Внутренние строение Солнца

Внутренние строение Солнца. Наше Солнце — это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Внутренний объём Солнца можно разделить на несколько обла¬стей; вещество в них отличается по своим свойствам, и энергия распро¬страняется посредством разных фи¬зических механизмов.

Познакомим¬ся с ними, начиная с самого центра. В центральной части Солнца на¬ходится источник его энергии, или, говоря образным языком, та «печка», которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром. Под тяжестью внешних слоев вещество внутри Солнца сжато, причем, чем глубже, тем сильнее. Плот-ность его увеличивается к центру вместе с ростом давления и темпера¬туры. В ядре, где температура дости¬гает 15 млн. Кельвинов, происходит выделение энергии. Эта энергия выделяется в результа¬те слияния атомов лёгких химических элементов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов во-дорода образуется один атом гелия.

Именно эту страшную энергию люди научились освобождать при взрыве водородной бомбы. Есть надежда, что в недалёком будущем человек сможет научиться использовать её и в мир-ных целях. Ядро имеет радиус не более чет¬верти общего радиуса Солнца.

Одна¬ко в его объёме сосредоточена поло¬вина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца. Но энергия горячего ядра должна как-то выходить наружу, к поверхно¬сти Солнца. Существуют различные способы передачи энергии в зависи¬мости от физических условий среды, а именно: лучистый перенос конвек¬ция и теплопроводность. Теплопро¬водность не играет большой роли в энергетических процессах на Солнце и звёздах, тогда как лучистый и кон-вективный переносы очень важны.

Сразу вокруг ядра начинается зо¬на лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглоще¬ние и излучение веществом порций света — квантов. Плотность, температура и давле¬ние уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идет поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Чтобы кван¬там добраться от центра Солнца до фотосферы, необходимы многие ты¬сячи лет: ведь, переизлучаясь, кванты всё время меняют направление, поч¬ти столь же часто двигаясь назад, как и вперёд. Но когда они в конце кон¬цов выберутся наружу, это будут уже совсем другие кванты.

Что же с ними произошло? В центре Солнца рождаются гам¬ма-кванты. Их энергия в миллионы раз больше, чем энергия квантов ви¬димого света, а длина волны очень мала. По дороге кванты претерпева¬ют удивительные превращения. От¬дельный квант сначала поглощается каким-нибудь атомом, но тут же сно¬ва переизлучается; чаще всего при этом возникает не один прежний квант, а два или даже несколько.

По закону сохранения энергии их общая энергия сохраняется, а потому энер¬гия каждого из них уменьшается. Так возникают кванты всё меньших и меньших энергий. Мощные гамма-кванты как бы дробятся на менее энергичные кванты — сначала рент¬геновских, потом ультрафиолетовых и наконец видимых и инфракрасных лучей. В итоге наибольшее количест¬во энергии Солнце излучает в види¬мом свете, и не случайно наши глаза чувствительны именно к нему. Как мы уже говорили, кванту тре¬буется очень много времени, чтобы просочиться через плотное солнеч¬ное вещество наружу.

Так что если бы «печка» внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя. На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встре-чает такую область, где непрозрач¬ность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучени¬ем, а конвекцией. Что такое конвекция? Когда жид¬кость кипит, она перемешивается.

Так же может вести себя и газ. В жар¬кий день, когда земля нагрета лучами Солнца, на фоне удалённых предме¬тов хорошо заметны поднимающие¬ся струйки горячего воздуха. Их лег¬ко наблюдать и над пламенем газовой горелки, и над раскалённой конфор¬кой плиты. То же самое происходит и на Солнце в области конвекции. Ог¬ромные потоки горячего газа подни¬маются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а охлажденный солнечный газ опускается вниз. Похо¬же, что солнечное вещество кипит и перемешивается, как вязкая рисовая каша на огне. Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практиче¬ски до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь ста¬новится лучистым.

Однако по инерции сюда всё же проникают горячие потоки из более глубоких, конвективных слоев. Хорошо известная наблюдателям картина грануляции на поверхности Солнца является видимым проявлением конвекции. 4.