Чтение онлайн

Между орбитами Марса и Юпитера, как бы отделяя резкой границей планеты земной группы от планет-гигантов, лежит пояс астероидов – малых планет, представляющих собой остатки процессов формирования Солнечной системы. В настоящее время науке известны около 10 тысяч астероидов, причём ежегодно продолжают открываться и получать экзотические названия всё новые астероиды этого пояса. Астероиды очень разнообразны и по своим размерам, и по форме и строению. Самые крупные из них – Церера и Веста – обладают настолько большой массой, что собственная гравитация придала им почти правильную шарообразную форму, как и подобает настоящим планетам. Астероид Ида имеет даже свой спутник, именуемый Дактиль. Однако более мелкие астероиды, как правило, имеют овальную, картофелеподобную, а ещё чаще – неправильную форму, хранящую в себе следы предшествующих столкновений. Осколки этих столкновений также обращаются вокруг Солнца в поясе астероидов. Такие столкновения в этом поясе продолжаются постоянно. Время от времени астероиды и их осколки в виде метеоритов под действием столкновений выбрасываются из пояса астероидов и бомбардируют планеты Солнечной системы. Некоторые их них врезаются и в Землю, создавая угрозу стабильности биосферной эволюции.

За пределами пояса астероидов по оценкам специалистов перемещается в хаотическом режиме около 170 тысяч так называемых потенциально опасных астероидов и их метеорных осколков. В марте 1998 года многие газеты мира обошло сенсационное сообщение о том, что открытый в этом же году небольшой астероид может в 2028 г. врезаться в Землю. Это послужило основой известных американских фильмов-катастроф «Армагеддон» и «Столкновение с бездной», а также подогрело апокалиптические настроения некоторых религиозных сообществ. Однако вскоре дополнительные наблюдения и расчёты учёных показали, что этот астероид промчится довольно далеко от Земли.

Другой пояс астероидов располагается за орбитой Нептуна и получил название пояса Койпера в честь американского астронома Джерарда Койпера, который ещё в 1951 г. обосновал предположение о его существовании. Лишь в 1992 г. был открыт первый объект этого пояса диаметром около 280 км. В настоящее время по оценкам специалистов в поясе Койпера насчитывается от 35 до 70 тысяч объектов диаметром около 100 км и огромное множество более мелких тел. С 1992 г. в этом поясе было открыто около 200 астероидов. Самые крупные из них – Квавар, Иксион, Варуна, Хаос и Седна. Есть основания считать, что Плутон по своему происхождению также является самой крупной из планет пояса Койпера, а спутник Нептуна Тритон, обладающий размерами больше Плутона, также появился из пояса Койпера и был захвачен полем тяготения Нептуна.

А ещё дальше, на самой окраине Солнечной системы, находится облако Оорта. Оно названо в честь голландского астронома Яна Оорта, который в 1951 г. выдвинул предположение, что Солнечная система окружена гигантским облаком комет и протоплазменных тел, находящихся на расстоянии от Солнца в 20000 раз более далёком, чем орбита Земли. В настоящее время существование облака Оорта подтверждено астрономическими наблюдениями. Оно представляет собой колоссальную свалку космического мусора, оставшегося от эпохи образования Солнечной системы. По некоторым оценкам специалистов, облако включает около триллиона протопланетных и кометных тел, а также всяческих осколков, камней и кусков льда.

Сложность Солнечной системы контрастирует с простотой установившегося в ней порядка, поскольку все девять основных планет, как уже говорилось, обращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости, именуемой плоскостью эклиптики. При этом ряд планет имеют собственные спутники: Земля и Плутон – по одному, Марс и Нептун – по два, Уран – 5, Сатурн – 32 и Юпитер – 39.

Планеты представляют собой, по существу, несостоявшиеся звёзды, поскольку они обладают недостаточной массой для дальнейшего сжатия и запуска в их недрах термоядерных реакций. Совсем немного недостало массы до начала процесса звёздообразования такой планете-гиганту, как Юпитер. Он и представляет собой Солнечную систему в миниатюре, газовый гигант, имеющий 39 спутников – значительно больше, чем у Солнца. Но если бы Юпитер стал звездой, наличие двойной звёздной системы вызвало бы такие изменения, что земная жизнь вряд ли оказалась бы возможной. Жар столь близкой звезды мог бы испарить океаны, истощить водные ресурсы и превратить Землю в бесплодную пустыню, какой являются, по существу, все планеты Солнечной системы, кроме Земли.

«Космическая инженерия» Солнечной системы отнюдь не приспособлена к нашему существованию. Мы – её побочный продукт. Но мы – единственная в этой системе активная сила, которая может изменить ход эволюции и сделать эту пустыню пригодной для жизни.

9.7. Солнце

Этот источник тепла, света, радости и энергии – всего лишь заурядная звезда, которую одни исследователи характеризуют как жёлтый карлик, а другие – как звезду средних размеров. Благодаря своей заурядности эта ближняя к нам звезда довольно долговечна, экономно расходует ядерное горючее, что и обусловило формирование чрезвычайно разнообразной планетарной системы, которая при более крупных размерах и массы Солнца просто не могла бы образоваться, была бы втянута в ядерную топку и там сожжена.

Солнце – огромный (по сравнению с Землёй) газовый шар, довольно разреженный снаружи и плотный внутри. То, что мы наблюдаем, глядя на Солнце, называется фотосферой, т. е. сферой видимого света, поверхностью, излучающей свет. Средняя температура поверхности Солнца около 6000 °C. Фотосфера получает свою энергию из ядра Солнца, где происходят ядерные реакции преобразования водорода в гелий при температурах до 16 млн. ° С. Диаметр зоны выработки энергии составляет около 346 тыс. км. Солнце производит энергию с огромной скоростью и мощью, которые несоизмеримы с условиями Земли. Энергия, вырабатываемая солнечным ядром всего лишь за одну секунду, эквивалента взрыву 92 миллиардов мегатонных термоядерных бомб.

Ядро подразделяется на две зоны – зону выработки энергии диаметром около 346 тыс. км и зону излучения. Весь диаметр ядра составляет 988 тыс. км. Далее лежит зона конвекции, через которую под мощным давлением проносятся потоки раскалённых газов. Вырвавшись наружу, они немного охлаждаются и снова притягиваются ядром, оберегая его от перегрева. Температура недр Солнца в зоне конвекции составляет около 2,2 млн.° С. Над этой зоной и находится фотосфера, которую мы наблюдаем, воспринимая вырывающийся из неё ослепительный свет. На краю солнечного шара располагается хромосфера, розовая каёмка, хорошо видная во время затмений Солнца Луной или через специальные фильтры. Её температура выше, чем температура фотосферы, и составляет более 10000 °C. Ещё более горяча солнечная корона, которая также хорошо заметна при полных солнечных затмениях. Её температура достигает миллиона ° С. Причины этого феномена активно обсуждаются учёными уже на протяжении нескольких десятилетий. Высказываются самые различные объяснения того, почему хромосфера и особенно корона значительно горячее более близко лежащей к ядру и мощно разогреваемой им фотосферы. Поскольку такой феномен присущ Солнцу, то он должен быть характерен и для других звёзд, которые мы не можем изучать так подробно вследствие их большой отдалённости от средств наблюдения.

Многие учёные называют подобный феномен «тайной» Солнца, разгадка которой может способствовать дальнейшей эволюции астрофизических теорий. Другие объясняют повышение температуры газа солнечной короны по мере удаления этих газов от ядра возникновением и усилением ударных волн, генерируемых «шумовыми» эффектами на поверхности Солнца. В фотосфере эти волны гасятся плотностью светящегося газа, энергетика которого растрачивается на электромагнитные излучения.

Газы солнечной короны, постепенно охлаждаясь по мере удаления от Солнца в межпланетное пространство, заполняют всё это пространство и образуют так называемый «солнечный ветер». Наполнение пространства Солнечной системы приводит к огромным по земным меркам расходам вещества. Во все стороны от солнечного шара рассылается 14000 млрд. тонн вещества ежегодно. Но в масштабах Солнца это столь малая величина, что такие расходы могут привести к потере массы Солнца лишь на 1 % в течение 100 млрд. лет. Неистощима и «щедрость» Солнца в сфере поставки энергии планетам своей системы. Земля получает всего лишь одну двухмиллиардную этой энергии. Но и это по земным меркам огромная величина, выражающаяся в количестве 2,5·1015 ккал в минуту. По сравнению с ней суммарная величина земных источников энергии, которые мы считаем грандиозными, просто ничтожна. Кроме того, земные запасы угля, нефти, газа, гидроресурсов, радиоактивных веществ – суть не что иное, как превращённые формы солнечной энергии. Без этой энергии земная жизнь, её биосфера не просуществовала бы и самого незначительного времени. На каждый квадратный метр земной территории приходится 1,386 квт солнечной энергии. Это величина получила название солнечной постоянной.

Мы все живы только потому, что существует Солнце, что оно относительно стабильно посылает нам потоки тепла и света. Между тем при всей стабильности своих основных параметров. Солнце – ещё более изменчивый объект, чем лесной пожар на Земле. В чём-то был прав Гераклит, когда он говорил, что Солнце – это огонь, мерами разгорающийся и мерами потухающий.

В солнечной атмосфере происходят выбросы так называемых корональных масс, которые порождают такие явления, как факелы, пятна, флоккулы, протуберанцы, вспышки и т. д. Факелы – яркие горячие образования, выступающие над уровнем фотосферы. Раз возникнув, они могут оставаться без всяких заметных изменений целые недели или даже месяцы, а потом быстро исчезают.

Солнечные пятна темнее фотосферы, и имеют резкие границы. Они появляются группами. Их яркость в 10 раз меньше остальной фотосферы, а температура на 2000 °C холоднее. В пятнах имеется водяной пар, разогретый до 1000 °C.

Флоккулы представляют собой яркие пятна на хромосфере, возникающие при появлении тёмных пятен и факелов. Вспышки – быстрое возрастание яркости флоккулов, которое за время менее одной минуты распространяется на десятки тысяч километров. По существу вспышки представляют собой гигантские взрывы, последствия которых в виде локального повышения яркости исчезают за несколько десятков минут.