Первые лучи солнца над полями

Первые лучи солнца

Я родился в совсем небольшой деревушке. Наш дом, вернее сказать, дом в котором долгое время жили мои родители, (через некоторое время с ними начал жить мой старший брат, а теперь живу и я сам), был расположен в том замечательном месте, до которого никогда не долетали так любимые мной лучи солнца.
Не долетали они вовсе не потому, что им не хватало сил, как, бывает, морю не хватает сил чтобы забросить свои волны чуть-чуть подальше, куда-нибудь к горам. Они не долетали потому, что горы, которые окружают нашу любимую деревушку, как говорит мама, «создают тень». Папа же говорит, что «тень падает сама», но тоже с гор. Скорее всего, оба они о чём-то целенаправленно замалчивают.
Так или иначе, может быть это и хорошо, что горы скрывают именно нашу деревушку от прекрасного солнца, ведь если бы его было так много, как его много на заснеженных вершинах гор-исполинов, мы бы, наверное, не замечали всего его великолепия, благородства и всей искренности его красоты.
Во время обеда, если погода хорошая, из окна столовой комнаты можно увидеть, как одна из ближайших гор превращается в что-то, очень подвижное и каждый раз очень оригинальное; что-то среднее между полем боя и танцевальной площадкой. Верхняя половина горы обливается жёлто-белой светящейся патокой и снег на ней начинает искриться и переливаться, в то время как нижняя её часть, усеянная сплошь волосатыми деревьями и мхом, остаётся бурой или тёмно-зелёной.

По вечерам мама, папа и старший брат выходят на веранду, сидят там за столом, пьют чай или вино и долго о чём-то разговаривают. Я вообще редко обращаю внимание на то, о чём они говорят. Мне нравится, что довольно часто, когда возникает спор, мама встаёт из-за стола и идёт обратно в дом, чтобы поговорить со мной и почитать мне на ночь сказку. Тем временем, отец и старший брат продолжают громко, но вполне дружелюбно спорить. Хорошо, что за толстой утеплённой брусчатой стенкой нашего дома почти ничего не слышно; иначе я не мог бы уснуть до самого утра.

Сегодняшняя сказка очень сильно отличалась от тех, что раньше рассказывала мне мама. Обычно сказка, если это действительно сказка, а не что-нибудь ещё, должна иметь хороший конец. В этой сказке конец был плохой. Великан-циклоп, пугающий мирное население одной крохотной страны на протяжении многих лет, наконец попал в капкан. Люди очень долго ждали этого момента, и кажется, последнее время только и делали, что строили многочисленные ловушки, рисовали планы по перехвату и убийству злодея. Когда к чудищу подошли поближе, то увидели, что глаз у него совсем не один, а их там много — как у мухи или комара. Миряне сочли это за нечто крайне ужасное и отвратительное. Убийство великана было неизбежно.
— А разве можно убивать кого-то за уродство? — спросил я маму.
— Конечно же нет. В этом то и вся суть сказки, сынок.
— А есть продолжение? — я не унимался.
— Продолжения… В этой сказке… — мама делала длинные и очень важные, как мне казалось, паузы, — Нет. Но, кажется, я знаю и расскажу тебе то, что произошло дальше.

Я приготовился слушать.

— После сожжения тела Великана в стране воцарила великая тишина. Кузнецам больше не приходилось ковать мечи и доспехи. Рыцарям — так называли тогдашних гвардейцев — уже не нужно было защищать гражданских от нашествий Великана. Работать стали меньше, а пить — больше. И страны не стало. Правда, через некоторое время, на её территории и появилось государство… Но это была уже совсем другая, совершенно новая страна, с новыми законами, молодыми царями и молодой душой.
— Мама, ты такая у меня умная! — воскликнул я почти вслух, позабыв о том, что стрелка часов давно перевалила за двенадцать и начался новый день.
— Спокойной ночи, сынок! Увидимся с тобой завтра!
— Спокойной ночи, мама.

Было светло когда я проснулся.

— Как невкусно у вас тут пахнет! — сказал брат восторженно и громко, едва дверь отворилась и он вошёл в столовую. Это был один из его любимых образов, в котором он представал перед обоими родителями.
— Это мама варит суп, — ответил отец, делая очередной глоток из кружки с пенящимся пивом. — Всё искусство в полном его отсутствии!
— Как это? — вмешался я.
— Тебе ещё рано об этом знать, Орион, — брат говорил так, чтобы его было слышно не только мне, но и желательно всем, кто в принципе мог это услышать. — Когда станешь взрослым и начнёшь пить пиво, а твоя жена будет варить суп…
— Не надо, — серьёзно, но без доли строгости, посоветовал отец брату. Тот умолк. — Орион, сегодня мы едем к твоему врачу.
Врачом была тётя, очень похожая на мою маму. Почти все тёти, которых я знаю, кажутся мне похожими на мою маму. Работа Веры Александровны (так звали доктора) была в том, чтобы постучать меня молоточком, пощупать мой пульс, померить давление при помощи специального прибора со стрелкой и резиновой грушей, измерить мои рост и вес, а потом всё это рассказать моей маме.
На этот раз, когда все процедуры были сделаны и всё шло к нашему отъезду, а Вера Александровна пригласила маму в кабинет, чтобы с ней, как обычно, в завершение поговорить и обсудить моё состояние, дверь в этот кабинет осталась немного открытой. Я не мог не услышать некоторых обрывков их разговора. В принципе, меня не сильно волновало, опять же, то, о чём они говорят. Слово «аутизм», единственное, как и все новые слова, встречающиеся мне на моём «жизненном пути», как говорит папа, я записал в блокнотик, чтобы вечером спросить об этом маму.

Всё произошло точно так, как я и рассчитывал. После ужина я пошёл к себе комнату. Лёг в кровать и через некоторое время в комнату вошла мама, притушила свет и села рядом со мной.
— Мама, а что такое аутизм?
— Сынок? — мама, наверное, удивилась моей любознательности.
— Я услышал, как Вера Александровна сказала сегодня это слово, пока разговаривала с тобой.
— Что ж. Это такое блюдо.
— Блюдо? Как макароны?
— Не совсем. Макароны — это продукт, из которого тоже можно приготовить блюдо, но чаще их используют как гарнир. К основному блюду.
— А можно приготовить макароны с аутизмом, мама?
— Да, сынок. — мама заплакала. Наверное, это было любимое блюдо её детства, на которое у неё была аллергия. У меня тоже есть аллергия.
— Мама, не плач. Или я тоже сейчас начну плакать. — Я всегда плакал, когда плакала мама. — Если это тебе так важно, ты можешь не готовить аутизм. Может быть, когда ты уедешь, попрошу приготовить его папу.

Источник

Что такое Солнце — описание, структура, образование, эволюция, орбита, исследование и факты

Солнце является основным источником энергии для Земли и всей Солнечной системы. Без него жизнь на нашей планете была бы невозможна. Неслучайно у многих древнейших цивилизаций (например, у египтян) именно бог Солнца считался верховным божеством, которому все остальные Боги были подчинены. Однако современная наука может рассказать о нашем светиле значительно больше, чем древнеегипетские мифы. Какие процессы протекают внутри Солнца, какова история этой звезды, и какое будущее ожидает ее через миллиарды лет?

Общая характеристика

Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы.

С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет.

Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут.

По астрономической классификации Солнце относится к типу «желтых карликов». Это значит, что оно не так и велико по сравнению с размерами других звезд, но довольно ярко светит. Наше светило входит 15% самых ярких звезд Млечного Пути. Вместе с тем в галактике есть звезды, чей радиус превышает солнечный в 2000 раз!

Источником тепла, излучаемого звездой, являются термоядерные реакции. В центре Солнца атомы водорода сливаются друг с другом, в результате чего образуется атом гелия и некоторое количество энергии. Это реакция называется протон-протонным циклом, на него приходится порядка 98% энергии, вырабатываемой светилом. Однако имеют место и иные реакции, в ходе которых «сгорают» такие элементы, как гелий, углерод, кислород, неон и кремний, а образуются металлы (железо, магний, кальций, никель) и другие элементы (сера). Все эти процессы называют звездным нуклеосинтезом.

Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта).

Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка.

Таблица «Основные физические характеристики Солнца»

Состав Солнца

Основными элементами, из которых состоит наша звезда, являются водород (73,5% солнечной) и гелий (24,9%). На все остальные элементы приходится примерно 1,5%.

Химический состав светила непостоянен – он меняется из-за превращений, происходящих во время термоядерных реакций. На заре своего существования Солнце почти полностью состояло из водорода. В ходе термоядерных реакций этот элемент превращается в гелий, поэтому его массовая доля падает. Гелий также превращается в более тяжелые элементы, однако, однако в целом его доля возрастает. Изменения химического состава звезд оказывают огромное влияние на процессы их эволюции.

Строение Солнца

Конечно, у Солнца, состоящего из газов, нет привычной нам твердой поверхности. Значительную ее часть составляет атмосфера, которая по мере движения к центру светила уплотняется. Тем не менее принято выделять 6 «слоев», из которых состоит звезда. Три из них являются внутренними, а следующие три образуют солнечную атмосферу.

Внутреннее строение Солнца

Внутренняя структура нашей звезды включает следующие слои:

В центре светила располагается ядро. Именно в этой области идут термоядерные реакции. Радиус ядра оценивается в 150 тыс. км. Температура здесь не опускается ниже 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Из-за этого вещество здесь находится в крайне плотном состоянии. Его плотность составляет 150 г/куб. см. Это в 7,5 раз выше плотности золота. Именно такие условия необходимы для протекания термоядерных реакций. Надо понимать, что именно в ядре вырабатывается энергия, которую и излучает Солнце. Все остальные области звезды лишь обогреваются ядром, но сами ее не вырабатывают.

Зона лучистого переноса

Над ядром располагается зона радиации, которую также именуют зоной лучистого переноса. Ее внешняя граница проходит по сфере радиусом 490 тыс. км. Температура постепенно падает от отметки в 7 млн градусов на границе с ядром до 2 млн градусов у внешней границы. Также и плотность вещества снижается с 20 до 0,2 г/куб. см. Тем не менее из-за высокой плотности атомы водорода не могут двигаться. То есть если при нагреве, например, воды ее теплые слои поднимаются на поверхность, перенося туда тепло, то здесь такой механизм не работает – вещество остается неподвижным. Единственный способ энергии пробраться через зону радиации – это длительная цепочка поглощений и излучений фотонов атомами водорода. Из-за этого фотон, возникший при термоядерной реакции в ядре, в среднем «пробирается» наружу через зону радиации примерно 170 тыс. лет!

Зона конвективного переноса

Выше располагается зона конвективного переноса толщиной 200 тыс. км. Здесь плотность уже невысока, и вещество активно перемешивается – нагретые газы поднимаются наверх, отдают тепло, остывают и снова погружаются вниз. Скорость газовых потоков может достигать 6 км/с. Именно это движение порождает магнитное поле Солнца. Температура на поверхности падает до 6000° С, а плотность на три порядка ниже плотности земной атмосферы.

Атмосфера

Атмосфера Солнца состоит из следующих слоев:

Фотосфера

Нижний слой атмосферы называют фотосферой. Именно она излучает тот свет, который согревает планеты Солнечной системы. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. На внешней границе фотосферы температура падает до 4700° С.

Хромосфера

Над фотосферой располагается хромосфера – слой толщиной около 2000 км. Её яркость очень мала, поэтому с Земли её можно наблюдать довольно сложно. Удобнее всего это делать во время солнечных затмений. Она имеет специфический красный оттенок. В хромосфере можно наблюдать спикулы – столбы плазмы, выбрасываемые из нижних слоев хромосферы. Время существования одной спикулы не превышает 10 минут, а длина доходит до 20 тыс. км. Одновременно в хромосфере находится около миллиона спикул. Интересно, что с увеличением высоты температура хромосферы не падает, а растет, и на верхней границе может доходить до 20 000° С.

Корона

Верхний слой атмосферы называется короной. Ее верхняя граница до сих пор четко не определена. Вещество в ней крайне разрежено, однако температура в ней может достигать нескольких миллионов градусов. На сегодня ученым не удалось полностью объяснить, за счет каких механизмов солнечная корона разогревается до такой температуры. В короне можно наблюдать протуберанцы – выбросы солнечного вещества, чья высота над поверхностью звезды может достигать 1,7 млн км.

Магнитное поле Солнца

У Солнца есть магнитное поле. Исследователи выделяют глобальное поле звезды и множество локальных полей.

Глобальное поле обладает цикличностью. Его напряженность колеблется с частотой 11 лет, при этом наблюдаются изменения в частоте появления солнечных пятен. Такой цикл называют «циклом Швабе» по фамилии ученого, заметившего ещё в XIX веке, что количество солнечных пятен на поверхности светила меняется циклически. Лишь позже стала очевидна связь этого явления с процессами в зоне конвективного переноса и колебаниями магнитного поля. В начале XX века стало ясно, что за один цикл Швабе полярность магнитного поля меняется на противоположное. То есть Солнцу нужна два 11-летних цикла, чтобы магнитное поле вернулось к начальному состоянию. В связи с этим выделяют 22-летний цикл, известный как «цикл Хейла».

В разных районах Солнца могут наблюдаться и малые, то есть локальные магнитные поля. Их напряженность может в тысячи раз превышать напряженность глобального поля, однако время их существования редко превышает несколько десятков дней. Особенно часто локальные поля наблюдаются в районе солнечных пятен. Дело в том, что эти пятна как раз и являются теми точками, через которые магнитные поля из внутренних областей выходят наружу.

Жизненный цикл Солнца

Возраст Солнца оценивается учеными в 4,5 млрд лет. Сформировалось оно из газопылевого облака, которое постепенно сжималось под действием собственной гравитации. Из этого же облака возникли планеты и почти все остальные объекты в Солнечной системе. Когда в центре сжимающегося облака плотность, а вместе с ней температура и давление выросли до критических значений, началась термоядерная реакция – так зажглось Солнце.

В ходе термоядерных реакций масса Солнца постепенно уменьшается. Каждую секунду 4 млн тон солнечного вещества преобразуется в энергию. Вместе с тем звезда разогревается. Каждый 1,1 млрд лет яркость Солнца увеличивается на 10%. Это значит, что ранее температура на Земле была значительно ниже, чем сейчас, а на Венере, возможно, была жидкая вода или даже жизнь (сейчас средняя температура на поверхности Венеры составляет 464° С). В будущем же яркость Солнца будет возрастать, что будет вести к росту температуры на Земле. Через 3,5 млрд лет яркость светила вырастет на 40%, и условия на Земле станут такими же, как и на Венере. С другой стороны, Марс также разогреется и станет более пригодным для жизни. Таким образом, в ходе эволюции звезды так называемая «зона обитаемости», постепенно удаляется от Солнца.

Постепенно из-за выгорания водорода ядро будет уменьшаться в размерах, а вся звезда в целом – увеличиваться. Через 6,4 млрд лет водород в ядре закончится, радиус звезды в этот момент будет больше современного в 1,59 раз. В течение 700 млн лет звезда расширится до 2,3 современных радиусов.

Далее рост температуры приведет к тому, что термоядерные реакции горения водорода запустятся уже не в ядре, а в оболочке звезды. Из-за этого она резко расширится, и ее внешние слои будут достигать современной земной орбиты. Однако к тому моменту светило потеряет значительную часть своей массы (28%), что позволит нашей планете перейти на более отдаленную орбиту. Солнце в этот период своей жизни, который продлится 10 млн лет, будет являться красным гигантом.

После из-за роста температуры в ядре до 100 млн градусов там начнется активная реакция горения гелия – «гелиевая вспышка». Радиус светила сократится до 10 современных радиусов. На выгорание гелия уйдет порядка 110 млн лет, после чего звезда снова расширится и станет красным гигантом, но эта стадия будет длиться уже 20 млн лет.

Из-за пульсаций, связанных с изменениями температуры Солнца, его внешние слои отделятся от ядра и образуют планетарную туманность. Само же ядро превратится в белый карлик – объект, чьи размеры будут сопоставимы размерами Земли, а масса будет равна половине современной солнечной массы. Далее этот карлик, состоящий из углерода и кислорода, будет постепенно остывать. Никаких термоядерных реакций в белом карлике идти не будет, поэтому со временем (за десятки млрд лет) он превратится в черный карлик – остывшую плотную массу вещества. На этом эволюция Солнца завершится.

Орбита и расположение Солнца в галактике Млечный путь

Солнце вместе со всей Солнечной системой вращается относительно центра Млечного пути, в котором располагается огромная черная дыра. Расстояние от нее до нашего светила составляет 26 тыс. св. лет. Один оборот Солнечная система совершает примерно за 225-250 млн лет. Скорость движения звезды относительно центра галактики составляет 225 км/с.

На сегодня Солнце располагается в рукаве Ориона. Нам повезло с расположением Солнечной системы в Млечном Пути. Дело в том, что скорость вращения нашей системы почти совпадает со скоростью вращения так называемых спиральных рукавов. Из-за этого наша система не попадает в них, хотя большинство других звезд периодически оказываются там. В спиральных рукавах очень сильное излучение, которое способно убить всё живое. Если бы Солнце находилось на другой орбите, оно периодически попадало бы в спиральные рукава, что приводило бы к «стерилизации» жизни на Земле.

Исследование Солнца

Изначально люди относились к Солнцу как к божеству, дающему людям свет. Древние астрономы полагали, что наше светило – это лишь одна из планет, к которым также относили и Луну. Поэтому в честь него, как и в честь других планет, нередко называли дни недели. И сегодня в английском языке воскресенье носит название «Sunday», что переводится как «день Солнца». В 800 г. до н. э. китайцы впервые обнаружили на Солнце пятна.

Аристарх Самосский в III в. до н. э. первым предположил, что именно Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Но лишь во времена Коперника и Галилея эта теория была принята научным сообществом. Тогда же начались исследования Солнца с помощью телескопа. Галилей понял, что солнечные пятна – это часть светила. Изучая их, он понял, что звезда вращается вокруг своей оси, и даже смог определить период обращения.

В 1672 г. Д. Кассини смог достаточно точно рассчитать расстояние до светила. Для этого он определял положение Марса на небосводе в Париже и Кайенне (Южная Америка). Он получил значение в 140 млн км.

В XIX в. физики стали изучать спектр солнечного света. Этот метод позволял определить химический состав звезды. В 1868 г. было обнаружено, что в состав светила входит элемент, до того неизвестный человечеству. Его назвали гелием.

Большой загадкой для ученых оставалась природа энергии, излучаемой Солнцем. Выдвигались ошибочные версии, что звезда нагревается за счет падения на нее метеоритов или за счет гравитационного сжатия. Лишь с открытием ядерных реакций физики смогли предположить, что источник солнечного тепла – это термоядерный синтез.

Дальнейшее изучение Солнца связано с развитием космонавтики. С помощью советских аппаратов «Луна-1» и «Луна-2» в 1959 г. был открыт солнечный ветер.

Интересные факты о Солнце

Для любого объекта, излучающего тепло, можно посчитать отношение мощности к его объему. Оказывается, что удельная мощность Солнца примерно в тысячу раз меньше, чем удельная мощность человеческого организма! Это означает, что огромный объем выделяемого светилом тепла в первую очередь объясняется его гигантскими размерами.

Периодически всплески солнечной активности приводят к геомагнитным бурям. Мощнейшая из них произошла в 1859 г. В результате на Земле перестала работать телеграфная связь, а северное сияние наблюдалось даже над Кубой.

Сейчас общепризнанна теория, что Солнце образовалось из газопылевого облака. Однако откуда появилось само облако? Ученые предполагают, что оно является остатком предыдущих звезд. Химический анализ показывает, что Солнце является звездой уже третьего поколения. Это значит, что вещество, из которого состоит светило, ранее входило в состав двух других звезд, уже прекративших существование.

Хотя большинство планет вращаются вокруг Солнца в плоскости эклиптики, экватор самой звезды не совпадает с этой плоскостью, а наклонен на 7°. Эту аномалию до сих пор не удалось объяснить. Возможно, причиной этого является существование ещё одной планеты в Солнечной системе, чья орбита лежит не в плоскости эклиптики, а под углом к ней. Ряд наблюдений подтверждает существование Девятой планеты, но пока что говорить об ее открытии преждевременно.

Список использованных источников

Источник