Искусственное солнце

Добавим еще, что излучение фотонов разнообразных энергий происходит и помимо рекомбинации ионов—при простом торможении быстро летящих электронов, когда они сталкиваются между собой или с атомными ядрами.

Нам остается вспомнить, что фотоны разных энергий соответствуют свету разных длин волн, то есть разных цветов. Стало быть, при бесчисленных рекомбинациях и торможениях электронов в фотосфере должно возникать яркое свечение, обладающее набором всех цветов— непрерывным спектром. А это и есть та самая радужная полоска солнечного спектра, что помогла нам узнать температуру поверхности светила.

Но радужная полоска пересечена фраунгоферовыми линиями.

Теперь нетрудно разгадать и их сущность.

Фраунгоферовы линии — тоже результат поглощения атомами фотонов, но только не слишком высоких энергий, а тех сравнительно слабеньких световых пуль, которые возникают в основном при рекомбинациях ионов.

Из бесчисленного обилия разнообразных фотонов атомы выбирают подходящие для себя и поглощают их. Правда, они тут же стреляют точно такими же фотонами. Но вот что важно: «выстрелы» эти направлены не вперед, а куда угодно — в любую сторону.

Что же получается?

Благодаря значительной прозрачности фотосфера к нам доходит световой луч, зародившийся далеко в ее глубине. По пути встречные атомы фотосферы выдергивают из него фотоны определенных энергий и «выстреливают» их в сторону. Поэтому к нам солнечный луч добирается уже порядочно выщипанным. Разложив его в спектр, мы видим провалы — недостаток фотонов тех энергий, которые поглощены встречными атомами. Эти провалы и есть темные фраунгоферовы линии.

ФОТОННОЕ МЕНЮ

Если бы люди ели только те блюда, которые готовит их национальная кухня, то по обеденному меню было бы легко определить национальность человека.

Скажем, вы попросили в столовой суп харчо — значит, вы грузин. Ваш приятель заказал кофе по-варшавски — значит, он поляк.

В нашем мире так бывает, разумеется, далеко не всегда. Азербайджанцы с удовольствием едят украинский борщ, а украинцы — азербайджанский суп пити.

Другое дело — в мире атомов.

Где бы ни находились атомы — на Земле, на Солнце, в межзвездном пространстве — они строго придерживаются своей «национальной кухни». «Питаясь» светом, они поглощают всегда один и тот же ассортимент фотонов. А зависит этот ассортимент от внутреннего строения атома, от размещения электронных орбит.

В атомах разных химических элементов размещение таких орбит неодинаково. Стало быть, и фотонное «меню» у них разное. Например, водородный атом не проглотит того фотона, который жадно схватит атом лития. Наоборот, водород может не отказаться от фотона, «несъедобного» для лития.

В физических лабораториях ученые в совершенстве исследовали фотонный «рацион» различных элементов. И теперь по световому «меню» вещества можно достоверно узнать его химический состав. На этом основан мощный метод научной разведки — знаменитый спектральный анализ, зародившийся еще 100 лет назад.

Фраунгоферовы линии спектра Солнца — это протокол трапезы атомов, фотосферы.

Наложение линий точно показывает, какие фотоны «высосаны» из светового луча, а следовательно, какие химические элементы это сделали. Интенсивность же фраунгоферовых линий дает некоторое представление и о том, сколько тех или иных атомов участвовало в солнечном пиршестве, или, другими словами, каково относительное содержание различных элементов в наружной оболочке светила.

Вот итоги спектральных исследований вещества солнечной атмосферы.

Больше всего там водорода.

10 тысяч водородных атомов приходится на один атом тяжелых элементов. Следующим идет гелий, которого примерно в пять раз меньше, чем водорода. Кстати говоря, именно благодаря спектральному анализу этот газ был открыт на Солнце на четверть века раньше, чем на Земле (от этого он и получил свое название: гелий по-гречески означает «солнечный»).

Водород и гелий вместе составляют по объему 99,93 процента солнечной атмосферы. Затем следуют кислород, азот, углерод, потом магний, кремний, железо, сера и многие другие элементы. Даже золото найдено на Солнце — правда, в совершенно ничтожном количестве.

Видите, какие ценные сведения открываются после расшифровки солнечной «депеши».

Да только ли химический состав и температура Солнца записаны в полосатой радужной полоске!

Анализ линий солнечного спектра рассказывает астроному о движении раскаленного вещества фотосферы, о влиянии громадного солнечного тяготения, о вращении газообразного солнечного тела. Много нового открывает спектральный анализ невидимых ультрафиолетовых и инфракрасных лучей Солнца, исследование радиоволн, идущих с солнечной поверхности.

Теперь, познакомившись с наружной солнечной оболочкой, мы уже более или менее готовы заглянуть и под нее. Пора наконец вплотную взяться за решение задачи о неимоверной лучистой силе недр Солнца.

Какими исходными данными располагает наука для разгадки этой вековой тайны?

Подводя итог всему, что вы прочитали до сих пор в этой книге, перечислим главнейшие из этих данных.