Очерки о Вселенной
Шрифт:
Мощность излучения с единицы поверхности Солнца, получаемая от деления всей его мощности на величину его поверхности, составляет 84 000 лошадиных сил на квадратный метр, и эта мощность поддерживается, несомненно, в течение сотен миллионов или даже миллиардов лет. Как устойчивы и мощны должны быть источники энергии в недрах Солнца! Мы поговорим о них в другой главе, а тут лишь укажем, что только ничтожная часть энергии, щедро расточаемой Солнцем, используется планетами. На долю Земли приходится лишь 1/2200000000 ее часть. Тем не менее и она колоссальна. Если ее расценить на деньги по цене 2 коп. за киловатт-час, то окажется, что за секунду Земля получает энергии
Рис. 115. Сравнительные размеры Солнца и планет
Можно сказать, что эти деньги буквально бросаются на ветер, так как ветер есть перемещение воздуха, возникающее от неодинакового нагревания различных мест земной атмосферы и поверхности Земли. Впрочем, не все эти деньги идут на ветер..., большая их доля утекает от нас вместе с водой (с водой рек и с потоками дождя). Часть солнечной энергии используется растениями, а небольшая доля этой части используется нами как топливо в виде торфа, дров и каменного угля.
О прямом использовании солнечной энергии сверх того, что нам дает движущая сила ветра и воды, приводимых в движение Солнцем, говорится давно. Разрешение этой задачи встречает много трудностей, но надо прямо сказать, что инженеры-энергетики уделили этому вопросу еще слишком мало внимания. Например, в СССР до сих пор имеются только небольшие пробные установки вроде солнечной бани и солнечной кухни в Ташкенте. Надо также отметить использование солнечной энергии на искусственных спутниках Земли и Солнца путем применения кремниевых фотоэлементов, превращающих световую энергию Солнца в фотоэлектрическую.
И Солнце не без пятен
«И Солнце не без пятен», - с огорчением констатировали в XVII веке современники их открытия. Да, и Солнце не без пятен..., но не всегда. Как известно, число пятен и площадь, занятая ими, меняются периодически, хотя и не очень правильно, с периодом в 11 лет. Последний максимум пятен был в 1968 г., а в год минимума иногда целые месяцы на Солнце нет ни одного пятна. Каждый цикл они зарождаются по обе стороны от экватора Солнца на широтах около 30° и по мере увеличения их числа появляются все ближе и ближе к экватору. Последние пятна умирающего цикла появляются почти у самого экватора, но близ полюсов их не бывает никогда.
Если вы закроете ослепительную фотосферу диафрагмой в фокусе окуляра телескопа так, чтобы в нее было видно лишь «черное» солнечное пятно, то берегитесь смотреть на него без темного стекла - вы ослепнете. Понятие черноты относительно, и темные вследствие контраста на фоне фотосферы пятна сами по себе тоже ослепительно ярки.
Пятна появляются обычно группами, в которых происходят непрерывные изменения: появление новых пятен, изменение формы старых, а чаще всего их дробление на части и постепенное исчезновение.
Иногда они существуют лишь несколько дней, иногда - несколько месяцев.
Рис. 119. Изменение в группе солнечных пятен
Пятно состоит обычно из ядра, или «тени», окруженной более светлой «полутенью» как бы волокнистого строения со следами завихрения вокруг центра пятна. Центр пятна лежит обычно ниже окружающей фотосферы, но «не намного» - на сотни километров, тогда как по площади пятна обычно больше площади Европы и даже больше площади земного шара.
Меньшая яркость пятен вызвана меньшей температурой солнечных газов в этих местах. Судя по спектру, она составляет около 4500° и равна температуре звезд оранжевого цвета, тогда как спектр фотосферы такой же, как спектр более горячих желтых звезд. Более низкая температура допускает образование в пятнах большого числа молекул химических «соединений, тогда как в фотосфере эти соединения встречаются в небольшом количестве. Если там из каких-либо сцепившихся друг с другом атомов и сложится молекула, то она обычно сейчас же будет разбита на части при бешеных столкновениях с другими частицами, возникающих при высоких температурах.
Рис. 120. Солнце вращается не как твердое тело. Чем ближе к экватору, тем больше поворот точек диска за сутки
Появляясь на одном краю Солнца и перемещаясь по видимому диску, солнечные пятна представляют прекрасную возможность убедиться во вращении Солнца вокруг оси. Определенные по различным пятнам периоды вращения Солнца, дополненные спектральными определениями вращения (о чем говорилось в первой главе) и другими методами, показывают, что Солнце вращается не как твердое тело. До некоторой степени вращение фотосферы можно сравнить с вращением чая, который энергично перемешивается в стакане с помощью ложечки. Там быстрее всего крутится середина, а края отстают. На Солнце же точки его экватора делают оборот за 25 суток, а на широте 60° период обращения доходит до 30 суток. С космической точки зрения Солнце вращается очень лениво, на экваторе линейная скорость вращения составляет всего лишь 2 км/сек.
Юпитер и Сатурн также вращаются звнами подобно Солнцу и быстрее на экваторе, но с периодом всего лишь около 10 часов. Для них, как и для Солнца, причина такого зонального вращения неизвестна, но ясно, что твердая поверхность не могла бы так вращаться.
В Советском Союзе и в других странах ведется ежедневная регистрация пятен и других явлений на Солнце. Она называется Службой Солнца и ведется по общему плану рядом обсерваторий. Эта работа необходима для изучения природы Солнца и для выяснения того, как происходящие на нем изменения влияют на Землю. Поэтому изучение Солнца было включено в программу работ по Международному геофизическому году (1957-1958).
Наблюдения солнечных пятен и их изменений доступны для всякого любителя, обладающего хотя бы самым маленьким телескопом (Желающим познакомиться с Солнцем несколько подробнее и получить руководство для самостоятельного его наблюдения рекомендуем книгу В. В.Шаронова «Солнце и его наблюдение», Гостехиздат, 1953)).
И Солнце не без пятен
«И Солнце не без пятен», - с огорчением констатировали в XVII веке современники их открытия. Да, и Солнце не без пятен..., но не всегда. Как известно, число пятен и площадь, занятая ими, меняются периодически, хотя и не очень правильно, с периодом в 11 лет. Последний максимум пятен был в 1968 г., а в год минимума иногда целые месяцы на Солнце нет ни одного пятна. Каждый цикл они зарождаются по обе стороны от экватора Солнца на широтах около 30° и по мере увеличения их числа появляются все ближе и ближе к экватору. Последние пятна умирающего цикла появляются почти у самого экватора, но близ полюсов их не бывает никогда.