Если бы Солнечную систему можно было положить на весы, стрелка почти не заметила бы разницы, уберите вы из неё все планеты сразу. На Солнце приходится 99,86% всей массы Солнечной системы — это около 1,989×10³⁰ килограммов, или примерно 333 000 масс Земли. Разберёмся, откуда взялась эта цифра, куда делись остальные 0,14% массы и как учёные вообще умудрились «взвесить» звезду, до которой 150 миллионов километров.
Сколько составляет масса Солнца: точные цифры
По современным данным, масса Солнца равна приблизительно 1,989×10³⁰ кг — единице измерения, которую в астрономии так и называют «солнечная масса» и используют как эталон для сравнения массы звёзд, галактик и чёрных дыр. Это примерно в 333 000 раз больше массы Земли и составляет 99,86% суммарной массы всей Солнечной системы — включая все восемь планет, их спутники, астероиды, кометы и межпланетную пыль.
Куда делись оставшиеся 0,14% массы
| Объект | Доля массы Солнечной системы |
|---|---|
| Солнце | 99,86% |
| Юпитер | около 0,1% |
| Сатурн и все остальные планеты, спутники, астероиды и кометы вместе | около 0,04% |
Юпитер — безусловный «вице-чемпион» Солнечной системы по массе: на него одного приходится около двух третей всей массы, не считая Солнца, а вместе с Сатурном эти две планеты-гиганта составляют более 90% суммарной массы всех планет. Сам Юпитер тяжелее Земли примерно в 318 раз, но всё равно легче Солнца почти в 1050 раз — этой массы ему категорически не хватило, чтобы запустить термоядерный синтез и стать звездой, поэтому Юпитер иногда в шутку называют «несостоявшейся звездой».
Как вообще узнали массу Солнца, если её нельзя взвесить
Массу Солнца невозможно измерить напрямую — её вычисляют из других, измеримых величин. Ключ к решению даёт обобщённый Исааком Ньютоном третий закон Кеплера: зная период обращения Земли вокруг Солнца (один год) и среднее расстояние до Солнца (одну астрономическую единицу), можно вычислить массу Солнца — но только если известна гравитационная постоянная G. Именно эту постоянную в 1798 году впервые экспериментально измерил британский учёный Генри Кавендиш с помощью крутильных весов — прибора, определявшего силу гравитационного притяжения между двумя точно взвешенными металлическими шарами в лаборатории. Полученное им значение отличалось от современного всего примерно на 1%. Именно сочетание закона Кеплера — Ньютона и постоянной Кавендиша впервые позволило человечеству вычислить массу звезды, ни разу до неё не дотронувшись.
Из чего состоит Солнце
По массе Солнце примерно на 73% состоит из водорода и на 25% — из гелия; оставшиеся около 2% приходятся на более тяжёлые элементы — кислород, углерод, железо, неон, азот, кремний, магний и серу. Именно термоядерные реакции превращения водорода в гелий в ядре Солнца служат источником энергии, которая после долгого пути наружу превращается в свет и тепло, доходящие до Земли примерно за 8 минут.
Солнце в цифрах: остальные характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Масса | около 1,989×10³⁰ кг (333 000 масс Земли) |
| Диаметр | около 1,39 млн км (в 109 раз больше земного) |
| Средняя плотность | 1,408 г/см³ — заметно меньше плотности Земли |
| Температура ядра | около 15,7 млн °C |
| Температура поверхности (фотосферы) | около 5500 °C |
| Возраст | около 4,6 млрд лет |
Любопытный парадокс: несмотря на колоссальную массу, средняя плотность Солнца меньше плотности Земли — почти в четыре раза, — просто потому, что Солнце целиком состоит из раскалённого газа и плазмы, а не из твёрдых пород.
- Солнечная корона загадочно горячее поверхности
Температура видимой поверхности Солнца, фотосферы, составляет около 5500 °C, а разреженная внешняя атмосфера, солнечная корона, разогрета до нескольких миллионов градусов — эта аномалия, при которой внешний слой горячее внутреннего, остаётся одной из нерешённых загадок физики Солнца.
- Через несколько миллиардов лет Солнце станет красным гигантом
По современным моделям звёздной эволюции, примерно через 5 миллиардов лет Солнце, исчерпав запасы водорода в ядре, начнёт расширяться в красного гиганта, а затем сбросит внешние слои и превратится в компактный белый карлик.
- Масса Солнца используется как единица измерения для целых галактик
«Солнечная масса» — настолько удобный и универсальный эталон, что в ней измеряют не только звёзды, но и массу целых галактик и сверхмассивных чёрных дыр, которая может достигать миллиардов солнечных масс.
Главное о массе Солнца
Масса Солнца составляет около 1,989×10³⁰ кг, или 333 000 масс Земли, — это 99,86% суммарной массы всей Солнечной системы. Из оставшихся 0,14% львиная доля приходится на Юпитер, который вместе с Сатурном формирует свыше 90% массы всех планет вместе взятых. Саму массу Солнца невозможно измерить напрямую — её вычисляют по орбитальному периоду и расстоянию Земли через закон Кеплера — Ньютона, опираясь на гравитационную постоянную, впервые измеренную Генри Кавендишем ещё в 1798 году. По составу Солнце почти на три четверти состоит из водорода и на четверть — из гелия, и именно термоядерный синтез этих элементов служит источником всей солнечной энергии.
Источники: английская Википедия, статьи «Sun» и «Solar mass»; Wikiwand, история измерения гравитационной постоянной и массы Солнца; материалы по астрофизике Университета штата Огайо и Университета Центральной Флориды — вывод и применение обобщённого третьего закона Кеплера.
