Условная схема, изображающая влияние на Землю солнечных явлений, сопровождающих вспышку. Вспышка — белый выступ на Солнце, изображенном в левой верхнем углу (размер вспышки сильно преувеличен). Стрелки, идущие от вспышки к Земле, соответствуют различным излучениям вспышки: желтая — видимое излучение вспышки, голубая — рентгеновское и ультрафиолетовое излучение (оно усиливает ионизацию в ионосфере, что отмечено увеличением густоты красных точек). Это усиление ионизации приводит к поглощению радиоволн. Белые точки, идущие от вспышки, — поток частиц (корпускул), приводящих к возникновению полярного сияния. Белые пунктирные линии — силовые линии магнитного поля; между ними — радиационный пояс. Искривление силовых линий магнитного поля, вызываемое потоком частиц, — причина магнитной бури. Тонкая красная стрелка — радиоизлучение вспышки.
Частицы плазмы, нагретой до 10 млн. градусов, движутся с огромными скоростями в сотни и тысячи километров в секунду! При этом вследствие чрезмерного давления частицы сильно сближаются, а отдельные ядра атомов иногда даже проникают друг в друга. В моменты такого проникновения происходят ядерные реакции,
Атом гелия имеет чуть меньшую массу, чем четыре атома водорода, которые пошли на его образование. Этот дефект массы и выделяется в недрах Солнца в виде энергии.
являющиеся источником неиссякаемой энергии Солнца.
На этой странице схематически изображено, как происходит одна из таких реакций. Она приводит к превращению водорода в гелий, причем на промежуточных этапах этой реакции образуются ядра тяжелого водорода — дейтерия, обозначенные латинской буквой D, а также изотопа атома гелия, отличающегося от обычного гелия тем, что его масса не в четыре, а только в три раза превышает массу атома водорода.
В основном Солнце состоит из тех же самых химических элементов, что и Земля. Однако водорода на Солнце несравненно больше, чем на Земле. Можно сказать, что Солнце почти целиком состоит из водорода, в то время как всех остальных элементов значительно меньше. Поэтому водород является основным источником энергии, излучаемой Солнцем за счет ядерных реакций.
За все время своего существования, которое, по-видимому, составляет не менее 6 млрд. лет, Солнце не израсходовало еще и половины своих запасов водородного ядерного топлива, В течение почти всего этого времени излучение Солнца примерно такое же, как и теперь. Так оно будет светить еще много миллиардов лет — до тех пор, пока в недрах Солнца весь водород не превратится в гелий.
Как же выделяется ядерная энергия внутри Солнца?
Когда ядра одного элемента (например, водорода), соединяясь, образуют ядра другого (например, гелия), возникают особые гамма-лучи, обладающие огромной энергией. Всякие лучи испускаются атомами в виде отдельных порций, называемых квантами. Энергия квантов гамма-лучей очень велика. Атомы вещества в недрах Солнца обладают свойством жадно поглощать всякое излучение. При этом, как правило, поглощая квант с очень большой энергией, атом излучает два или несколько квантов с меньшей энергией. Пока порожденные ядерными реакциями гамма-лучи дойдут до поверхности Солнца, произойдет очень много таких дроблений квантов первоначальных гамма-лучей. В результате с поверхности Солнца уже будут испускаться преимущественно лучи со значительно меньшей энергией: ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные.
Схематический цветной рисунок (стр. 76—77) дает представление о том, как «устроено» Солнце. Для того чтобы «увидеть» внутренние слои Солнца, художник «вырезал» из него шаровой сектор. Самая внутренняя часть, закрашенная в темно-красный цвет (ядро), соответствует области, где происходят ядерные реакции и выделяется энергия. Диаметр ядра составляет примерно 1/3 диаметра самого Солнца. В ядре сосредоточена наибольшая часть солнечного вещества.
К ядру примыкает самый протяженный слой Солнца, на схеме закрашенный в яркий желтый цвет. Здесь в результате поглощения квантов, их дробления и переизлучения энергия изнутри переносится наружу. Выше находится слой протяженностью около 1/10 солнечного радиуса, называемый конвективной зоной. Эта зона уже заметно холоднее. Она переходит в самые внешние слои Солнца — его атмосферу. Вследствие своей более низкой температуры конвективная зона не может обеспечить перенос всей энергии, поступающей снизу, только путем поглощения и переизлучения. Поэтому в конвективной зоне в переносе излучения принимает участие само вещество: из глубины поднимаются вверх отдельные потоки более горя-
77