Сложность Солнечной системы контрастирует с простотой установившегося в ней порядка, поскольку все девять основных планет, как уже говорилось, обращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости, именуемой плоскостью эклиптики. При этом ряд планет имеют собственные спутники: Земля и Плутон – по одному, Марс и Нептун – по два, Уран – 5, Сатурн – 32 и Юпитер – 39.
Планеты представляют собой, по существу, несостоявшиеся звёзды, поскольку они обладают недостаточной массой для дальнейшего сжатия и запуска в их недрах термоядерных реакций. Совсем немного недостало массы до начала процесса звёздообразования такой планете-гиганту, как Юпитер. Он и представляет собой Солнечную систему в миниатюре, газовый гигант, имеющий 39 спутников – значительно больше, чем у Солнца. Но если бы Юпитер стал звездой, наличие двойной звёздной системы вызвало бы такие изменения, что земная жизнь вряд ли оказалась бы возможной. Жар столь близкой звезды мог бы испарить океаны, истощить водные ресурсы и превратить Землю в бесплодную пустыню, какой являются, по существу, все планеты Солнечной системы, кроме Земли.
«Космическая инженерия» Солнечной системы отнюдь не приспособлена к нашему существованию. Мы – её побочный продукт. Но мы – единственная в этой системе активная сила, которая может изменить ход эволюции и сделать эту пустыню пригодной для жизни.
9.7. Солнце
Этот источник тепла, света, радости и энергии – всего лишь заурядная звезда, которую одни исследователи характеризуют как жёлтый карлик, а другие – как звезду средних размеров. Благодаря своей заурядности эта ближняя к нам звезда довольно долговечна, экономно расходует ядерное горючее, что и обусловило формирование чрезвычайно разнообразной планетарной системы, которая при более крупных размерах и массы Солнца просто не могла бы образоваться, была бы втянута в ядерную топку и там сожжена.
Солнце – огромный (по сравнению с Землёй) газовый шар, довольно разреженный снаружи и плотный внутри. То, что мы наблюдаем, глядя на Солнце, называется фотосферой, т. е. сферой видимого света, поверхностью, излучающей свет. Средняя температура поверхности Солнца около 6000 °C. Фотосфера получает свою энергию из ядра Солнца, где происходят ядерные реакции преобразования водорода в гелий при температурах до 16 млн. ° С. Диаметр зоны выработки энергии составляет около 346 тыс. км. Солнце производит энергию с огромной скоростью и мощью, которые несоизмеримы с условиями Земли. Энергия, вырабатываемая солнечным ядром всего лишь за одну секунду, эквивалента взрыву 92 миллиардов мегатонных термоядерных бомб.
Ядро подразделяется на две зоны – зону выработки энергии диаметром около 346 тыс. км и зону излучения. Весь диаметр ядра составляет 988 тыс. км. Далее лежит зона конвекции, через которую под мощным давлением проносятся потоки раскалённых газов. Вырвавшись наружу, они немного охлаждаются и снова притягиваются ядром, оберегая его от перегрева. Температура недр Солнца в зоне конвекции составляет около 2,2 млн.° С. Над этой зоной и находится фотосфера, которую мы наблюдаем, воспринимая вырывающийся из неё ослепительный свет. На краю солнечного шара располагается хромосфера, розовая каёмка, хорошо видная во время затмений Солнца Луной или через специальные фильтры. Её температура выше, чем температура фотосферы, и составляет более 10000 °C. Ещё более горяча солнечная корона, которая также хорошо заметна при полных солнечных затмениях. Её температура достигает миллиона ° С. Причины этого феномена активно обсуждаются учёными уже на протяжении нескольких десятилетий. Высказываются самые различные объяснения того, почему хромосфера и особенно корона значительно горячее более близко лежащей к ядру и мощно разогреваемой им фотосферы. Поскольку такой феномен присущ Солнцу, то он должен быть характерен и для других звёзд, которые мы не можем изучать так подробно вследствие их большой отдалённости от средств наблюдения.
Многие учёные называют подобный феномен «тайной» Солнца, разгадка которой может способствовать дальнейшей эволюции астрофизических теорий. Другие объясняют повышение температуры газа солнечной короны по мере удаления этих газов от ядра возникновением и усилением ударных волн, генерируемых «шумовыми» эффектами на поверхности Солнца. В фотосфере эти волны гасятся плотностью светящегося газа, энергетика которого растрачивается на электромагнитные излучения.
Газы солнечной короны, постепенно охлаждаясь по мере удаления от Солнца в межпланетное пространство, заполняют всё это пространство и образуют так называемый «солнечный ветер». Наполнение пространства Солнечной системы приводит к огромным по земным меркам расходам вещества. Во все стороны от солнечного шара рассылается 14000 млрд. тонн вещества ежегодно. Но в масштабах Солнца это столь малая величина, что такие расходы могут привести к потере массы Солнца лишь на 1 % в течение 100 млрд. лет. Неистощима и «щедрость» Солнца в сфере поставки энергии планетам своей системы. Земля получает всего лишь одну двухмиллиардную этой энергии. Но и это по земным меркам огромная величина, выражающаяся в количестве 2,5·1015 ккал в минуту. По сравнению с ней суммарная величина земных источников энергии, которые мы считаем грандиозными, просто ничтожна. Кроме того, земные запасы угля, нефти, газа, гидроресурсов, радиоактивных веществ – суть не что иное, как превращённые формы солнечной энергии. Без этой энергии земная жизнь, её биосфера не просуществовала бы и самого незначительного времени. На каждый квадратный метр земной территории приходится 1,386 квт солнечной энергии. Это величина получила название солнечной постоянной.
Мы все живы только потому, что существует Солнце, что оно относительно стабильно посылает нам потоки тепла и света. Между тем при всей стабильности своих основных параметров. Солнце – ещё более изменчивый объект, чем лесной пожар на Земле. В чём-то был прав Гераклит, когда он говорил, что Солнце – это огонь, мерами разгорающийся и мерами потухающий.
В солнечной атмосфере происходят выбросы так называемых корональных масс, которые порождают такие явления, как факелы, пятна, флоккулы, протуберанцы, вспышки и т. д. Факелы – яркие горячие образования, выступающие над уровнем фотосферы. Раз возникнув, они могут оставаться без всяких заметных изменений целые недели или даже месяцы, а потом быстро исчезают.
Солнечные пятна темнее фотосферы, и имеют резкие границы. Они появляются группами. Их яркость в 10 раз меньше остальной фотосферы, а температура на 2000 °C холоднее. В пятнах имеется водяной пар, разогретый до 1000 °C.
Флоккулы представляют собой яркие пятна на хромосфере, возникающие при появлении тёмных пятен и факелов. Вспышки – быстрое возрастание яркости флоккулов, которое за время менее одной минуты распространяется на десятки тысяч километров. По существу вспышки представляют собой гигантские взрывы, последствия которых в виде локального повышения яркости исчезают за несколько десятков минут.
Протуберанцы напоминают извержения земных вулканов и представляют собой колоссальные выбросы газов с поверхности фотосферы. Их высота достигает сотен тысяч километров, а ширина – 6-10 тыс. км. Возникновение протуберанцев происходит в тесной связи с появлением пятен.
Все эти феномены представляют собой проявления повышенной солнечной активности, которая, по-видимому, заключается в активизации ядерных реакций в недрах Солнца. Подобно закипевшему чайнику, перегретое вещество прорывает оболочку фотосферы и под огромным давлением выбрасывает гигантские фонтаны газов, паров и более холодных облаков. Как и во всякой звезде, в Солнце действует механизм саморегулирования, предохраняющий от взрыва и обеспечивающий относительную стабильность работы реактора в условиях как переизбытка, так и недостатка в поступлении водородного горючего. Лишняя энергия отводится через зону конвекции и излучается в космическое пространство. В периоды повышенной солнечной активности обычный механизм саморегулирования не справляется со своей работой, и на поверхности Солнца возникают микрокатастрофы. Фактически можно говорить о циклических кризисах в функционировании Солнца, в ходе которых оно обновляется и вступает в более спокойные фазы циклов, которые длятся в среднем 11 лет. Некоторые исследователи выделяют и более продолжительные циклы, что-то вроде длинных волн Кондратьева в сфере экономики.
В периоды кризисов, характеризующихся максимумом солнечной активности, кризисные природные явления наблюдаются и на Земле. Резко возрастает количество стихийных бедствий – извержений вулканов, землетрясений, цунами, наводнений, ураганов и т. д., растёт и количество заболеваний и смертей. Выдающийся русский учёный-космист А.А. Чижевский построил основанную им космобиологию на установлении корреляций между циклами солнечной активности и целым рядом процессов в биосфере, включая эпидемии и пандемии, миграции животных, мутагенез и т. д. Аналогичную корреляцию Чижевский распространил и на исторический процесс, рассматривая кризисы на Солнце как причины кризисов во всемирной истории – войн, революций, переселений народов и т. д. И хотя такое понимание приводит к игнорированию заемных причин социально-исторических кризисов, Солнце своими изменениями, безусловно, влияет на земную жизнь вообще и человеческую в частности.
То, что называют солнечной активностью, не является формой мобилизационной активности наведения порядка в системе, а выступает результатом циклической дестабилизации порядка, проявлением хаотической природы процессов, порождающих энергию Солнца. Однако механизм звёздного саморегулирования отвечает на возникший кризис порядка выбросом излишков топлива, и порядок постепенно восстанавливается, даруя земным наблюдателям относительно спокойное и обновлённое Солнце.
Однако и такое Солнце очень изменчиво и непостоянно, оно выбрасывает из своей короны огромные потоки ионизированной водородной плазмы, получившие название «солнечного ветра». Солнечный ветер, извергаясь из короны вследствие относительной слабости и большой протяжённости силовых линий маг