|
|
Хотя в нашей жизни Солнце играет
исключительно большую роль, оно является лишь незаметным членом так
называемой главной последовательности звезд. Оно принадлежит к классу
карликовых желтых звезд спектрального типа dG, более многочисленному, чем
другие классы. В настоящее время предполагают, что эти звезды, как и другие,
образовались из туманностей более раннего происхождения. Возможно, что
началом образования отдельных изолированных небесных тел с повышенной
плотностью вещества послужило хаотическое движение последнего втаких
туманностях. Под действием тяготения вокруг этих тел начался процесс
концентрации вещества, называемый холодной аккрецией. Подобные скопления
вещества непрерывно уплотнялись под действием собственных сил тяготения, все
время притягивая к себе новое вещество, постоянно увеличивая свои размеры и
плотность. Уплотнение, по-видимому, прекращается, когда силам тяготения
начинают противодействовать иные силы взаимодействия, возникающие при
сближении частиц. Позже мы подробнее рассмотрим характер такого взаимодействия.
Действие гравитационных сил, под влиянием которых
сближаются частицы вещества в туманности, подобно действию пружин. Эти
гравитационные «пружины» имеют одну особенность: при достаточном удалении
частиц их действие ослабевает. Сближение частиц приводит к ускорению их
движения. Совершаемая при сжатии «пружин» работа (она связана с изменением
энергии гравитационного поля) проявляется в увеличении энергии движения
частиц. При этом каждая частица взаимодействует со множеством других. Частицы
вещества при своем движении испытывают возмущения, в результате температура
туманности повышается. При некоторой температуре (когда частицы приблизятся
друг к другу на достаточное расстояние) может произойти ядерная реакция.
Последствия этого зависят от природы и количества участвующего в реакции
материала. Для звезд типа Солнца характерна такая эволюция: они вступают в
длительный период относительной устойчивости, в течение которого очень
медленно сжимаются, поскольку силы сжатия почти уравновешены силами давления,
обусловленного исходящим из звезды излучением.
Температура в центре Солнца достигает 107°С; при
такой температуре вещество уже не может сохранять обычную упорядоченную
структуру из атомов и молекул. Оно становится плазмой, в которой ядра атомов
движутся отдельно от электронов. При столкновении таких свободных ядер
происходят термоядерные взрывы. Наблюдая поведение более холодного вещества
на видимой поверхности Солнца, ученые пришли к Еыводу, что термоядерные
реакции осуществляются в глубинах Солнца.
Температура видимой поверхности Солнца составляет около
5500 °С, то есть она достаточно велика, чтобы атомы находились в возбужденном
состоянии, и вместе с тем достаточно низка, чтобы здесь время от времени
возникали обычные атомы и молекулярные структуры. Как мы увидим дальше, эти
атомы можно обнаружить на основе анализа солнечных спектров излучения и
поглощения. Сейчас уже установлено, что на Солнце присутствует по крайней
мере 2/з элементов из числа найденных на Земле. Наиболее распространен на
Солнце самый легкий элемент — водород. Солнечное вещество примерно на 80%
состоит из водорода и почти на 20% —из гелия, другого наиболее легкого после
водорода элемента. Это хорошо согласуется с общепринятым положением, что
основным источником энергии излучения Солнца является реакция синтеза ядер
водорода, которая приводит к образованию гелия. Ядра водорода состоят из
одной положительно заряженной частицы — протона. Обычно одноименно заряженные
частицы отталкиваются, но при достаточно высокой температуре их движение становится
столь быстрым, что они могут приблизиться друг к другу на расстояние, при
котором возможно их слияние под действием сил притяжения. При этом из каждых
четырех ядер водорода образуются одно ядро гелия, два нейтрино и некоторое
количество уизлучения. Нейтрино — это чрезвычайно стабильные незаряженные
частицы, обладающие огромной проникающей способностью. Они сразу же покидают
пределы Солнца и не принимают участия в дальнейших «событиях», а вот
у"излУчение> как увидим далее, претерпевает существенное изменение. В
ходе такой реакции расходуется примерно 3/4% вещества. В результате масса
Солнца каждую секунду уменьшается на 4-106 т, тем не менее ученые полагают,
что его состояние практически не изменится, еще в течение миллиардов лет.
|