77 ПРОТУБЕРАНЦЫ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЛНЦА
Спектроскоп позволяет нам определить состав протуберанц: туманные протуберанцы состоят из накаленного водорода и гелия, т. е. из элементов, образующих верхнюю часть хромосферы. Металлические, или лучевые, протуберанцы наряду с водородом и Гелием содержат еще натрий, магний, барий, титан и же- лезо, т. е. те металлы, которые входят в состав более глубоких слоев хромосферы. Поэтому туманные протуберанцы возникают в том случае, когда выбрасываются раскаленные массы газов из верхней части хромосферы, металлические же в том случае, когда происходит извержение из глубоких слоев последней.
Появление протуберанц не ограничено какой-нибудь определенной поверхностью Солнца: они наблюдаются всюду,—и у полюсов, и у экватора,—хотя и не одинаково часто. Как в северном, так и р южном полушарии Солнца находятся по два пояса, характеризующихся наиболее частым появлением протуберанцев. Два из них расположены недалеко от экватора и совпадают с так называемыми царственными зонами, в которых наблюдается наибольшее число солнечных пятен: два других лежат недалеко от полюсов, между 70 и 80 градусами широты. Таким образом, мы видим, что существует известная связь между солнечными пятнами и протуберанцами; области максимальной напряженности последних совпадают с зонами наибольшего распространения пятен. Точно также светочи (или факелы) располагаются, главным образом, около пятен (см. рис. 120).
![Рисунок]()
Рисунок
Такое совместное существование этих явлений дает право допустить причинную зависимость между ними: надо полагать, что это обстоятельство в связи с данными спектрального анализа поможет объяснить физические свойства Солнца. На основании своих замечательных работ Кирхгоф предполагает, что солнечное ядро находится в жидком или твердом состоянии.
Нетрудно доказать, что существование твердого солнечного ядра мало вероятно. Гораздо труднее решить, находится ли Солнце в жидком состоянии, как это думает Цёллнер, или в газообразном, как это допускает Секки. Главной опорой взглядов Цёллнера служат изверженные протуберанцы; для объяснения таких стремительных взрывов необходимо допустить, что солнечная поверхность находится в известном напряжении: последнее обусловливается по Цёллнеру существованием жидкого слоя, окружающего газообразное ядро. Солнечные же пятна этот исследователь рассматривает, как застывшие массы шлаков, плавающие на раскаленном солнечном море. Производя известное давление вниз, они и вызывают появление протуберанц, обыкновенно наблюдаемых вокруг пятен. Секки, полагая, что Солнце находится в газообразном состоянии, опирается, главным образом, на ничтожную плотность и чрезвычайно высокую температуру его. По вычислениям астрономов, плотность Солнца немного превосходит плотность воды.
С другой стороны, спектральный анализ показывает, что Солнце состоит преимущественно из железа и других тяжелых металлов; поэтому, если бы оно находилось в жидком состоянии, то должно было бы обладать большим удельным весом. Этому соображению, на первый взгляд, противоречит существование сильного давления внутри Солнца; по-видимому, на известном расстоянии от поверхности оно должно сгустить всякий газ в жидкость. Но давлению противодействует необычайно высокая температура. Лабораторные исследования, впервые произведенные Наттере- ром, показали, что при достаточно высоком давлении все газы переходят в жидкое и твердое состояние, но только в том случае, если температура не переступает известной границы; при очень рысоких температурах даже самые сильные давления не производят сжижения газов. Предел, выше которого невозможно существование жидкости,—называется критической температурой. Для различных газов эта величина различна; для углекислоты она равна 31 °С. По предположению Секки,
![Рис.<div class=]()
120. Солнечное пятно, окруженное светочами (по Секки)" />Рис. 120. Солнечное пятно, окруженное светочами
(по Секки)
жар, господствующий на Солнце, переходит за пределы всех критических температур, и потому, несмотря на чрезвычайно высокое давление, ни газы, ни пары металлов не могут перейти в жидкости. Конечно, газы, находящиеся в таких исключительных условиях, т. е. при весьма высокой температуре и под очень сильным давлением, будут сильно сгущены, и считать их газами можно не без оговорок. Во всяком случае, они превратятся в чрезвычайно густую и упругую массу, и достаточно ничтожных изменений давления и температуры, чтобы произошли бурные возмущения в верхней оболочке такой массы. Этими возмущениями, как думает Секки, и объясняются протуберанцы, пятна и светочи (факелы). В настоящее время почти все принимают, что Солнце находится в газообразном состоянии; однако этот взгляд не может объяснить с достаточной полнотой всех явлений, происходящих на Солнце. Концентрация солнечных пятен в царственных зонах и их периодичность являются фактами, о которых мы не можем высказать никакого суждения. Точно так же и самая последняя гипотеза, принадлежащая А. Шмидту и рассматривающая пятна и протуберанцы, просто как явления преломления света, вызываемые изменением плотности внутренних слоев, нисколько не объясняет их. В настоящую минуту мы можем только сказать, что, по всей вероятности, пятна являются следствием охлаждения Солнца. Несмотря на свою высокую температуру, последнее, несомненно, должно охлаждаться: в течение многих миллионов лет оно теряет посредством лучеиспускания огромные количества теплоты; теплота эта разливается по мировому пространству.
Мы не знаем температуры Солнца, но можем определить количество теплоты, теряемой им; найдено, что потеря эта огромна и что при самых благоприятных условиях вся солнечная масса охлаждается ежегодно, по крайней мере, на 1,8 градуса; следовательно, только в историческое время температура его понизилась
более чем на 10000°.
Но лучеиспускание происходит в течение многих миллионов лет, и внутренность Солнца охлаждается медленнее его внешних слоев; естественно было бы ожидать уже давно появления на Солнце твердой темной коры. Очевидно, потеря каким-то способом восполняется. Одним из важнейших успехов физики было открытие источника, возвращающего Солнцу теряемую теплоту. Гельмгольц справедливо полагает, что вследствие сокращения объема Солнца освобождается огромное количество теплоты, которое на много миллионов лет может покрыть потери, происходящие вследствие лучеиспускания. Новейшие исследования действительно показали, что температура Солнца не только не понижается, но, может быть, даже и возрастает. Другим чрезвычайно важным источником солнечной теплоты являются метеориты, ежегодно падающие на Солнце в большом количестве. Но в далеком будущем предвидится огромный приток тепла к Солнцу, независимо от указанных источников. Астрономы еще не доказали, что скорость движения планет уменьшается, но имеется достаточно серьезных оснований считать такое допущение более чем вероятным. Для того чтобы объяснить распространение колебательных движений света и тепла, допускают существование так называемого эфира, вещества, наполняющего все мировое пространство. Вследствие сопротивления этого эфира, движение небесных тел должно замедляться. То же действие производят и падающие массы метеоритов. Вследствие этого чрезвычайно медленно, но постепенно притягательная сила Солнца должна преодолевать центробежную силу планет. Потому-то планеты описывают при своем движении, в сущности, не эллипсы, а спирали и приближаются постепенно к Солнцу: наступит момент, когда планеты на него упадут. Прежде всего такая судьба постигнет Меркурий, затем Венеру, дальше Землю и другие планеты. Само собой понятно, что при падении этих мировых тел произойдет страшное нагревание. Каждая планета, падая на Солнце, разовьет известное количество теплоты, и только с того момента, когда последняя из них погибнет, начнется охлаждение центрального тела. Будет ли оно окончательным, или же, растрескиваясь и сокращаясь, Солнце освободит новые количества теплоты, или, наконец, произойдет еще раз сильное нагревание, вследствие столкновения с каким-нибудь другим небесным телом, все это вопросы, рассмотрение которых слишком далеко уклонило бы нас от главной задачи нашей— проследить историю Земли.
