Земля и её пассажиры - страница 2

Стабильность массы и активность Солнца в определенной мере связаны, однако при этом не исключены те или иные временные отклонения. На протяжении примерно 4 млрд. лет температурные условия на Земле обеспечивали сохранение и развитие органической жизни, не в последнюю очередь благодаря термостатирующим свойствам мощной гидросферы. Поддержание аналогичных условий на суше становится критичным в последние ≈450 млн. лет.

Между тем установлен ряд оледенений на Земле продолжительностью более 10 млн. лет с периодичностью 200÷300 млн. лет. Столь высокая длительность указывает на связь этих явлений с процессами на Солнце и на их глубинный характер. Снижение уровня его активности, являющееся причиной значительного похолодания, может быть связано с уменьшением мощности энерговыделений в ходе протон – протонных и других термоядерных реакций. Ядра образующегося гелия не только экранируют протоны от столкновений между собой, но значительно снижают их кинетическую энергию. Это объясняется специфическим взаимодействием протонов с гелием, содержащим два нейтрона. Увеличение концентрации гелия сверх уже имеющейся может заметно снизить тепловыделение в реакционной зоне.

Предполагается, что после достижения определенной пороговой концентрации может сработать механизм отстаивания, в результате чего более тяжелый гелий в поле тяготения уйдет к центру ядра Солнца. При этом возрастет концентрация протонов и уровень энерговыделения. Оценки показывают, что осаждение ядер гелия является очень медленным процессом из-за высокой вязкости водородно-гелиевой плазмы. Накопление гелия способствует развитию конвективного режима и установлению естественного барометрического распределения концентраций по радиусу. При этом проявляется некоторое смещение (дрейф) зоны термоядерных реакций по направлению от центра.

Генерируемые в недрах Солнца кванты излучения на пути к поверхности претерпевает огромное число поглощений, переизлучений, многообразные трансформации первоначальной частоты рентгеновского диапазона с превращением в безопасный для жизни оптический спектр со смежными инфракрасным и ультрафиолетовым. Этот процесс занимает время в несколько миллионов лет; средняя скорость прохождения находится на уровне 2 см/час.

В условиях вакуума свету понадобилось бы на это менее двух с половиной секунд. Роль света играют нейтрино. Регистрируя и изучая их спектр можно судить об особенностях процессов в глубине Солнца. И хотя мы купаемся в его лучах – ровесниках австралопитека, такие исследования могут быть полезными.

Более актуальным является изучение одиннадцатилетнего цикла активности, сопровождающегося сменой полярности магнитного поля через 22 года. Такая периодичность связана с особенностями передачи тепла в зоне, прилегающей к наружной поверхности Солнца.

Мощность термоядерного реактора и радиус светила однозначно определяют уровень эффективной температуры фотосферы менее 6000 К (5770 К). При этом возможна неполная диссоциация водорода и слабая ионизация таких элементов, как натрий, калий, магний, кальций, алюминий. Поэтому в поверхностных слоях связанные электроны всех элементов, включая водород и гелий, эффективно поглощают кванты излучения, что и определяет относительную непрозрачность среды в этой зоне. Температурные условия в более глубоких областях обеспечивают полную ионизацию элементов, кроме тяжелых, и тем самым высокую прозрачность.