güneş gama radyasyonunun birkaç özelliğini daha tanımlamasına olanak sağladı.
Radyasyonun yoğunluğunun yalnızca döngünün fazına değil, aynı zamanda noktanın Güneş yüzeyindeki konumuna da bağlı olduğu ortaya çıktı - başka bir deyişle, radyasyonda kutupsal ve ekvator bileşenleri ayırt edilebilir. zamanla farklı şekilde değişir. Polar bileşen neredeyse sabittir. güneş döngüsü ve spektrumu 100 gigaelektronvolttan sonra aniden sona eriyor. Aynı zamanda ekvatoral bileşen, güneş aktivitesinin minimum seviyesinde (bu durumda, 2009'da) keskin bir şekilde artar ve diğer zaman aralıklarında ihmal edilebilir düzeydedir ve spektrumu 200 gigaelektronvolta kadar uzanır. Toplamda, tüm gözlem süresi boyunca gökbilimciler, enerjisi 100 gigaelektronvolttan fazla olan dokuz foton kaydetti - bunların hepsi ekvator bölgelerinden geldi, sekizi 2009'da (önceki minimum) ve diğeri 2018'in başında yayıldı ( yeni bir minimumun başlangıcı). Ek olarak, 13 Aralık 2008'de araştırmacılar bir "çift" olay kaydettiler - 100 gigaelektronvolttan fazla enerjiye sahip neredeyse eşzamanlı iki patlama (ateşlemeler yaklaşık 3,5 saatlik bir zaman aralığıyla ayrılmıştı). Bilim insanları, bu patlamaların 12 Aralık'ta başlayan koronal kitlesel püskürmeyle ilişkili olabileceğini belirtiyor.
Elbette bu bağımlılıklar SSG modeli çerçevesinde açıklanamaz çünkü radyasyon yoğunluğunun zamana ve Güneş yüzeyindeki bir noktanın konumuna bağlı olmadığını öngörmektedir. Bu nedenle bilim adamları birkaç şeye baktılar. alternatif modeller- örneğin kozmik ışınların Güneş'in manyetik alanları tarafından odaklanması veya yakalanması - ancak bunların hiçbiri gözlemlenen bağımlılıkları yeniden üretemedi. Yine de makalenin yazarları Güneş'i gözlemlemeye devam ediyor ve gelecekte doğru bir modelin geliştirileceğini umuyor.
2008'den beri uzay teleskopu Fermi yörüngeye fırlatıldı ve birçok büyük keşif yapmayı başardı. Örneğin, Kasım 2015'te teleskop, parlaklığı önceki rekor sahibinin parlaklığından yirmi kat daha yüksek olan en güçlü gama ışını pulsarını keşfetti. Haziran 2016'da bir gama ışını patlaması kaydetti. toplam enerji bu da güneş maddesinin tamamen yok olması kütlesine eşdeğerdir (~2.5?1054 erg). Ekim 2017'de Fermi, tarihte ilk kez, yerçekimsel dalgaların birleşmesiyle neredeyse aynı anda gelen gama radyasyonunu tespit etti. nötron yıldızları.
Ayrıca bilim insanları teleskop kullanarak Güneş'in uzak tarafında bir parlama görmeyi başardılar ve şunu gösterdiler: karanlık madde merkezden yayılan aşırı gama radyasyonuna karışmaz Samanyolu. Fermi teleskopunun çalışmaları hakkında daha fazla bilgiyi astrofizikçi Boris Stern'ün misyonun onuncu yıldönümüne ithaf ettiği makalelerden okuyabilirsiniz.
Çünkü kozmik ışınlar Güneş'in maddesi tarafından emilir, yıldızın yakınında yoğunlukları keskin bir şekilde düşer - gama radyasyonu ışığında karakteristik bir "gölge" oluşturdukları ortaya çıkar. The Tibet AS, bu Ocak ayında bu gölgenin yıl boyunca nasıl değiştiğini ölçerek mi? gezegenlerarası etkileşimin büyüklüğü tahmin edildi manyetik alan ve gözlemsel sonuçların potansiyel manyetik alan teorisinden neredeyse bir buçuk kat saptığını gösterdi. Bu, teorinin çalışması için gerekli bazı yaklaşımların pratikte geçerli olmadığını gösterir.
