Солнце

Солнце - типичная звезда, входящая в главную последовательность звезд Герцшпрунгеля - Рессела. Это звезда второго или даже третьего поколения. По своей светимости она относится к спектральному классу G - желтым карликам. Наша звезда вращается вокруг своей оси не как твердое тело, то есть его различные слои вращаются с различной скоростью. Следовательно, в центре его находится жидкое ядро.

Химический состав Солнца определен по его спектрам. Самая сильная линия солнечного спектра принадлежит кальцию. После нее по интенсивности идут линии водорода, натрия, магния, титана, железа. Остальные линии отождествляются примерно с 70 элементами периодической системы.

Преобладающим элементом является водород. По числу атомов его примерно в 10 раз больше, чем остальных элементов, и на его долю приходится 70% массы Солнца.

Температура слоев Солнца меняется с глубиной . Сейчас установлено, что средняя его температура составляет 5770° К Вблизи видимой поверхности расположен слой с минимальной температурой - 4500°К. Вглубь Солнца температура существенно повышается и достигает 10млн.°К Известно, что при таких температурах ионизируются атомы большинства элементов. При температуре выше 10-15тыс.°К ионизируется водород. Следовательно, солнечное вещество представляет собой плазму. Лишь в тонком слое вблизи видимого края , ионизация слабая, преобладает атомарный водород.

С ростом температуры в глубоких слоях Солнца растет и давление. При таких условиях скорости движения атомов очень велики, Происходят их столкновения, приводящие к реакциям ядерного синтеза. Наиболее существенна в недрах солнца протон - протонная реакция. На первом этапе она характеризуется процессом образования тяжелого водорода дейтерия с выделением позитрона, нейтрино и кванта энергии.

р+ + р+ → Д+ + ν + γ

Далее идет процесс синтеза ядер изотопа гелия 3.

Д+ + р+ → Не++ 3 + γ

Этот процесс сопровождается гамма излучением с малой длиной волны. На третьем этапы атомы гелия 3 , объединяясь и испуская два протона, дают ядро обычного гелия

2Не++3 → Не++4 + 2р+

Исключительно важно, что масса четырех протонов на 1% больше массы ядра гелия. Это явление носит название дефект массы и является причиной выделения в результате ядерных реакций большого количества энергии, согласно знаменитой формуле Эйнштейна Е = мс2.

Подобные реакции протекают и в центре Солнца, однако, здесь их катализатором является углерод. Эти реакции носят название углеродного цикла. Обе этих группы реакций обеспечивают выделение энергии Солнцем.

Теоретически запасов ядерного горючего в недрах Солнца хватит на 100 млрд. лет, Однако, в последний период своего развития звезды вступают в более активную фазу, и процесс выгорания водорода резко ускоряется. По современным данным ядерные реакции в центре Солнца будут продолжаться еще 5-6-млрд. лет. В дальнейшем, когда произойдет выгорание горючего в ядре, оно начнет сжиматься, температура повысится. Солнце раздуется до огромных размеров и превратится в красный гигант. Граница звезды дойдет до орбиты Меркурия и поглотит его. При дальнейшем повышении температуры сгорит и гелий, станут образовываться тяжелые элементы. Солнце в итоге потеряет свою внешнюю оболочку и превратится в белый карлик, характеризующийся невероятно большой плотностью и слабой светимостью.