Солнечные факты

Если смотреть на Солнце, можно ослепнуть. Об этом в детстве нам говорит мама, папа, родственники и знакомые: нельзя смотреть на Солнце, ослепнешь! Вообще-то это неправда. Если быть точным, то никто не ослеп, полностью и навсегда, только глядя на Солнце. Можно повредить свои глаза, но с помощью медикаментов и специальных упражнений зрение в значительной мере восстанавливается. К тому же наиболее вредно смотреть на Солнце во время его полного затмения, а не когда оно светит в полную силу. Опасно смотреть без защиты на Солнце в момент непосредственно после затмения — когда светило полностью закрыто Луной, зрачок увеличивается, пропуская больше света внутрь глаза, и если в этот момент резко прорвется первый яркий луч света, то можно получить повреждение сетчатки — солнечную ретинопатию. Это не тепловое влияние, а фотохимическое, когда под воздействием потока ультрафиолета через максимально открытый зрачок происходит химическое разрушение клеток сетчатки. Но даже этот вред можно устранить с помощью медицины, практически полностью восстановив зрение в большинстве случаев. В группе риска по этому поводу находятся прежде всего дети из-за особенностей строения хрусталика детского глаза (он пропускает больше синего света, с возрастом хрусталик желтеет, превращаясь в естественный фильтр ультрафиолетового излучения). Для тех из вас, кто твердо решил проверить и опровергнуть утверждение о невозможности ослепнуть, глядя на Солнце, могу посоветовать использовать бинокль или телескоп — так будет надежнее, а если «повезет», можно получить премию Дарвина

Солнце — самая обычная звезда. Или нет? Несмотря на то, что в последнее время с развитием технологии многие считают это уже 100%-ным фактом, на самом деле Солнце отличается от других звезд в Галактике. Если сравнить множество звезд, то у них есть одна общая черта — все они имеют форму шара, более или менее правильную. При этом они отличаются размером, температурой, цветом, светимостью и другими характеристиками. Все эти отличающиеся характеристики являются следствием всего одного фактора — массы. Масса звезды определяет все параметры звезды — размер, цвет, срок ее жизни и т.д. Звезды с малой массой (меньше половины Солнца) холодные, тусклые, цвет их ближе к красному, с большим сроком жизни. Звезды, масса которых в 10-20 раз больше Солнца, преимущественно ярко-голубого цвета, очень яркие, но при этом за пару миллионов лет «сгорают» полностью. В процентном соотношении в Галактике сверхмассивные звезды можно пересчитать на пальцах рук, просто массивных гораздо больше, а «мелких» — бесчисленное количество. Наше Солнце при этом находится в середине этой шкалы, причем оно более массивно, чем 80% всех звезд в нашей Галактике. Конечно, если посмотреть на левый рисунок в заголовке этого пункта, то видно, что по сравнению с красным гигантом Альдебараном Солнце выглядит карликом, но таких громадин во Вселенной единицы, поэтому правая часть рисунка, где Солнце сравнивается с более распространенным коричневым карликом (тип звезды), будет более честной, ведь таких карликов вокруг нас во Вселенной подавляющее большинство. Проще говоря, процентов 90 звезд, которые можно видеть в ночном небе, меньше, тусклее и холоднее Солнца.

Итак, Солнце яркое и большое. Почему это именно так? Что заставляет Солнце светиться и нагреваться, да так, что на Земле при этом стоит жара в 35 градусов в тени? Все дело в уравнении Альберта Эйнштейна, E = mc2, согласно которому при превращении вещества в эн Масса Солнца в миллион раз больше массы Земли, давление в центре более 340 миллиардов атмосфер, температура 16 миллионов градусов по Цельсию. При таких условиях внутри Солнца происходит ядерный синтез, при котором водород превращается в гелий — такие же процессы происходят в водородной бомбе. Правда, в ней водорода хватит только на то, чтобы надуть воздушный шарик, а представьте, что в реакции сгорают миллионы тонн вещества... Когда водород превращается в гелий, часть массы вещества превращается в энергию, которая и нагревает Солнце. Согласно рассчетам, каждую секунду в толще Солнца из материи в энергию преобразуется 5 миллионов тонн вещества — это масса семь полностью загруженных супертанкеров. Если точнее, из 700 миллионов тонн водорода в секунду образуется 695 тонн гелия, а недостающие 5 миллионов тонн вещества превращаются в 400.000.000.000.000.000.000.000.000 джоулей энергии, уменьшая массу Солнца на 0.00000000000000000025%. Так что в ближайший миллиард лет недостаток топлива Солнцу не грозит.

Солнце не видно с расстояния в 60 световых лет. Несмотря на всю ту бурную энергию и активность в его недрах, а также нестерпимую яркость, наше светило невозможно разглядеть невооруженным глазом в небе, если отлететь от него на каких-то 60 световых лет. В астрономии для яркости наблюдаемых звезд есть понятие звездной величины, минимальное значение которой, видимое глазом, составляет 6. Чем больше число, тем более тускло светит звезда. К примеру, полная луна имеет величину минус 13, Венера минус 4, одна из ярчайших звезд — Вега имеет звездную величину 0, Полярная звезда — 2. Чем дальше от объекта, тем менее ярко он виден в небе. Яркость Солнца падает до шестой величины на расстоянии 60 световых лет, или 600 миллиардов километров. Это очень далеко по человеческим меркам, но в масштабах вселенной это расстояние вытянутой руки. Для сравнения — диаметр Млечного пути 100.000 световых лет, или 1,000,000,000,000,000,000 километров. На изображении Млечного пути вверху 60 световых лет это менее половины пикселя (точки на мониторе).
Галактика огромна. Если взглянуть на небо ночью, то почти все звезды, которые вы видите, расположены на расстоянии менее 100 световых лет от Земли, и только несколько из них настолько яркие, что «добивают» с большего расстояния. Так что если поместить Солнце в случайное место Вселенной, то с вероятностью 99.99999% невооруженным глазом найти его будет невозможно.

Какого цвета Солнце? Многие из окружающих ответят — желтое. Но в действительности Солнце излучает во всем диапазоне видимых цветов, от красного до фиолетового. Величина вклада каждого цвета в излучение различна, причем максимум приходится на сине-зеленую часть спектра, но Солнце нам не кажется зеленым, потому что наш мозг комбинирует различные цвета, образуя суммарный цвет, который нам кажется желтым (или нет?).
Технически Солнце белое. Это легко доказать — если поместить на открытый солнечный свет лист белой бумаги, она будет именно белой, так же как снег или облака. Если бы Солнце светило желтым, то облака, снег и бумага казались бы желтыми, как и многие предметы вокруг нас. Несмотря на это много людей воспринимают солнечный свет как желтый, по поводу чего идут длительные дискуссии и исследования человеческой психики и зрения. Причин такого феномена названо немало — контраст с синим небом, фильтрация света в атмосфере, эффект желтого послесвечения на сетчатке под воздействием яркого белого света и т.д. Трудно сказать точно, наверное, каждый видит по-разному.

На Земле становится теплее. И это связано не с техногенной деятельностью человека (хотя там тоже не все однозначно), а именно с физическими законами. В ядре Солнца водород превращается в гелий, который накапливается, так как температуры и массы Солнца недостаточно для дальнейшей реакции уже с участием гелия. Со временем количество этой гелиевой «золы» внутри Солнца увеличивается, и под действием своей массы гелий начинает сжиматься, нагреваясь и подогревая солнечное ядро. В космических масштабах это означает, что со временем Солнце становится все более горячим и ярким. С момента своего «включения» более 4 миллиардов лет назад Солнце уже стало ярче почти наполовину, и этот процесс продолжается.
Казалось бы, все происходит очень медленно, и нам на Земле бояться пока рано, но если среднегодовая температура на нашей планете увеличится на каких-то пару-тройку градусов, то может глобальное таяние ледниковых шапок на полюсах, что приведет к затоплению значительных площадей суши. Со временем Антарктика станет очень популярным курортом для отдыха, как сейчас Гавайи Если заглянуть на 2 миллиарда лет в будущее, то увидим, что океанов на Земле попросту нет — они испарились из-за нагрева суши излучением «горячего» Солнца. И это необратимо...

Казалось бы, что может быть хуже? Ученые заявляют — еще как может! Сейчас в ядре Солнца постоянно образуется громадная толща гелия, которая под своей массой сжимается на 30 метров в год, а на нее наслаиваются все новые и новые слои гелия. Со временем снаружи останется только тонкий (сравнительно) слой водорода, который будет нагреваться до такой степени, что начнет расширяться как оболочка резинового шарика. Итак, что мы будем иметь? Внутри — горячее гелиевое ядро, снаружи — тонкий слой горячего водорода, в котором идет термоядерная реакция, расширяющая его.
Этот процесс будет заметен только через 5-6 миллиардов лет, после чего за «каких-то» 700 миллионов лет Солнце за счет водорода начнет увеличиваться до 2.5 раз в диаметре относительно его современного размера. Водород больше не будет нагревать внутренние слои инертного гелия, из-за чего там начнут происходить сложные процессы (не буду вдаваться в тонкости), которые приведут к значительному увеличению диаметра Солнца — более чем в 100 раз, и его постепенному остыванию. Солнце превратится в красного гиганта... В процессе превращения светило будет «плющить», наружные слои его будут периодически «отстреливаться» и улетать в окружающий космос, после чего от Солнца останется шар раскаленного гелия размером с Землю и массой в половину массы современного Солнца. Образовавшийся голубой карлик (название для обозначения таких звезд) будет постепенно остывать, так как термоядерной реакции в нем больше происходить не будет. Процесс остывания затянется на долгие миллиарды лет, пока от Солнца не останется шар холодной мертвой материи...
А что же Земля? Если ее не поглотит расширяющееся Солнце, то ее поверхность превратится в океан расплавленной породы, и ничего живого, естественно, на ней не останется. Единственный способ для нас выжить — найти себе новый дом, или переместить Землю к другой звезде. Но это, как вы понимаете, совсем другая история.