Astronomie

Quelle est cette toile à la surface du Soleil ?

Quelle est cette toile à la surface du Soleil ?

Je parcourais mon flux de médias sociaux et j'ai trouvé le message ci-joint trop fréquent. La légende dit que c'est la meilleure image de notre Soleil. À titre d'exemple, l'univers d'aujourd'hui est l'image à la plus haute résolution jamais prise de la surface du soleil

Pourquoi? Quelles sont exactement les lignes noires qui ressemblent à une sorte de toile, et de tels motifs seront-ils observés si l'étoile n'était pas le Soleil mais une autre étoile ? Sont-ils communs ?


Les lignes sombres sont des zones plus froides au bord des cellules de convection, où le plasma refroidi descend vers l'intérieur du Soleil. Maintenant "plus froid" pour la surface du Soleil, c'est encore assez chaud, comme expliqué ici.

Les parties jaunes sont l'endroit où le plasma remonte à la surface. Chaque tache jaune (qui a en fait la taille d'un pays) s'appelle un granule, et cet aspect en forme de toile s'appelle granulation.

Dans la partie externe du Soleil (la zone de convection dans l'image ci-dessous), il y a de la convection, c'est-à-dire que le plasma plus chaud flotte vers le haut, se refroidit à la surface et redescend, comme dans une lampe à lave.

L'existence d'une zone convective dans la partie externe de l'étoile est déterminée par la masse de l'étoile, et toutes les étoiles avec une zone convective dans leur couche supérieure sont supposées avoir de tels modèles de granulation. Ainsi, les étoiles comme notre soleil, ou plus petites, ont ces motifs.

Pour les étoiles plus grandes, cependant, la zone convective se trouve dans la partie interne de l'étoile et la partie externe de l'étoile est la zone radiative, il se peut donc qu'il n'y ait pas les mêmes motifs à la surface.


J'ajouterai à la réponse de @usernumber quelques graphiques. Malheureusement, nous ne pouvons pas encore « avoir des YouTube » pour une raison quelconque, je vais donc simplement ajouter les liens.

Il y a deux vidéos du Soleil liées dans l'article Bad Astronomy de Phil Plait

  • DKIST première vidéo haute résolution lumineuse de granulés solaires
  • DKIST Première vidéo lumineuse de granulation solaire (grand angle).

Voici le même type de cellules de convection montrées dans des paramètres plus familiers :


L'explication du numéro d'utilisateur sur les régions claires et sombres est correcte, mais il y a plus de détails à ajouter sur la granulation sur d'autres étoiles.

Une granulation est attendue sur d'autres étoiles avec des zones de convection en surface, mais les propriétés et les échelles de temps de la granulation peuvent être assez différentes.

Sur le Soleil, les granules apparaissent et disparaissent dans des délais de 10 à 30 minutes et les granules ont un diamètre caractéristique d'environ 1500 km. Il y en a donc environ 4 millions visibles sur la photosphère solaire.

La taille des granules devrait varier en fonction de la hauteur de l'échelle gravitationnelle dans la photosphère, qui est proportionnelle à $T_{ meff}/g$. Ainsi, les étoiles avec des températures plus basses (étoiles K et M) devraient avoir des granules plus petits, mais les étoiles avec des gravités de surface inférieures (sous-géantes et géantes) devraient avoir des modèles de granulation beaucoup plus gros (Cranmer et al. 2014).

En fait, étant donné que la gravité évolue comme $R^{-2}$, le rapport du rayon de l'étoile à la taille d'un granule diminue à mesure que la gravité diminue. Ainsi, les géants devraient avoir des granules beaucoup moins nombreux mais plus gros.

Les délais sont également différents. La fréquence de granulation semble évoluer avec la fréquence de crête des oscillations du mode p, qui à son tour évolue comme $g/sqrt{T_{ m eff}}$, et donc les étoiles plus froides ont une granulation de fréquence plus élevée, mais les géantes, avec une gravité de surface inférieure de 1 à 2 ordres de grandeur, ont des modèles de granulation qui changent beaucoup plus lentement (Kallinger et al. 2014).

La vérité de ce qui précède a été essentiellement confirmée en utilisant la variabilité intégrée au disque observée dans les étoiles surveillées par le satellite Kepler.

Bien sûr, le motif de granulation ne peut pas être imagé dans les étoiles distantes, sauf dans les étoiles avec les plus grands rayons et les plus grands motifs de granulation. Certains prétendent que les variations de luminosité de surface sur Bételgeuse sont dues à la granulation, mais les premières images vraiment crédibles sont celles de l'hypergéante proche. $pi^1$ Gruis (Paladini et al. 2017). Cette étoile a la moitié de la température du Soleil et sa gravité est d'environ $10^5$ fois plus bas. D'après les idées ci-dessus, les granules devraient être 50 000 fois plus gros que sur le Soleil, soit un diamètre de 75 millions de km.

Le rayon de $pi^1$ Gru est d'environ 250 millions de km, donc sa surface ne sera couverte que par une centaine de granules, à peu près en accord avec ce qui est observé (voir ci-dessous).

Image proche infrarouge du VLT de $pi^1$ Gru (ESO).


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LE SOLEIL
Introduction au Soleil Structure solaire Taille, masse Fusées éclairantes, , Proéminences Naissance du soleil Éclipses solaires Activités,
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Rotation solaire Taches solaires La mort du soleil

Introduction au Soleil
Notre soleil est une étoile située au centre de notre système solaire. C'est une énorme boule en rotation de gaz chauds et de réactions nucléaires qui illumine la Terre et nous fournit de la chaleur.

La magnitude absolue du soleil (sa luminosité intrinsèque) est de +4,83. Son type stellaire est G (une étoile qui absorbe de fortes raies métalliques dans son spectre).

Les Grecs appelaient le Soleil « Hélios », les Romains l'appelaient « Sol ».

Diagramme orbital planète-soleil
Étiquetez l'aphélie (point le plus éloigné de l'orbite) et le périhélie (point le plus proche de l'orbite) d'une planète en orbite.
Réponses Notre soleil est une étoile jaune de taille moyenne située à 93 026 724 milles (149 680 000 km ou 1 unité astronomique) de la Terre.

La Terre est la plus proche du Soleil (c'est ce qu'on appelle le périhélie) vers le 2 janvier de chaque année (91,4 millions de milles = 147,1 millions de km) elle est la plus éloignée du Soleil (c'est ce qu'on appelle l'aphélie) vers le 2 juillet de chaque année (94,8 millions de milles = 152,6 millions de km).

LA TEMPÉRATURE DU SOLEIL
Le noyau du Soleil peut atteindre 10 à 22,5 millions de degrés F. La température de surface est d'environ 9 900°F (5 500°C). L'atmosphère extérieure du Soleil (que nous pouvons voir lors d'une éclipse solaire) redevient extrêmement chaude, jusqu'à 1,5 à 2 millions de degrés. Au centre des grosses taches solaires, la température peut descendre jusqu'à 7300 °F (4300 K, 4000 °C). La température du Soleil est déterminée en mesurant la quantité d'énergie (chaleur et lumière) qu'il émet.

COMPOSITION DU SOLEIL
Le Soleil est composé d'environ 2 x 10 30 kilogrammes de gaz. Il est composé d'environ 75 % d'hydrogène et 25 % d'hélium. Environ 0,1% sont des métaux (fabriqués à partir d'hydrogène par fusion nucléaire). Ce rapport change au fil du temps (très lentement), à mesure que les réactions nucléaires se poursuivent, convertissant les atomes plus petits en atomes plus massifs.

Depuis que le Soleil s'est formé il y a 4,5 milliards d'années, il a utilisé environ la moitié de son approvisionnement initial en hydrogène.

Notre Soleil est une étoile de deuxième ou troisième génération. Les étoiles de deuxième génération ne brûlent pas seulement de l'hydrogène, elles brûlent également des éléments plus lourds, comme l'hélium et les métaux (éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium), et se sont formées à partir d'explosions de supernova (les débris d'étoiles de population II explosées).

L'élément hélium a été nommé d'après le Soleil (appelé « Hélios » en grec) car il a été découvert pour la première fois sur le Soleil. L'hélium est abondant sur le Soleil mais rare sur Terre. L'élément hélium a été découvert par Jules Janssen lors de l'éclipse solaire totale de 1868 lorsqu'il a détecté une nouvelle raie dans le spectre d'absorption solaire. Norman Lockyer a suggéré le nom d'hélium.

La composition du Soleil est étudiée à l'aide de la spectroscopie dans laquelle la lumière visible (le spectre) du Soleil est étudiée.

PRODUCTION D'ÉNERGIE NUCLÉAIRE
Au cœur du Soleil, la fusion nucléaire produit d'énormes quantités d'énergie, par le processus de conversion des noyaux d'hydrogène en noyaux d'hélium (fusion nucléaire).

Bien que la production nucléaire du soleil ne soit pas tout à fait cohérente, chaque seconde le Soleil convertit environ 600 000 000 de tonnes de noyaux d'hydrogène en noyaux d'hélium. Ces réactions de fusion convertissent une partie de la masse de ces atomes (environ 4 millions de tonnes) en énergie et libèrent une énorme quantité de cette énergie thermique et lumineuse dans le système solaire. Dans ces réactions de fusion, le Soleil perd 4 millions de tonnes de masse par seconde. Le Soleil sera à court de carburant dans environ 5 milliards (5 000 000 000) d'années. Lorsque cela se produira, le Soleil explosera en une nébuleuse planétaire, une gigantesque coquille de gaz qui détruira les planètes du système solaire (y compris la Terre).

L'ÂGE DU SOLEIL
Le Soleil s'est formé il y a 4,5 milliards d'années, lorsque le système solaire s'est formé à partir d'un nuage de gaz et de poussière.

ÉTUDIER LE SOLEIL
Les astronomes étudient le Soleil à l'aide d'instruments spéciaux. Les scientifiques analysent comment et pourquoi la quantité de lumière du Soleil varie au fil du temps, l'effet de la lumière du Soleil sur le climat de la Terre, les raies spectrales, le champ magnétique du Soleil, le vent solaire et de nombreux autres phénomènes solaires. Les régions externes du Soleil (la couronne) sont étudiées lors des éclipses solaires.

NE REGARDEZ JAMAIS DIRECTEMENT LE SOLEIL ! Regarder le soleil peut vous aveugler ou provoquer des cataractes.

EXPLORATION SOLAIRE
Le vaisseau spatial Ulysse, une mission conjointe de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), a été lancé depuis la navette spatiale en octobre 1990 pour explorer le soleil. Il a étudié le magnétisme du soleil, les proéminences solaires et les éjections de masse coronale (en orbite au-dessus du pôle sud du Soleil en 1994 et au-dessus du pôle nord en 1995), et achèvera une deuxième orbite solaire en décembre 2001.


Anticiper

Pendant la majeure partie du vingtième siècle, les trous noirs semblaient relever de la science-fiction, représentés soit comme des aspirateurs monstres consommant toute la matière qui les entoure, soit comme des tunnels d'un univers à un autre. Mais la vérité sur les trous noirs est presque plus étrange que la fiction. En poursuivant notre voyage dans l'univers, nous découvrirons que les trous noirs sont la clé pour expliquer de nombreux objets mystérieux et remarquables, y compris les étoiles effondrées et les centres actifs des galaxies géantes.

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    • Auteurs : Andrew Fraknoi, David Morrison, Sidney C. Wolff
    • Éditeur/site Web : OpenStax
    • Titre du livre : Astronomie
    • Date de parution : 13 octobre 2016
    • Lieu : Houston, Texas
    • URL du livre : https://openstax.org/books/astronomy/pages/1-introduction
    • URL de la section : https://openstax.org/books/astronomy/pages/24-thinking-ahead

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    La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit que la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique s'allongera à mesure qu'il sortira d'un puits gravitationnel. Les photons doivent dépenser de l'énergie pour s'échapper, mais en même temps doivent toujours voyager à la vitesse de la lumière, donc cette énergie doit être perdue par un changement de fréquence plutôt que par un changement de vitesse. Si l'énergie du photon diminue, la fréquence diminue également. Cela correspond à une augmentation de la longueur d'onde du photon, ou à un décalage vers l'extrémité rouge du spectre électromagnétique – d'où le nom : redshift gravitationnel. Cet effet a été confirmé dans des expériences de laboratoire menées dans les années 1960.

    L'inverse est également vrai. La longueur d'onde observée d'un photon tombant dans un puits gravitationnel sera raccourcie, ou gravitationnellement ‘blueshifted’, à mesure qu'il gagne de l'énergie.

    A titre d'exemple, prenons l'étoile naine blanche Sirius B, avec un champ gravitationnel

    100 000 fois plus fort que la Terre’s. Bien que cela semble extrême, cela est toujours considéré comme un champ relativement faible, et le décalage vers le rouge gravitationnel peut être approximé par :

    z est le redshift gravitationnel, g est la constante gravitationnelle de Newton, M est la masse de l'objet, r est la distance de départ du photon à partir de M, et c est la vitesse de la lumière. Dans ce cas, le décalage vers le rouge gravitationnel subi par un photon émis par la surface de l'étoile est un minuscule 3 &# 215 10 -4 . En d'autres termes, les longueurs d'onde sont décalées de moins d'une partie sur 30 000.

    Pour le rayonnement émis dans un fort champ gravitationnel, comme par exemple à la surface d'une étoile à neutrons ou à proximité de l'horizon des événements d'un trou noir, le décalage vers le rouge gravitationnel peut être très important et est donné par :

    Étudiez l'astronomie en ligne à l'Université de Swinburne
    Tout le matériel est © Swinburne University of Technology, sauf indication contraire.


    Quelle est cette toile à la surface du Soleil ? - Astronomie

    La photosphère est la surface visible du Soleil que nous connaissons le mieux. Le Soleil étant une boule de gaz, il ne s'agit pas d'une surface solide mais d'une couche d'environ 100 km d'épaisseur (très, très, mince par rapport aux 700 000 km de rayon du Soleil). Lorsque nous regardons le centre du disque du Soleil, nous regardons droit vers l'intérieur et voyons des régions un peu plus chaudes et plus lumineuses. Lorsque nous regardons le bord ou le bord du disque solaire, nous voyons de la lumière qui a emprunté un chemin oblique à travers cette couche et nous ne voyons qu'à travers les régions supérieures, plus froides et plus sombres. Ceci explique l'"obscurcissement du membre" qui apparaît comme un assombrissement du disque solaire près du membre.

    Un certain nombre de caractéristiques peuvent être observées dans la photosphère avec un simple télescope (avec un bon filtre pour réduire l'intensité de la lumière solaire à des niveaux observables en toute sécurité). Ces caractéristiques comprennent les taches solaires sombres, les facules brillantes et les granules. On peut aussi mesurer le flux de matière dans la photosphère grâce à l'effet Doppler. Ces mesures révèlent des caractéristiques supplémentaires telles que des supergranules ainsi que des écoulements à grande échelle et un schéma d'ondes et d'oscillations.

    Le Soleil tourne sur son axe une fois tous les 27 jours environ. Cette rotation a d'abord été détectée en observant le mouvement des taches solaires dans la photosphère. L'axe de rotation du Soleil est incliné d'environ 7,15 degrés par rapport à l'axe de l'orbite terrestre, de sorte que nous voyons davantage le pôle nord du Soleil en septembre de chaque année et davantage son pôle sud en mars.

    Puisque le Soleil est une boule de gaz, il n'a pas à tourner de manière rigide comme le font les planètes solides et les lunes. En fait, les régions équatoriales du Soleil tournent plus vite (environ 24 jours) que les régions polaires (qui tournent une fois en plus de 30 jours). La source de cette "rotation différentielle" est un domaine de recherche actuel en astronomie solaire.


    Météo spatiale

    Le Soleil est la source du vent solaire, un flux de gaz du Soleil qui passe devant la Terre à des vitesses de plus de 500 km par seconde (un million de miles par heure). Les perturbations du vent solaire ébranlent le champ magnétique terrestre et pompent de l'énergie dans les ceintures de rayonnement. Les régions à la surface du Soleil s'embrasent souvent et émettent de la lumière ultraviolette et des rayons X qui réchauffent la haute atmosphère terrestre. Cette « météo spatiale » peut modifier les orbites des satellites et raccourcir la durée de vie des missions. L'excès de rayonnement peut endommager physiquement les satellites et constituer une menace pour les astronautes. Les secousses du champ magnétique terrestre peuvent également provoquer des surtensions dans les lignes électriques qui détruisent les équipements et coupent l'électricité sur de vastes zones. Au fur et à mesure que nous devenons plus dépendants des satellites dans l'espace, nous ressentirons de plus en plus les effets de la météo spatiale et devrons les prévoir.


    La surface du soleil

    Le Soleil peut sembler jaune et lisse dans notre ciel, mais il a en fait une "surface" assez marbrée. En fait, le Soleil n'a pas de surface dure telle que nous la connaissons sur Terre, mais a plutôt une couche externe d'un gaz électrifié appelé "plasma" qui semble être une surface. Il contient des taches solaires, des proéminences solaires et est parfois perturbé par des explosions appelées éruptions. À quelle fréquence ces taches et ces éruptions se produisent-elles ? Cela dépend de la position du Soleil dans son cycle solaire. Lorsque le Soleil est le plus actif, il est au "maximum solaire" et nous voyons beaucoup de taches et d'explosions solaires. Lorsque le soleil se calme, il est au "minimum solaire" et il y a moins d'activité. En fait, pendant de telles périodes, cela peut sembler assez fade pendant de longues périodes.


    Surface et structure

    La surface de la Terre est très jeune – cela signifie que la surface a beaucoup changé depuis sa formation. L'érosion et les processus tectoniques, comme les tremblements de terre, par exemple, détruisent, recréent et remodèlent la majeure partie de la surface de la Terre.

    La Terre est actuellement la seule planète connue où l'eau peut exister sous forme liquide à la surface. La majeure partie de notre planète est recouverte d'eau, à environ 71%. Les vastes océans maintiennent les températures sur Terre stables, ce qui est crucial pour le maintien de la vie. L'eau est essentielle à la vie, du moins telle que nous la connaissons.

    L'eau est également responsable de la majeure partie de l'érosion et de l'altération des continents de la Terre, un processus unique dans notre système solaire. Notre Terre a quatre couches principales : un noyau interne au centre, un noyau externe qui l'enveloppe, le manteau et la croûte.


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      . Je présente la place de l'astronomie dans la science et donne une idée de la taille et des échelles de temps impliquées. Également une discussion sur la méthode scientifique et comment l'astrologie n'est pas une science et ce qui fait de l'astronomie une science.

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    . Je discute de la sphère céleste, des mouvements du Soleil (jours solaires et sidéraux, fuseaux horaires, équation du temps et saisons), des mouvements de la Lune (phases et éclipses, y compris mes propres images de certaines éclipses solaires) et des mouvements planétaires. Mettre à jour: diagrammes et animations supplémentaires pour décrire les phases de la lune.

    . Je me concentre sur l'essor de la science moderne en Europe, des Grecs anciens à Kepler.

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    . Je discute des théories de la relativité restreinte et de la relativité générale d'Einstein. Les concepts d'espace-temps et de gravité en tant que déformation de l'espace-temps sont introduits avec des preuves d'observation de ses théories, y compris la recherche d'ondes de gravité avec LIGO. Mettre à jour: Découvertes LIGO/Vierge.

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    . Couvre les réfracteurs, les réflecteurs, les radiotélescopes, le pouvoir de collecte de la lumière, le pouvoir de résolution, les interféromètres, le grossissement et la distorsion atmosphérique telle que la vision, le rougissement et l'extinction. Également une section avec des conseils sur l'achat d'un télescope. Mises à jour: ajout d'une section sur l'achat de télescopes personnels et mise à jour de matériel sur les nouveaux grands télescopes de recherche dans un avenir proche.

    . Ce chapitre est une introduction à la science planétaire. Je discute des techniques utilisées par les astronomes pour en savoir plus sur les planètes, leurs atmosphères (ce qui détermine si une atmosphère colle autour du comportement des gaz ce qui détermine la température de surface couches atmosphériques le transport des effets énergétiques des nuages, des montagnes et des océans météo vs climat et agents du changement climatique avec rétroactions et apparence), leurs champs magnétiques (théorie de la dynamo magnétique) et leurs intérieurs, y compris les forces géologiques à l'œuvre pour remodeler leurs surfaces. Dans une section distincte, je me concentre sur une comparaison entre les atmosphères de la Terre, de Vénus et de Mars et sur les raisons pour lesquelles elles sont maintenant si radicalement différentes les unes des autres (effet de serre, cycle du carbone, réfrigérateur en fuite, serre en fuite, etc.) La discussion sur Mars inclut désormais preuves pour l'eau liquide dans la glace d'eau passée et souterraine. La discussion sur la Terre inclut désormais le rôle de la tectonique des plaques dans le cycle du carbone, la preuve de la contribution humaine au dioxyde de carbone atmosphérique et à l'augmentation de la température mondiale observée. Il existe des liens vers deux organigrammes : une comparaison Terre-Vénus-Mars et un organigramme des calculs impliqués pour déterminer si une atmosphère persiste pendant des milliards d'années. Je termine le chapitre par une discussion sur les principales lunes du système solaire et des systèmes d'anneaux. Mises à jour: section météo contre climat, champs magnétiques, ressources sur les tremblements de terre, ressources de discussion sur le changement climatique, lunes joviennes, anneaux, Mars et réparation des liens brisés vers des sites Web externes (tâche sans fin car les autres sites Web n'ont pas de structures stables).

    Album photo Belle planète de la photographie de la nature contient des images de montagnes, de lacs, de ruisseaux, de cascades, de grands arbres, de fleurs, d'aurores, d'autres images de paysages et quelques images d'insectes et de grenouilles. La plupart des images proviennent de l'ouest des États-Unis, mais certaines proviennent également de l'est de l'Australie et les aurores proviennent de Fairbanks, en Alaska. Les ensembles de photos du parc national comprennent : Crater Lake, Bryce Canyon, Grand Canyon, Zion, Grand Teton, Yellowstone, Devils Tower et Glacier. Le reste de l'album provient de divers endroits magnifiques de l'ouest des États-Unis et de l'est de l'Australie.

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    . Les bases des météorites, des astéroïdes et des comètes sont présentées et comment elles peuvent nous dire le « quand » et le « comment » de la formation du système solaire. A la fin se trouve une exploration des autres systèmes planétaires. Mises à jour: Mission Rosetta sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, New Horizons at Pluton et les exoplanètes.

    . Notes pour les propriétés des étoiles et comment nous les déterminons. Des choses comme les distances aux étoiles, leurs masses, leurs rayons, leur composition et leurs vitesses. Également diagramme HR, types spectraux et parallaxe spectroscopique. Les dangers des effets de sélection et des échantillons biaisés sont également discutés avec l'application de trouver à quoi ressemble une étoile typique. Mettre à jour: ajuster à la section loi carrée inverse.

    . Ce chapitre couvre : Le Soleil, l'intérieur des étoiles et la fusion nucléaire, les neutrinos, le problème des neutrinos solaires et l'héliosismologie. Le concept d'équilibre hydrostatique est utilisé pour expliquer la relation masse-luminosité et la raison de la coupure de masse aux extrémités haute et basse. Mises à jour: Images de l'éclipse solaire de 2017, correction des liens brisés vers des sites Web externes et ajout de ressources supplémentaires.

    . Ce chapitre couvre : l'évolution stellaire (les neuf étapes) et les vestiges stellaires (naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs). Mises à jour: du matériel supplémentaire et des diagrammes dans la section sur la nucléosynthèse stellaire, les résultats LIGO/Virgo sur les trous noirs et la correction des liens brisés vers des sites Web externes.

    . Ce chapitre couvre : la poussière et le gaz entre les étoiles et la façon dont nous utilisons le rayonnement de la ligne de 21 cm pour cartographier la Galaxie. Aussi, la structure de la Voie Lactée, notre place dans celle-ci, et comment nous déterminons ces choses. La courbe de rotation et l'existence du halo de matière noire, des populations stellaires et du centre galactique sont également discutées. Mises à jour: correction des liens brisés vers des sites Web externes et mise à jour du contenu dans les céphéides et les sections centrales de trous noirs supermassifs.

    . Ce chapitre couvre : les caractéristiques d'autres galaxies normales, les galaxies actives et la recherche de distances par rapport à d'autres galaxies (cela inclut l'échelle des distances). En outre, la structure à grande échelle est couverte (amas de galaxies et collisions et superamas). Mises à jour: correction des liens brisés vers des sites Web externes et mise à jour du matériel sur la matière noire dans les galaxies, les origines des galaxies, les collisions de galaxies et les fusions d'ampères, la structure à grande échelle (superamas), les simulations de superordinateurs des mouvements et de l'évolution des galaxies, l'imagerie du trou noir supermassif de M87 avec le télescope Event Horizon et la page "Étapes vers la constante de Hubble".

    . Ce chapitre couvre la cosmologie : l'étude de la nature, de l'origine et de l'évolution de l'univers dans son ensemble. Le sujet de l'échelle de distance est traité dans le document Étapes vers la constante de Hubble. Je discute du paradoxe d'Olbers, du rayonnement de fond cosmique micro-ondes, du destin de l'univers (ouvert ou fermé), de la matière noire, de l'énergie noire, de l'inflation et de la constante cosmologique. Mises à jour: correction des liens rompus vers des sites Web externes et mise à jour du matériel sur le rayonnement de fond cosmique micro-ondes de la mission Planck, les observations des premières galaxies, la matière noire, le spectre de puissance de température (également ajouté un graphique de la publication finale des données de Planck en 2018), la discussion BICEP2, l'énergie noire et la tension avec Mesures constantes de Hubble.

    Annexes

    Moment angulaire en astronomie. Je définis le moment angulaire et donne plusieurs exemples de moment angulaire en astronomie : la deuxième loi de Kepler sur le mouvement orbital, le système Terre-Lune, les étoiles à neutrons en rotation rapide, le disque d'accrétion dans un système binaire et un nuage galactique qui s'effondre.

    Révision rapide des mathématiques. Voici un aperçu rapide de quelques mathématiques de base : travailler avec des fractions et des pourcentages, des exposants, des racines, des puissances de dix, travailler avec des nombres vraiment GRAND ou vraiment petits --- la notation scientifique et le système métrique. Je suppose que le lecteur a déjà eu ce genre de choses auparavant, donc la lecture rapide sera suffisante pour rafraîchir la mémoire dormante.

    Les tables. Constantes d'astronomie, constantes physiques, planètes (propriétés orbitales, caractéristiques physiques, atmosphères), 100 étoiles les plus proches et 100 étoiles les plus brillantes vues de la Terre.

    Glossaire. Définitions des termes d'astronomie utilisés dans ce site Web.

    1. Compétences d'étude : grandes attentes, manuel de « lecture d'étude », devoirs, examens et rédaction (sans dactylographie) de notes de cours. Le collège n'est pas le lycée --- de plus grandes attentes de l'étudiant ! Aussi, quelques conseils pour améliorer vos compétences d'étude afin que vous étudiiez plus efficacement et passiez les examens avec de meilleurs résultats. Bien que les conseils pour les devoirs et les examens s'adressent à mes propres étudiants, la plupart de ces conseils s'appliqueront également aux étudiants d'autres écoles.Nouvelle page ajoutée expliquant pourquoi il est préférable d'ÉCRIRE vos notes de cours au lieu de les taper. . Un bref aperçu d'une carrière dans la recherche en astronomie. Il couvre les goûts et les attitudes des astronomes chercheurs, le besoin d'une capacité d'écriture formelle, le lieu de travail des astronomes et l'échelle salariale attendue. Assez bref pour tenir sur une seule feuille de papier, dos à dos. Données du Bureau of Labor Statistics sur le salaire médian et les taux de chômage pour différents niveaux de scolarité (diplôme d'associé, licence, maîtrise, etc.). Mis à jour annuellement une fois que tous les formulaires d'impôt sur le revenu ont été compilés.
      . Liens vers plus d'informations sur l'astronomie sur le Web. Il y a plein de trucs de bonne qualité ! . (ma "page d'accueil")
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    Dernière mise à jour de cette page : 15 janvier 2021
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    La diminution de l'activité solaire pourrait apporter une nouvelle ère glaciaire d'ici 2030

    Cette image du Soleil a été prise par la mission Solar Dynamics Observations de la NASA le 15 juillet 2015, à une longueur d'onde de 304 Angstroms. Crédit d'image : Observations de la dynamique solaire de la NASA. The arrival of intense cold similar to the one that raged during the “Little Ice Age”, which froze the world during the 17th century and in the beginning of the 18th century, is expected in the years 2030&mdash2040. These conclusions were presented by Professor V. Zharkova (Northumbria University) during the National Astronomy Meeting in Llandudno in Wales by the international group of scientists, which also includes Dr Helen Popova of the Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics and of the Faculty of Physics of the Lomonosov Moscow State University, Professor Simon Shepherd of Bradford University and Dr Sergei Zharkov of Hull University.

    It is known that the Sun has its own magnetic field, the amplitude and spatial configuration of which vary with time. The formation and decay of strong magnetic fields in the solar atmosphere results in the changes of electromagnetic radiation from the Sun, of the intensity of plasma flows coming from the Sun, and the number of sunspots on the Sun’s surface. The study of changes in the number of sunspots on the Sun’s surface has a cyclic structure vary in every 11 years that is also imposed on the Earth environment as the analysis of carbon-14, beryllium-10 and other isotopes in glaciers and in the trees showed.

    There are several cycles with different periods and properties, while the 11-year cycle, the 90-year cycle are the best known of them. The 11-year cycle appears as a cyclical reduction in stains on the surface of the Sun every 11 years. Its 90-year variation is associated with periodic reduction in the number of spots in the 11-year cycle in the 50-25%. In 17th century, though, there was a prolonged reduction in solar activity called the Maunder minimum, which lasted roughly from 1645 to 1700. During this period, there were only about 50 sunspots instead of the usual 40-50 thousand sunspots. Analysis of solar radiation showed that its maxima and minima almost coincide with the maxima and minima in the number of spots. In this 1677 painting by Abraham Hondius, “The Frozen Thames, looking Eastwards towards Old London Bridge,” people are shown enjoying themselves on the ice. In the 17th century there was a prolonged reduction in solar activity called the Maunder minimum, which lasted roughly from 1645 to 1700. During this period, there were only about 50 sunspots recorded instead of the usual 40-50 thousand. Image credit: Museum of London. In the current study published in 3 peer-reviewed papers the researchers analysed a total background magnetic field from full disk magnetograms for three cycles of solar activity (21-23) by applying the so-called “principal component analysis”, which allows to reduce the data dimensionality and noise and to identify waves with the largest contribution to the observational data. This method can be compared with the decomposition of white light on the rainbow prism detecting the waves of different frequencies. As a result, the researchers developed a new method of analysis, which helped to uncover that the magnetic waves in the Sun are generated in pairs, with the main pair covering 40% of variance of the data (Zharkova et al, 2012, MNRAS). The principal component pair is responsible for the variations of a dipole field of the Sun, which is changing its polarity from pole to pole during 11-year solar activity.

    The magnetic waves travel from the opposite hemisphere to the Northern Hemisphere (odd cycles) or to Southern Hemisphere (even cycles), with the phase shift between the waves increasing with a cycle number. The waves interacts with each other in the hemisphere where they have maximum (Northern for odd cycles and Southern for even ones). These two components are assumed to originate in two different layers in the solar interior (inner and outer) with close, but not equal, frequencies and a variable phase shift (Popova et al, 2013, AnnGeo).

    The scientists managed to derive the analytical formula, describing the evolution of these two waves and calculated the summary curve which was linked to the variations of sunspot numbers, the original proxy of solar activity, if one used the modulus of the summary curve (Shepherd et al, 2014, ApJ). By using this formula the scientists made first the prediction of magnetic activity in the cycle 24, which gave 97% accuracy in comparison with the principal components derived from the observations.

    Inspired by this success, the authors extended the prediction of these two magnetic waves to the next two cycle 25 and 26 and discovered that the waves become fully separated into the opposite hemispheres in cycle 26 and thus have little chance of interacting and producing sunspot numbers. This will lead to a sharp decline in solar activity in years 2030&mdash2040 comparable with the conditions existed previously during the Maunder minimum in the XVII century when there were only about 50-70 sunspots observed instead of the usual 40-50 thousand expected.

    The new reduction of the solar activity will lead to reduction of the solar irradiance by 3W/m 2 according to Lean (1997). This resulted in significant cooling of Earth and very severe winters and cold summers. “Several studies have shown that the Maunder Minimum coincided with the coldest phase of global cooling, which was called “the Little Ice Age”. During this period there were very cold winters in Europe and North America. In the days of the Maunder minimum the water in the river Thames and the Danube River froze, the Moscow River was covered by ice every six months, snow lay on some plains year round and Greenland was covered by glaciers” – says Dr Helen Popova, who developed a unique physical-mathematical model of the evolution of the magnetic activity of the Sun and used it to gain the patterns of occurrence of global minima of solar activity and gave them a physical interpretation.

    If the similar reduction will be observed during the upcoming Maunder minimum this can lead to the similar cooling of the Earth atmosphere. According to Dr Helen Popova, if the existing theories about the impact of solar activity on the climate are true, then this minimum will lead to a significant cooling, similar to the one occurred during the Maunder minimum.

    However, only the time will show soon enough (within the next 5-15 years) if this will happen.

    Dr. Helen Popova of the Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics and of the Faculty of Physics of the Lomonosov Moscow State University. Image credit: Lomonosov Moscow State University. “Given that our future minimum will last for at least three solar cycles, which is about 30 years, it is possible, that the lowering of the temperature will not be as deep as during the Maunder minimum. But we will have to examine it in detail. We keep in touch with climatologists from different countries. We plan to work in this direction”, Dr Helen Popova said.

    The notion that solar activity affects the climate, appeared long ago. It is known, for example, that a change in the total quantity of the electromagnetic radiation by only 1% can result in a noticeable change in the temperature distribution and air flow all over the Earth. Ultraviolet rays cause photochemical effect, which leads to the formation of ozone at the altitude of 30-40 km. The flow of ultraviolet rays increases sharply during chromospheric flares in the Sun. Ozone, which absorbs the Sun’s rays well enough, is being heated and it affects the air currents in the lower layers of the atmosphere and, consequently, the weather. Powerful emission of corpuscles, which can reach the Earth’s surface, arise periodically during the high solar activity. They can move in complex trajectories, causing aurorae, geomagnetic storms and disturbances of radio communication.

    By increasing the flow of particles in the lower atmospheric layers air flows of meridional direction enhance: warm currents from the south with even greater energy rush in the high latitudes and cold currents, carrying arctic air, penetrate deeper into the south. In addition, the solar activity affects the intensity of fluxes of galactic cosmic rays. The minimum activity streams become more intense, which also affects the chemical processes in the Earth’s atmosphere

    The study of deuterium in the Antarctic showed that there were five global warmings and four Ice Ages for the past 400 thousand years. The increase in the volcanic activity comes after the Ice Age and it leads to the greenhouse gas emissions. The magnetic field of the Sun grows, what means that the flux of cosmic rays decreases, increasing the number of clouds and leading to the warming again. Next comes the reverse process, where the magnetic field of the Sun decreases, the intensity of cosmic ray rises, reducing the clouds and making the atmosphere cool again. This process comes with some delay.

    Dr Helen Popova responds cautiously, while speaking about the human influence on climate.

    “There is no strong evidence, that global warming is caused by human activity. The study of deuterium in the Antarctic showed that there were five global warmings and four Ice Ages for the past 400 thousand years. People first appeared on the Earth about 60 thousand years ago. However, even if human activities influence the climate, we can say, that the Sun with the new minimum gives humanity more time or a second chance to reduce their industrial emissions and to prepare, when the Sun will return to normal activity”, Dr Helen Popova summarised.


    Voir la vidéo: Quelle est la température du Soleil? (Septembre 2021).