ГЕЛИЙ — СОЛНЕЧНЫЙ ГАЗ

Интересна история открытия гелия. Она похожа на научный детектив.

В 1868 году английский физик Джозеф Норман Локвер с помощью прибора спектроскопа изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, т.е. каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.

В спектре Солнца Локвер заметил неизвестную желтую линию; она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали "гелий" — от греческого слова "гелиос", что означает Солнце.

В этом же году французский астроном П.Жансен обнаружил в спектре хромосферы яркую желтую линию.

Ученые принялись искать этот элемент на Земле. Английский химик У.Рамзай, наблюдая спектр излучения газов, выделившихся из редкого минерала клевеита, в 1895 году обнаружил в нем желтую линию гелия. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метров воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия.

В результате других опытов было определено, что гелий выделялся из радия и что при распаде некоторых атомных ядер образуются так называемые "альфа-частицы" — ядра атомов гелия, имеющие большую скорость движения.

Метод изучения веществ по спектрам называется спектральным анализом. Он позволил с большой точностью определить химический состав Солнца: 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшаяся доля принадлежит более тяжелым химическим элементам. А поскольку атомы водорода наиболее интенсивно излучают красный свет, а атомы гелия — желтый, то состоящая из этих разреженных газов хромосфера Солнца имеет красновато-желтый цвет.

ПОЧЕМУ НА СОЛНЦЕ ПЯТНА?

Одним из обвинений, предъявленных Великому Галилею "великой" инквизицией, было изучение им с помощью телескопа пятен на "чистейшем лике божественного светила". Пятна на заходящем или на неярком Солнце, видимом сквозь облака, люди замечали еще задолго до изобретения телескопов. Но Галилей "посмел" о них громко заявить, доказать, что эти пятна не кажущиеся, а реальные образования, что они появляются то в большем, то в меньшем количестве, что они перемещаются по солнечному диску. Эти открытия позволили Галилею сделать вывод о том, что Солнце "живет" активной жизнью, что оно вращается вокруг своей оси. Фотосфера (слои Солнца, дающие наиболее яркий свет) в сильные телескопы видна не ровно сияющей, а имеющей как бы зернистое строение. Эти чередующиеся белые и слегка темноватые зерна называют гранулами. Гранулы — это массы раскаленных газов, выталкиваемых из еще более горячих солнечных глубин. Гранулы постоянно исчезают и появляются вновь: вещество, из которого состоит Солнце, находится в постоянном движении. Видимую поверхность Солнца иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Ученые определили размер каждой "рисинки" — около 1500 км. Пятна — это области фотосферы, где температура значительно ниже. По контрасту с очень яркой фотосферой пятна кажутся темными, хотя тоже светятся, т.е. излучают энергию. Температура средней части пятна (самой темной и самой "холодной") около 4500° С. Пятна появляются группами, изменяются, распадаются на отдельные части, исчезают. Диаметр отдельных пятен превосходит диаметр Земли. В основном пятна появляются вблизи экватора Солнца. Движение пятен на Солнце происходит с разной скоростью: чем дальше от экватора, тем скорость движения пятна меньше. Это говорит о том, что Солнце вращается не как твердое, а как газообразное тело. Многолетние наблюдения позволили обнаружить в жизни Солнца закономерность: в среднем через каждые 11 лет количество пятен достигает максимума, затем снижается. Иногда на Солнце пятен не бывает совсем. Такой год называют годом Минимума солнечной активности (год спокойного Солнца). В годы Максимума солнечной активности (возмущенное Солнце) около пятен видны более яркие, чем окружающая фотосфера, участки — факелы. Иногда они встречаются и там, где пятен нет. Это более горячие области фотосферы. Солнечная активность воздействует на землю. Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки — геофизика, биология, медицина.

МОЖЕТ ЛИ ВЗОРВАТЬСЯ НАШЕ СОЛНЦЕ?

А что если и наша звезда — Солнце — вдруг вспыхнет сверхновой? Исчезнет сама и нас вычеркнет из Вселенной навсегда? Как говорят ученые, это событие хотя и возможно, но вероятность его очень мала. Свою энергию звезда получает, постепенно превращая водород в гелий, затем в более тяжелые элементы (углерод, кислород, неон и другие) с помощью цепочки термоядерных реакций, которые происходят в недрах звезды. Превращения прекращаются, когда в ядре звезды образуется железо. Звезда с большой массой, как выяснили ученые, сжигает свое горючее гораздо быстрее, чем легкая звезда. Например, масса Сириуса в два раза больше массы Солнца, а его светимость больше солнечной в 28 раз, т.е. запасы горючего Сириуса будут исчерпаны гораздо раньше, чем у Солнца. Если бы Сириус, близко расположенная к нам звезда, взорвался как сверхновая, это было бы грандиозное явление, которое бы повлияло на нашу планету. Ночи стали бы светлые как день, космическое радиоизлучение привело бы к необратимым экологическим изменениям на Земле. Природе Земли был бы нанесен непоправимый вред. В нашей Галактике в среднем одна сверхновая взрывается раз в триста лет. Астрономы всегда начеку, в надежде увидеть развитие этого явления с самого начала. Сверхновые вспыхивают нередко в соседних галактиках. Это, как правило, звезды большой массы. Наше же Солнце — средняя звезда на окраине Галактики, для нас является надежным светилом по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, а там посмотрим. Всем, кто наблюдает небо поверхностно, с помощью несовершенных приборов, Вселенная может показаться местом тихим и спокойным. Однако мы живем в мире звезд, постоянно меняющемся, где происходят постоянные превращения звезд в межзвездное вещество и наоборот. Возможно, и наше Солнце родилось из межзвездного вещества, которое осталось от взрыва сверхновой в далеком прошлом. Будем благодарны судьбе за то, что живем возле такой спокойной звезды.

МОЖЕТ ЛИ ПОГАСНУТЬ СОЛНЦЕ?

Наше Солнце — это обычная звезда, а все звезды рождаются, живут и умирают. Любая звезда рано или поздно гаснет. К сожалению, и наше Солнце не будет светить вечно.

Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или "сгорает". Однако теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.

Если же Солнце не "сгорает", то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур ядра водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия. (Частицы одного раскаленного газа превращаются в частицы другого раскаленного газа.) Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия — водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.

Насколько еще хватит запасов водорода на Солнце? Если предположить, что термоядерные реакции и дальше будут протекать такими же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще около десяти миллиардов лет. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.

Вернуться в раздел: Энциклопедия Космоса и Вселенной

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ КОСМОСА. ВСЕЛЕННАЯ И ЕЁ УСТРОЙСТВО

Ключевые слова этой страницы: энциклопедия, космоса, вселенная, устройство.

Скачать zip-архив: Энциклопедия Космоса. Вселенная и её устройство - zip. Скачать mp3: Энциклопедия Космоса. Вселенная и её устройство - mp3.