Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

Физика Солнца представляет собой важную отрасль астрономии. В шестидесятые и семидесятые годы она была Отодвинута на второй план в результате целого ряда открытий экзотических объектов, сделанных радио- и рентгеновской астрономией. Радиогалактики, квазары, пульсары, нейтронные звезды и черные дыры — все эти названия входили в обыденную речь по мере того, как ученые открывали явления, которые, казалось, находились в противоречии с установившимися теориями. Все это время на солнечных обсерваториях спокойно продолжалась обычная работа. Но 14 мая 1973 г. из Флориды был запущен «Скайлэб». Эта орбитальная станция, предназначенная для солнечных исследований, произвела переворот в современной физике Солнца. Полученные результаты еще долгие годы будут внимательно изучаться. На станции были расположены шесть телескопов, детально исследовавших Солнце в широком спектральном интервале, включающем рентген и ультрафиолет, не пропускаемые нашей атмосферой. Станция с экипажем на борту функционировала 171 день. Все ее исследовательские задачи были успешно выполнены, даже перевыполнены.

В эти же годы резко повысился интерес к проблеме источников энергии на Земле. Не существует дефицита энергии как таковой, есть просто дефицит дешевой и легко доступной энергии. Солнце обладает огромными запасами тепловой энергии, причем бесплатной и не вызывающей побочных эффектов, связанных со сгоранием ископаемого топлива или радиационной опасностью при использовании ядерной энергии. Любая разумная энергетическая политика дальнего прицела должна опираться на все большее использование солнечной энергии. Это сейчас общепризнано и служит усилению интереса к солнечным исследованиям.

В этой книге я сделал попытку рассказать в общих чертах о нашем сегодняшнем понимании Солнца. Это очень увлекательная повесть, включающая историю, физику, астрофизику, космические исследования и энергетические проблемы. Объединяющей темой является рассказ о том, как с точки зрения физики можно объяснить большинство наблюдаемых явлений. В то же время я подчеркиваю, что наблюдения Солнца оказали неоценимую услугу физической теории на определенных стадиях ее развития.

Читатели, желающие продолжить знакомство с миром Солнца, могут найти в краткой библиографии, приводимой в конце книги, отправную точку для изучения обширной литературы по Солнцу.

Древнее Солнце

В древние времена люди обожествляли Солнце как почти единственный источник тепла и света. Даже теперь эта традиция продолжает существовать среди некоторых примитивных племен, сохранившихся почти незатронутыми современной цивилизацией в пустыне и джунглях. Если взглянуть в глубь тысячелетий, на память приходят таинственные древние сооружения, сохранившиеся до наших дней — великие египетские пирамиды, одинокие каменные круги эпохи мегалита в Западной Европе, остатки цивилизации майя. Почему наши предки тратили столько усилий на воздвижение этих монументов? Мы не знаем точного ответа, однако потребность следить за движением Солнца была несомненно одним из главных стимулов в их строительстве.

Современные двойники этих старинных храмов — солнечные обсерватории. Наше Солнце поддерживает жизнь на планете. Оно влияет на климат и представляет серьезную опасность для людей, работающих в космосе. Поэтому Солнце находится под постоянным наблюдением астрономов. Они хотят узнать как можно больше о его деятельности и о том, как Солнце влияет на нас и на окружающую среду. Для этого ученые сооружают специальные обсерватории в местах с наибольшим количеством ясных дней. Используя сеть обсерваторий, ученые почти непрерывно могут исследовать магнитное поле и излучение Солнца.

Астрономы обнаружили, что возраст и размеры нашей Вселенной огромны. Она представляется человеческому разуму безграничной и вечной. Бесконечная Вселенная состоит из скоплений галактик, разбросанных в черной пустоте космоса, причем отдельные галактики, входящие в эти скопления, разделены миллионами световых лет. Наш Млечный Путь — это одна из таких галактик, видимая нами изнутри как скопление звездной пыли, рассыпанной по небосклону. Здесь, в непосредственном соседстве с нами, расположены сотни миллиардов звезд. Они образуют спиральную галактику, протяженность которой составляет сотни тысяч световых лет. В одном из спиральных рукавов этой галактики вдали от края Млечного Пути находится наше Солнце. Именно то, что оно наше Солнце, наша дневная звезда, и выделяет его для нас из бесконечного множества звезд. Оно ближе к нам, чем любая другая звезда, хотя пассажирскому самолету понадобилось бы 20 лет, чтобы достичь его, если бы такие путешествия были возможны. Излучение Солнца, нагревающее и освещающее Землю, проходит это кажущееся нам столь огромным расстояние за время, лишь немного превышающее восемь минут.