Солнце - ближайшая к нам звезда

Одним из главных объектов современных астрономических исследований является Солнце - ближайшая к нам звезда, от которой непосредственно зависит существование жизни на Земле. Она не только центр тяготения Солнечной системы, управляющий движением планет, но и главный энергетический центр.

Великий русский ученый К. А. Тимирязев любил повторять, что человек вправе величать себя сыном Солнца. И это действительно так: Солнце дает Земле свет и тепло. Без солнечных лучей на нашей планете не могла бы возникнуть и развиться жизнь, не мог бы появиться человек. Мы и сегодня почти на каждом шагу пользуемся солнечной энергией - когда едим и когда сжигаем минеральные виды топлива: и в топливе, и в пище сконцентрирована преобразованная энергия нашего дневного светила.

Солнце огромно, в нем сосредоточено около 99% массы всей Солнечной системы. Поперечник Солнца в 110 раз больше поперечника Земли, а масса нашей планеты составляет одну трехсот тридцати трех тысячную массы дневного светила.

Внутри такого шара, как Солнце, могло бы поместиться почти полтора миллиона земных шаров.

По своему физическому состоянию Солнце - типичная звезда. Это раскаленный плазменный шар с поверхностной температурой около 6 тысяч градусов Цельсия, а в недрах Солнца по теоретическим подсчетам температура превосходит 10 миллионов градусов.

Наблюдения показывают, что 70% массы Солнца составляет водород - самый распространенный во Вселенной химический элемент, 28% - гелий и лишь 2% приходится на долю других химических элементов.

Ослепительный диск, который мы наблюдаем на небе, это видимая поверхность Солнца - фотосфера. Над фотосферой расположена хромосфера, названная так за свой красноватый оттенок. В хромосфере происходят бурные движения газа, рождаются гигантские газовые выступы - протуберанцы, поднимающиеся над солнечной поверхностью на сотни тысяч километров. Верхний слой Солнца - так называемая корона - состоит из атомов различных химических элементов, движущихся с огромными скоростями. Во внешней короне присутствуют главным образом атомы водорода, лишившиеся части своих электронов, и ионизованные атомы. В состав короны входит также большое число свободных электронов, а на значительном удалении от Солнца встречаются и мелкие пылинки.

Согласно современным научным представлениям, источником внутризвездной, в том числе и внутрисолнечной, энергии являются термоядерные реакции. При огромных температурах и давлениях ядра атомов водорода - протоны - объединяются в ядра атомов гелия, и при этом выделяется огромное количество энергии.

Солнце вращается, но поскольку оно не является твердым телом, то различные его широтные зоны имеют разные периоды суточного вращения. На экваторе этот период равен 25 земным суткам, в полярных районах - 34 суткам.

В телескоп хорошо видно, что фотосфера состоит из множества зерен - гранул, которые, то появляются, то исчезают. Этот процесс, получивший название грануляции, связан с вертикальными движениями потоков горячих и охлажденных газов.

В промежутках между гранулами иногда появляются небольшие темные пятнышки - поры. Из таких пор могут возникать солнечные пятна, достигающие иногда очень больших размеров - до 100 тыс. км в поперечнике. Солнечные пятна - это вихревые воронки в фотосфере, обладающие мощными магнитными полями. Их температура намного ниже температуры окружающей фотосферы, именно поэтому они и выглядят темными образованиями. Нередко пятна образуют группы, в ряде случаев окаймленные общей полутенью.

Спустя некоторое время после образования пятен начинается их распад - размеры пятен уменьшаются, и в конце концов они исчезают совсем. Продолжительность существования как отдельных пятен, так и групп колеблется от нескольких суток до нескольких месяцев.

У краев солнечного диска наблюдаются еще и так называемые факелы. Это облака нагретых газов, которые, подобно пятнам, довольно быстро изменяют свою форму и размеры. Внешне они выглядят как светлые области.

Любопытно, что свою зависимость от Солнца люди поняли с незапамятных времен. Они не знали природы дневного светила, не имели ни малейшего представления о закономерностях происходящих на нем явлений, но догадывались, что без Солнца не может быть и жизни. Не удивительно, что наши предки обожествляли Солнце, поклонялись ему, приносили жертвы, - Солнце было одним из самых первых и самых могущественных божеств человечества.

Перед современной наукой стоит очень важная задача - выяснить закономерности воздействия так называемой солнечной активности на земные процессы. Солнечная активность - совокупность разнообразных физических явлений, протекающих в поверхностных слоях нашего дневного светила. Активность эта не всегда одинакова. Если из года в год на протяжении многих миллионов лет Солнце посылает на Землю приблизительно одно и то же количество света и тепла, то интенсивность его поверхностных явлений подвержена периодическим колебаниям. Многолетние наблюдения позволили установить, что основной цикл солнечной активности длится около 11 лет. Через каждые 11 лет интенсивность физических процессов, протекающих в поверхностных слоях Солнца, достигает своего максимума, а в промежутках между двумя следующими друг за другом максимумами наступает минимум солнечной активности. Но кроме одиннадцатилетнего, видимо, существуют и другие, более длительные циклы, которые накладываются друг на друга и создают сложную картину колебаний солнечной активности.

За последние десятилетия накоплено большое количество данных, свидетельствующих о том, что такие колебания оказывают определенное влияние на ряд геофизических процессов, а также на явления, происходящие в биосфере нашей планеты - то есть в животном и растительном мире Земли, в том числе и в организме человека.

Так, например, многие исследователи приходят к выводу о зависимости между уровнем солнечной активности и различными аномалиями в процессах погоды и климата. В частности, было отмечено, что в периоды максимума солнечной активности происходит усиленный обмен воздушными массами между тропическими и полярными районами нашей планеты. Теплый воздух проникает далеко на север, холодный - на юг. Погода становится неустойчивой, а атмосферные явления приобретают иногда бурный характер.

Длительное сопоставление специальных карт солнечной активности, которые регулярно составляются горной астрономической станцией под Кисловодском, с метеорологическими данными показало, что вскоре после прохождения активных областей через центр солнечного диска в земной атмосфере нередко возникают сильные возмущения, ведущие к образованию циклонов и антициклонов и резким изменениям погоды.

Есть также основания предполагать, что активные явления на Солнце в какой-то мере влияют и на такие геофизические процессы, как извержения вулканов, землетрясения, колебания уровней морей и океанов, и даже на скорость суточного вращения нашей планеты.

Однако физический механизм, связывающий колебания солнечной активности и процессы, протекающие в атмосфере Земли и ее недрах, пока остается неясным. В этом направлении ведутся упорные исследования.

Выяснение механизма, о котором идет речь, представляет огромный научный и практический интерес. Оно не только позволило бы глубже понять взаимосвязь различных мировых процессов, но и имело бы важное значение в борьбе за жизнь и здоровье людей. Вот почему проблема «Солнце - Земля», вне всякого сомнения, относится к числу наиболее актуальных проблем современного естествознания.