Звезда, по имени Солнце
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Когда-то давно было в нашей галактике — ближе к ее краю, чем к центру — огромное пустое пространство. Без сомнения, мы об этом никогда бы не узнали, если бы случай не породил звезду, наше Солнце. Поэтому пустота была не совсем пустой, в ней содержалось огромное облако из молекул водорода и частиц пыли. Случилось так, что это облако потеряло стабильность, сломалось и распылилось на множество мелких облаков. Именно с одного такого облака и образовалось наше Солнце и его планеты. Ломаясь от собственного веса, облако выделяет много энергии, а окружающая температура возрастает от нескольких десятков до многих тысяч абсолютных градусов. Сжатие заканчивается, когда температура в сердцевине звезды достигает миллиона градусов: начинается ядерная реакция. Между потерей водородным облаком своей стабильности и рождением взрослой звезды проходит несколько десятков миллионов лет. Это очень короткое детство для такой звезды как Солнце, жизнь будет продолжаться десяток миллиардов лет.
Чтобы объяснить происхождение солнечной энергии, астрономы еще в поза прошлом столетии выдвинули три гипотезы: химические реакции, сжатие звезды и падения на Солнце метеоритов. В конце века мудрейшие из них поняли, что ни один из упомянутых процессов не смог бы поставлять звезде нужную энергию в течение долгого времени. Большие экспериментальные и теоретические открытия, сделанные в течение первой половины прошлого столетия, показали, что на самом деле солнечная энергия производится реакциями ядерного слияния в центральных зонах звезды, во время которых водород превращается в гелий. Каждую секунду семьсот миллионов тонн водорода превращаются там в гелий, а четыре миллиона тонн материи, как это доказал Эйнштейн, превращаются в энергию.
Исследовать скрытую от глаз середину Солнца можно благодаря многочисленным экспериментальным методам. Один из них заключается в изучении элементарных частиц, или нейтрино, выделяемых при слиянии ядер газа, и умеющих свободно проходить сквозь толщу Солнца. В отличие от нейтрино энергия, выделяющаяся в результате термоядерной реакции в сердцевине Солнца, достигает поверхности светила лишь через десятки миллионов лет, постепенно двигаясь — сантиметр за сантиметром. В конце концов, эта энергия предстает перед нами в форме сверкающего света, неисчерпаемого источника жизни для нашей планеты.
ПЯТНА И ВСПЫШКИ
Главным явлением, которое можно наблюдать на поверхности Солнца, являются темнее остального солнечного диска пятна. Некоторые замечали их невооруженным глазом еще в эпоху античности. Они свидетельствуют о существовании солнечного магнитного поля, которое, будучи создано в глубинах звезды, структурирует всю атмосферу Солнца. Неравномерность солнечной атмосферы становится очевидной, когда во время полного солнечного затмения можно наблюдать ее самую удаленную часть — корону.
Над пятнами в солнечной короне магнитное поле может накапливать и внезапно высвобождать энергию. Хотя солнечные вспышки часто происходят в слабой форме, они оказывают значительное влияние на межпланетную окружающую среду. Эти вспышки, как и порожденные ими пятна, имеют циклический характер (продолжительность цикла — 11 лет) в результате колебаний механизма магнитных полей в глубинах Солнца. Во время самой солнечной активности околоземное космическое пространство пронизано потоками разрушительных протонов, выброшенных Солнцем, а также межпланетными ударными волнами; в нем в тысячи раз по сравнению со спокойным Солнцем растет мощность ультрафиолетового и рентгеновского излучений.
Во время вспышек на Солнце выше показатель повреждений спутников, их орбиты становятся весьма нестабильными, а перед космонавтами, летящими на Луну или к другим планетам, возникает серьезная опасность радиации. На земной поверхности от солнечных капризов нас надежно защищают атмосфера и магнитное поле планеты. Однако следует отметить, что время от времени потоки солнечных частиц могут будоражить магнитное поле Земли, что проявляется возросшей активностью полярного сияния, неисправностями в телефонных и компьютерных сетях или в линиях энергопередачи. Все это обходится недешево, а насчет радиосвязи, то во время солнечных вспышек в некоторых регионах она становится почти неуловимой.
Как уже говорилось, общая продолжительность жизни Солнца составит около десяти миллиардов лет. Имея примерно 4,5 миллиарда лет, оно находится сейчас почти в центре своего возраста. Оно и в дальнейшем будет спокойно сжигать свой водород в течение почти такого же отрезка времени и сохранять стабильность в течение этого периода. Но в течение следующего миллиарда лет Солнце увеличит свой объем, температура на его поверхности достигнет 5800 градусов по Цельсию, уменьшится вдвое. Оно станет тогда тем, что астрономы называют «красный гигант». По меньшей мере, в 50 раз больше сегодняшнего и в 300 раз ярче, чем сейчас, Солнце обратит жизнь на земле в ад. Затем из-за нехватки топлива оно сожмется и потеряет яркость, или превратиться в одну из звезд-призраков, которые заселяют Вселенную. Итак, через пять миллиардов лет: «Конечная остановка, приехали!».
Автор: Пьер Лантос.