Солнечная система и космос
183
около 10 кпс от ее центра. Период обращения Солнца вокруг центра Галактики около 200 млн. лет, возраст - около 5 млрд. лет.
Предполагается, что содержание водорода в Солнце по массе около 70%, гелия около 27%, всех остальных элементов около 2,5%. На основании этих предположений вычислено, что в центре Солнца температура составляет 10-15 млн. градусов Кельвина, плотность около 150 тыс. кг/м3, т.е. в 150 раз плотнее воды, давление около 3-1011 атмосфер.
Считается, что источником энергии, пополняющим потери на излучение и поддерживающим высокую температуру Солнца, являются ядерные реакции, происходящие в недрах Солнца, при которых водород превращается в гелий. На Солнце возможны 2 группы термоядерных реакций - протон-протонный (водородный) цикл и углеродный цикл (цикл Бете). Но наиболее вероятно, что на Солнце преобладает протон-протонный цикл, состоящий из 3-х реакций, в первой из которых из ядер водорода образуются дейтроны - ядра дейтерия - тяжелого водорода, здесь выделяется 1,135 МэВ на нуклон, во второй из ядер дейтерия и водорода образуются атомы гелия-3, здесь дополнительно выделяются еще 1,82 МэВ на нуклон, в третьей стадии образуются ядра устойчивого изотопа гелия с атомной массой 4, при этом дополнительно выделяется еще 4,14 МэВ на нуклон.
Перенос энергии из внутренних слоев Солнца в основном происходит путем поглощения электромагнитного излучения, приходящего снизу, и последующего переизлучения. Перенос энергии движением горячего вещества из внутренних слоев, а охлажденного внутрь (конвекция) играет существенную роль в верхних слоях, которая начинается на глубине 0,2 солнечных радиуса и имеет толщину около 10 тысяч км. В еще более высоких слоях - в атмосфере Солнца перенос энергии опять осуществляется излучением. Наконец, в верхней части солнечной короны большую часть энергии уносят потоки веществ, движущиеся от Солнца, это так называемый солнечный ветер. Температура в каждом слое устанавливается на таком уровне, что автоматически
184
Глава 5.
осуществляется баланс энергии: количество приносимой энергии изнутри равно сумме всех энергетических потерь слоя.
Вращение Солнца вокруг оси происходит в том же направлении, что и вращение Земли, в плоскости, наклоненной на 7о15’ к плоскости орбиты Земли (эклиптике). Период вращения Солнца неодинаков на разных широтах. Один оборот относительно Земли точки с географической широтой 17о совершают за 27, 275 суток; время оборота на той же широте Солнца относительно звезд (сидерический период) - 25,38 суток. Угловая скорость сидерического вращения в течение суток изменяется с гелиографической широтой ф по закону
ш = 14о,44 - 3о 8ш2ф. (5.9)
Скорость движения Солнца относительно совокупности ближайших звезд составляет 19,7 км/с.
Причины вращения Солнца с эфиродинамических позиций те же, что и у всех звезд, попавших в рукава спиральной Галактики.
В разреженном газе, образующем звезду на начальном этапе ее развития, эфирный ветер оказывает давление на каждый протон. При скорости эфирного ветра 103 м/с и плотности эфира 10¬ 10 кг/м3 число Рейнольдса составит:
Re = vDIx = 1031,121015 l 4-109 = 3 10 22, (5.10)
этому значению будет соответствовать коэффициент лобового сопротивления cw = 1000. Поскольку мидель протона составляет 10-30 м2, то действующая сила лобового сопротивления
F = CwPsSv2 = 103-10-10 -10-30-106 = 10-31 Н. (5.11)
При массе 1,6-10-27 кг протон мог бы получить ускорение
а = Flm, = 10-31 I 1,6 10 27 = 6 10 5 м-с-2.
(5.12)
