Солнце
Теория Канта в общих чертах намечает те фазы, через которые проходила Земля, пока не достигла современного состояния и не населилась живыми существами. Но без наблюдений над другими небесными телами мы не можем составить даже приблизительного представления о различных периодах ее развития.
Одни из мировых тел развивались быстрее Земли, другие медленнее; они проходят те стадии, которые Земля пережила или которые ей предстоит пережить.Для уяснения первоначального состояния Земли могут служить туманности. Часть их, при помощи сильнейших телескопов, представляется в виде скопления
Рис. 109. Спиральная туманность из созвездия Ориона Рис. 110. Кольцевая туманность из созвездия Лиры
отдельных звезд; другие, даже при самых сильных увеличениях, кажутся пятнами; свет этих пятен, пропущенный через призму, не дает непрерывного спектра с темными линиями; он представляет темную полосу, и на ней отдельные светлые черты: туманности состоят из накопленных газов. Положение линий в спектре показывает, что в ряду этих газов преобладающая роль принадлежит азоту и водороду.
71
СОЛНЦЕ, СВЕТОЧИ И ПЯТНА
В таком же состоянии находилась та масса газов, из которой выделились Солнце и планеты. Особенно интересны туманности, находящиеся в быстром вращательном движении; таковы, например, спиральная туманность в Орионе (см. рис. 109), туманность Андромеды, спиральный характер которой доказан фотографическими снимками, и туманность в созвездии Борзых Собак (см. рис. 111), в которой около светлого ядра видны туманные спиральные полосы; сюда же относятся такие образования, которые имеют кольцеобразную форму и в центре кольца представляют иногда звезду (см.
рис. 110). Хольдещ директор знаменитой Ликской об- серватории на горе Гамильтона в Калифорнии, сделал замечательное открытие: он нашел туманности, которые имеют улиткообразную форму. Очевидно, что туманности представляют газовые массы, которые, под влиянием центробежной силы, стремятся к такому же распадению, какое мириады веков назад произошло с нашей солнечной системой.
О дальнейших фазах развития Земли мы можем судить по современному состоянию звезд и Солнца. Белые звезды первой группы Секки, в спектрах которых темные линии соответствуют линиям водорода и немногих металлов, находятся в первой стадии охлаждения; далее ушли в этом отношении желтые звезды, к числу которых принадлежит и наше Солнце.
Рис.111
Над последним делалось весьма много наблюдений, и потому нам необходимо познакомиться с ним подробнее.
Невооруженному глазу Солнце кажется невыносимо блестящим светлым кругом; оно всегда считалось символом, совершенства и чистоты; этот взгляд до того вкоренился во все философские системы прежних времен, что никто не сомневался в его справедливости. Но телескоп показал, что кажущаяся чистота Солнца просто оптический обман. Шейнер в Инголыптадте, почти одновременно с Галилеем и Фабрицием в Виртемберге и Гарриотом (Harriot) в Англии, открыл существование солнечных пятен; но наблюдения этих ученых долго не были обнародованы: исследователи остерегались распространять факт, совершенно противоречащий общепринятым взглядам.
Скоро, однако, сомнения исчезли... Если рассматривать Солнце при помощи хорошей трубы, в которой имеются приспособления для защиты глаза от невыносимого блеска, то тотчас же станет ясным, что вид его не соответствует первому впечатлению: поверхность Солнца покрыта какими-то своеобразными зернами, напоминающими скопление кучевых облаков; она не спокойна и находится в состоянии волнообразного движения; тут и там видны светлые блестящие места, так называемые светочи, или факелы, и рядом с ними отдельные темные пятна (см.
рис. 112).Эти пятна кажутся нам чрезвычайно мелкими, но стоит только принять в расчет страшную отдаленность Солнца и мы поймем, как громадны должны быть размеры каждой замечаемой нами темной точки. Диаметр Солнца равен 187,000 немецких миль, он превосходит земной диаметр больше чем в сто раз; мы видим его под углом зрения в 32' (немного больше У2 градуса). Предмет, нахо-
дящийся на поверхности Солнца и видимый в лучших приборах под едва измеримым углом в 1" достигает ста миль; тело, величиной с нашу Землю, 5удет видно под углом в 17".
Рис 112. Поверхность Солнца с пятнами
Наименьшие из пятен представляются в виде едва заметных черных почек; иногда они усеивают всю поверхность Солнца; их называют порами. Настоящие же солнечные пятна значительно больше и иногда достигают колоссальных размеров. Так, например, астроном Тобиас Мейер 15 марта 1758 года наблюдал
пятно, диаметр котфого составлял двадцатую часть диаметра Солнца, т.е. достигал 9000 географических миль и превосходил земной диаметр в 5 раз. Еще значительнее было пятно, которое видел в Дессау 4 сентября 1850 года один из неутомимых наблюдателей Швабе; это пятно было видимо под углом в 5', достигало 30000 географических миль в диаметре и занимало пространство в 716 миллионов квадратных миль. Такое необычайно огромное пятно, конечно, исключительное явление, но пятна величи- и светочами (по Секки) НОЙ С нашу Землю ДО
ВОЛЬНО обыкновенны.
Форма солнечных пятен различна; обыкновенно они имеют вид круга и состоят из темного ядра, окруженного лучеобразным поясом, полутенью, или пепумброй (penumbra). Иногда солнечные пятна более или менее вытянуты, а иногда и совсем неправильны; часто пятна имеют форму спирали, иногда группируются по несколько вместе; словом, в форме пятен господствует большое разнообразие (см.
рис. 113—115); одно и то же пятно в относительно короткое время испытывает целый ряд изменений: оно увеличивается или уменьшается, перетягивается так называемыми «мостами)*, участками светлого вещества, проходящими через его ядро и, наконец, совсем исчезает; в других местах появляются новые пятна. Процесс новообразования последних можно наблюдать очень часто; уже за несколько дней он может быть предсказан вперед: светлая поверхность Солнца начинает двигаться, появляется множество факелов и пор; последние колеблются то в ту, то в другую сторону, наконец, одно из них начинает увеличиваться и превращается в настоящее пятно, около которого постепенно появляется полутень. Не всегда этот процесс так прост и спокоен; иногда он сопровождается бурными извержениями накаленных газов, вырывающихся изнутри Солнца.
Число и величина одновременно появляющихся пятен весьма различны. Иногда они очень немногочисленны и невелики; поэтому-то старым наблюдателям, в руках которых были лишь слабые приборы, казалось, что на Солнце в течение целых месяцев и лет не существует пятен. С усовершенствованием телескопов взгляд этот оказался неправильным. Тем не менее наблюдаются резкие противоположности: иногда пятна выражены очень слабо, иногда обладают огромными размерами и выступают в большом числе. Многолетние наблюдения над этими явлениями позволили подметить законы, которым они подчиняются: через каждые одиннадцать лет наступает максимум, и за ним следует минимум. Периоды
Рис. 113. Солнечные пятна (по Секки)
появления солнечных пятен совпадают с явлениями земного магнетизма и с северными сияниями.
Каждое пятно уменьшает поверхность Солнца, испускающую свет и тепло; на небольшой ее части, где пятно появляется, это уменьшение значительно.
Мы знаем целый ряд звезд, сила света которых подвержена значительным колебаниям; очевидно, что и Солнце принадлежит к этой группе; впрочем, ослабление яркости его не особенно велико: поверхность, занимаемая пятнами в период их максимального развития, составляет обычно только Vsoo часть поверхности. Несомненно, что количество тепла и света, посылаемого Солнцем на Землю, зависит от числа пятен; но кажется, изменения его так ничтожны, что не могут быть наблюдаемы и измерены.Несмотря на неправильность появления отдельных пятен, подмечена строгая законность в общем распределении их по времени; то же следует сказать и относительно пространственного их расположения на поверхности Солнца. Замечено, что
вблизи полюсов Солнца вовсе не появляется пятен. Дальше 30° широты и около экватора они наблюдаются редко. Таким образом, поясами наибольшего распространения пятен служат части солнечной поверхности, расположенные между 10° и 30° северной и южной широт. Эти два пояса называют царственными зонами.
Наблюдая одно и то же солнечное пятно в течение нескольких дней, можно подметить, что оно изменяет место: появившись на восточном краю солнечного диска, пятно постепенно передвигается к западу и на западном краю исчезает (см. рис. 116). Пятна обладают и собственным движением, но последнее относительно невелико. То правильное перемещение, о котором мы сейчас говорили,—явление кажущееся; пятно не изменяет сколько-нибудь значительно своего места: само Солнце движется около своей оси в направлении от востока к западу, и в этом движении при-
Рис. 114 — 115. Солнечные пятна (по Секки)
нимают участие пятна; по их перемещению оказалось возможным вычислить время обращения Солнца около оси; оно равняется 25,38 дням. По истечении половины этого времени каждое пятно должно периодически исчезать на западном краю диска и опять появляться на восточном.
На самом деле такой правильности не наблюдается: пятно в течение того времени, когда оно бывает от нас скрыто, часто совсем исчезает или настолько изменяет свою форму, что мы потом не узнаем его. Тем не менее удавалось наблюдать повторное появление пятен, хотя и очень редко. Некоторые из них можно было проследить в течение 6—8, а одно даже в течение 19—22 оборотов Солнца, т.е. в течение 1 */2 лет-Форма пятен бывает различна в зависимости от того, где мы их видим—на краю или в середине диска. Как и следует по правилам перспективы, в первом случае они очень узки, с ядром в виде линии, во втором—представляются в своих настоящих очертаниях и имеют круглое ядро. Рис. 117— 118 схематически изображает пятна в разных положениях.
75
ФОТОСФЕРА, ХРОМОСФЕРА, КОРОНА
Раскаленная добела масса Солнца носит название фотосферы ("(рассвет); она отбрасывает на Землю светлые лучи, и ее только видим мы невооруженным глазом. На самом деле фотосфера окружена другими оболочками, невидимыми при обычных условиях: их наблюдают только при полных солнечных затмениях в виде узкого красного кольца. Спектроскопическое исследование последнего показывает, что верхние слои его состоят из накаленного водорода и неизвестного на Земле элемента гелия, характеризующегося желтой линией спектра. В нижних слоях доказано присутствие некоторых тяжелых металлов, находящихся в парообразном состоянии. Эта испускающая красный свет масса газов достигает 1000—1800 миль толщины. Точно пылающее огненное море, окружает она все Солнце и, вследствие своей окрашенности, носит название хромосферы (хрйца—цвет).
Рис. 116. Два солнечных пятна в их последовательном перемещении на солнечном диске (по Секки)
Между фотосферой и хромосферой лежит очень тонкий слой газов. Он обладает замечательными свойствами. Если во время полного солнечного затмения направить трубу спектроскопа как раз на то место, где край фотосферы исчезает за диском надвигающейся луны, то в момент наступления полной темноты в трубу спектроскопа попадут лучи, испускаемые нижним слоем солнечной атмосферы, и дадут спектр, характеризующийся множеством светлых линий. Отсюда следует, что рассматриваемый слой состоит из паров всех металлов, существующих на Солнце. Белый свет фотосферы при обычных условиях проходит через этот слой; здесь и поглощаются лучи, соответствующие характерным цветам металлов, и в спектре Солнца возникают темные фраунгоферовы линии. Часть солнечной атмосферы, в которой происходит такое поглощение лучей, можно назвать превращающим слоем (umkehrende Schicht).
При полном солнечном затмении может быть также наблюдаема самая крайняя оболочка Солнца, так называемая корона; она представляется в виде сияния, окружающего черный диск; у самого края последнего корона наиболее ярка; она постепенно бледнеет и исчезает на фоне неба (см. рис. 119), Корона простирается вверх на расстояния, превосходящие во много раз величину солнечного радиуса. В спектре ее наряду с характерными линиями водорода замечается одна зеленая черта, соответствующая неизвестному на Земле элементу. Он назван коронием. На
основании различных соображений принимают, что это—газ, еще более легкий, чем водород.
Особенно важны процессы, происходящие на верхней поверхности хромосферы. Во время полного солнечного затмения 8 июня 1842 года на краю черного диска были замечены красные выступы, названные протуберанцами. Они наблюдались и раньше, но не возбуждали большого внимания; теперь случилось наоборот, и следующие полные затмения ожидались уже с напряженным нетерпением; исследования этих замечательных явлений дали весьма важные результаты. В последнее время удалось наблюдать хромосферу и протуберанцы, не дожидаясь затмений. Это составило эпоху в истории вопроса.
Различают несколько видов протуберанц. Простейшая форма—так называемые кучевые протуберанцы; они представляют блестящие уплотнения (скучения) хро-
Рис. 117—118. Схема кажущегося изменения солнечных пятен, происходящего вследствие вращения Солнца
мосферы. Следующий вид—туманные протуберанцы, похожие несколько на наши облака; процесс их образования заключается в следующем: из хромосферы выдвигаются один или два огненных столба и, поднявшись на высоту около 16,000 географических миль, рассыпаются в туманоподобные массы. Третий вид—так называемые металлические, или лучевые, протуберанцы; они стремительно поднимаются с поверхности Солнца, взлетают в перпендикулярном или наклонном направлении, рассыпаются снопами или падают вниз в виде ракет. Время, в течение которого совершаются все эти быстрые изменения, чрезвычайно коротко; протуберанцы могут быть сравнены с сильными земными вулканическими извержениями; вероятно, мы имеем здесь дело с накаленными газами, вырывающимися с поверхности Солнца; самые страшные вулканические процессы, наблюдаемые на Земле, ничтожны в сравнении с этими явлениями (см. особую таблицу «Солнечные протуберанцы»).
Еще по теме Солнце:
- Обожествление солнца
- СОЛНЦЕ — МЕСЯЦ
- СОЛНЦЕ КРЕССИ
- 77 ПРОТУБЕРАНЦЫ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЛНЦА
- Глава 16. ГОРОД СОЛНЦА
- АТМОСФЕРА СОЛНЦА И ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ
- СОЛНЦЕ, МЕСЯЦ И ВОРОН ВОРОНОВИЧ
- Борьба за «место под солнцем»
- МИФОЛОГЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ КАТАСТРОФЫ: БАЛЬЗАМ СОЛНЦА
- Солнце Земли Русской — Александр Невский
- ОБ ОБРАЗОВАНИИ СОЛНЦА И ЗВЕЗД ЭТОГО НОВОГО МИРА
- 10. Луна и другие планеты заимствуют свет от Солнца.
- Глава пятая КОРОЛЕВАРЕГЕНТША, ИЛИ ЗАТМЕНИЕ СОЛНЦА