Положением Земли в мировом пространстве люди начали интересоваться ещё в далёком прошлом. Судя по дошедшим до нас источникам, этими вопросами занимались учёные Китая, Вавилона и Египта ещё за много веков до начала нашей эры. В то время Земля считалась центром мира, вокруг которого совершается движение всех планет и Солнца.
Подобная система строения мира была разработана более подробно александрийским учёным Птолемеем во II в.н.э. и получила название геоцентрической. Истинное положение Земли как одной из планет Солнечной системы было доказано только в XVI в. великим польским учёным Коперником. Его открытие вызвало настоящий переворот в мировоззрении людей и послужило толчком для развития астрономии на правильной научной основе. Непрерывное совершенствование инструментов в течение последующих веков расширило наши представления о строении не только Солнечной системы, но и всего безграничного пространства Вселенной, заключающего бесчисленное множество звёздных миров.
Солнечная система.
Солнечная система, к которой принадлежит Земля, представляет собой сравнительно небольшой участок Вселенной, примыкающий к огромному по своим размерам и массе центральному телу системы – Солнцу. Вокруг него по определённым орбитам обращается множество гораздо более мелких тел. В зависимости от их физического состояния, размеров и массы среди них различают относительно крупные тела – планеты с их спутниками, и тела малые, к которым относятся астероиды, кометы, метеориты, космическая пыль и газы.
Планеты (от греч. – блуждающий). Это название в древности было дано небесным телам, медленно, но непрерывно перемещающимся по небесному своду среди якобы неподвижных звёзд. В действительности эта особенность планет не имеет принципиального значения, так как все звёзды, как и любые тела во Вселенной, находятся в движении; кажущаяся неподвижность звёзд объясняется их чрезвычайной удалённостью от нас. Тем не менее планеты действительно отличаются от звёзд своими сравнительно малыми размерами и физическим состоянием своего вещества. Все они являются холодными телами, температура поверхности которых зависит почти исключительно от тепла, получаемого от Солнца; светятся они поэтому только отражённым светом, в отличие от звёзд, вещество которых находится в раскалённом состоянии. Планеты вращаются вокруг Солнца по орбитам, близким к круговым и лежащим почти в одной плоскости (компланарным). В Солнечной системе известно девять планет. Ближе всех к Солнцу находятся Меркурий, за ним следуют Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния планет от Солнца подчиняются определённой закономерности – каждая следующая планета относит от Солнца примерно вдвое дальше, чем предыдущая. Земля находится от Солнца на среднем расстоянии - 149 500 тыс. км; самая отдалённая планета Плутон – на расстоянии 5 915 млн. км.
По положению в Солнечной системе, по размерам и особенностям своего физического состояния планеты четко делятся на две группы: планеты-гиганты и планеты типа Земли. К планетам-гигантам относятся наиболее удалённые от Солнца планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их размеры в десятки раз превосходят размеры земного типа, а плотность значительно ниже.
По современным представлениям плотность внутренней части планет-гигантов больше единицы. Но твёрдое ядро их окружено толстой оболочкой льда и замёрзших газов, над которой расположена весьма обширная облачная атмосфера из аммиака и метана. Вследствие этого средняя плотность планет этого типа, вычисляемая по отношению веса ко всему объёму, оказывается близкой к плотности воды. Ввиду удалённости от Солнца планеты-гиганты получают очень мало тепла, и температура их поверхности много ниже нуля. Они окружены многочисленными спутниками: у Юпитера их 12, Сатурна из 10, Урана-5, Нептуна-2.
К группе планет типа Земли относятся Венера, Марс и Меркурий. Эти планеты обладают относительно небольшими размерами, близкими к размерам Земли, сравнительно высокой плотностью (плотность Земли – 5,5, Венеры – 4,9, Марса – 4, Меркурия – 3,8) и разреженными атмосферами. В отличие от планет-гигантов у этих планет нет спутников или же их не больше одного - двух.
Луна. Особенно интересует нас единственный спутник Земли – Луна. Это ближайшее к Земле небесное тело, изучение которого можно производить не только астрофизическими методами, но и путём непосредственного наблюдения и фотографирования лунной поверхности. Благодаря развитию современной технике космических полётов в настоящее время на Луне уже побывал человек.
Находясь от Земли в среднем на расстоянии 384 400 км (от центра Земли до центра Луны), т.е. в 400 раз ближе к нам, чем Солнце, Луна оказывает на Землю и на её движение в мировом пространстве значительное возмущающее влияние. Физически влияние лунного притяжения проявляется на Земле в виде приливов и отливов в морях и океанах, которые имеют большое значение в геологической жизни нашей планеты. Лунное притяжение сказывается и на твёрдой оболочке Земли, вызывая в ней также некоторые деформации, аналогичные морским приливам, но значительно меньшие по масштабу. Помимо непосредственного воздействия приливных течений на земную кору эти явления оказывают тормозящее влияние на вращение Земли и, по подсчётам астрономов, вызывают увеличение длины земных суток на 0,001 сек в столетие.
Тесно связан с историей Земли вопрос о происхождении её небесного спутника. По теории, разработанной английским математиком и астрономом Дж. Дарвином (сыном знаменитого Ч.Дарвина), Луна отделилась от Земли примерно 4 млрд. лет назад, когда Земля ещё находилась в полужидком состоянии. Некоторые геологи и астрономы связывают с отрывом Луны возникновение впадины Тихого океана, дно которого лишено самой верхней гранитной оболочки земной коры, имеющейся на соседних материках. В наше время сторонников этой теории немного. Более популярно следующее: Луна была захвачена из мирового пространства притяжением Земли и превратилась в её спутник относительно недавно.
Луна обладает сравнительно небольшими размерами: диаметр её в 4 раза меньше диаметра Земли, а объём меньше земного почти в 50 раз. Плотность Луны (3,3) составляет всего 0,6 плотности Земли и, следовательно, её масса равна 1/82 массы Земли. Малая масса является причиной отсутствия на Луне атмосферы, так как сила её притяжения не в состоянии удерживать быстро движущиеся газовые молекулы. Вследствие отсутствия атмосферы поверхность Луны всегда видна незатуманенной с резко очерченными контурами форм рельефа и резкими тенями, падающими от высоких лунных гор.
Период вращения Луны вокруг своей оси (27,5 суток) в точности равен периоду обращения её вокруг Земли, поэтому Луна всегда обращена к нам одной и той же стороной и нам долгое время была хорошо известна топография и рельеф лишь одного лунного полушария. В настоящее время, благодаря облёту Луны советскими и американскими автоматическими станциями и произведённому ими фотографированию лунной поверхности, получены исключительно важные данные о строении поверхности невидимой с Земли стороны Луны. На основании этих данных составлены детальные карты лунной поверхности и создан лунный глобус. При наблюдении Луны с Земли на её видимой стороне даже в самые сильные телескопы видны объекты размером до одного км. На снимках, сделанных с советских космических аппаратов «Луна-3» и «Зонд-3», удаётся различить объекты величиной в несколько метров, а на переданных на Землю автоматическими станциями «Луна-9», «Луна-13» и «Сервейер-1» фототелевизионных изображениях были различимы детали более мелких размеров. Визуальные наблюдения американских космонавтов, высаживавшихся на поверхность Луны, и сделанные ими многочисленные цветные диапозитивные снимки дают реальное и документально обоснованное представление о рельефе поверхности нашего спутника.
Специфической чертой лунного ландшафта является изобилие характерных кольцевых гор, образующих разнообразные по размерам и форме цирки и кратеры, сосредоточенные на некоторых участках поверхности Луны. Пространства, лишённые кратеров, выглядят с Земли как обширные тёмные пятна. Условно их называют морями, хотя из-за отсутствия на Луне атмосферы там не может быть воды, и эти «моря» в действительности являются, по-видимому, огромными равнинными пространствами. По доставленным автоматическими станциями снимкам обратной стороны Луны можно судить, что на невидимой с Земли стороне Луны морей меньше, чем на видимой, и вся она более гористая, покрытая большим количеством крупных цирков и кратеров. Лунные цирки представляют собой кольцевые горные хребты, окружающие в виде вала плоскую гладкую равнину. Размеры их достигают нескольких десятков и даже сотен километров в поперечнике (цирк Гримальди – 237 км, цирк Клавия – 230 км и т.д.). Кратеры отличаются от цирков несколько меньшими размерами, а также присутствием в центре окружённой кольцом гор равнины крупной остроконечной вершины, так называемой центральной горки. Вокруг кратеров и цирков иногда наблюдаются расходящиеся от них во все стороны светлые лучи или нимбы, тянущиеся на сотни километров. О происхождении лунных кратеров и цирков до сих пор выдуться споры между учёными. Существуют два основных взгляда на происхождение этих форм.
Сторонники метеоритной теории происхождения лунных кратеров видят в них следы падения на Луну огромных метеоритов. Подобные воронки взрыва от падения крупных метеоритов известны и на Земле. Морфологически они очень похожи на лунные кратеры, но по размерам значительно уступают последним. Сходные с лунными кратерами морфологические формы удавалось получить экспериментальным путём при ударе в рыхлую поверхность, летящего с большой высоты тела. При этом из воронки выталкивается вещество, образующее расходящиеся лучи, подобные лунным нимбам. Однако масштаб экспериментальных работ несопоставимы с масштабом кратерообразования на Луне, и поэтому эти опыты не могут служить непосредственным доказательством правильности метеоритной теории происхождения лунного ландшафта.
Другая точка зрения на природу лунных кратеров связывает их образование с вулканической деятельностью на Луне. Это положение подтверждается некоторыми данными, полученными на основании точных измерений радиоизлучения Луны, которые показывают, что температура Луны последовательно повышается с глубиной (на глубине 20м температура выше, чем на поверхности, примерно на 25˚С). Это позволяет предполагать, что Луна может иметь горячие недра. Наблюдавшиеся в некоторых кратерах (Альфонс, Аристарх, Кеплер) оптические изменения показывают, что и в настоящее время на Луне происходят выделения различных газов (в спектральном излучении обнаружены молекулярные углерод и водород) и возможна вулканическая и сейсмическая деятельность.
По всей вероятности образование лунного ландшафта происходило сложным путём с участием вулканических процессов и под влиянием падений метеоритов.
Осуществление посадки на Луну космических станций позволило открыть новую страницу в изучении физических свойств Луны. Были выполнены непосредственные измерения прочности и плотности лунного грунта, получены данные о радиоактивности лунной поверхности. В настоящее время ведутся всесторонние исследования образцов лунных пород, доставленных на Землю.
Астероиды. Астероидами (от греч aster – звезда и eidos - вид) названы мелкие небесные тела, движущиеся, подобно планетам, вокруг Солнца в пространстве между орбитами марса и Юпитера. Орбиты большинства астероидов представляют собой эллипсы, часто близкие к окружности. Однако некоторые астероиды имеют орбиты в виде чрезвычайно вытянутых эллипсов, подобно орбитам некоторых комет и метеоритных потоков. Размеры астероидов незначительны. Самые крупные достигают нескольких сотен километров в поперечнике (Церера – 770км, Паллада – 490 км, Веста – 380км, Юнона – 190км, размеры остальных астероидов несравненно меньше). Самые мелкие из числа ныне известных имеют диаметр порядка одного километра. Общая масса всех астероидов (а известно около 2000) не превосходят 1/1000 доли массы Земли. Астероиды светят отражённым светом Солнца. По измерению блеска некоторых астероидов предполагают, что многие из них не имеют правильной шарообразной формы, а представляют собой неправильные тела, разные части которых по-разному отражают свет. Это служит подтверждением гипотезы об образовании астероидов из обломков планеты, расколовшейся на отдельные части в результате предполагаемой космической катастрофы.
Кометы (от греч kometes косматые – хвостатые звёзды). Как планеты и астероиды, кометы – члены Солнечной системы, обращающиеся с определённой периодичностью вокруг Солнца. Вследствие очень большого эксцентриситета своих орбит кометы при удалении от Солнца уходят далеко за пределы планетных орбит и надолго исчезают из нашего поля зрения.
Мысль об обращении комет вокруг Солнца и периодическим их возвращением в пределы видимости с Земли была высказана Ньютоном и доказана Галилеем на примере кометы, наблюдавшейся им в 1680 г. Галлей установил тождественно этой кометы с кометой 1607 г., описанной Кеплером, и с кометой 1531 г., которую наблюдал Аппиан, и таким образом установил период её обращения.
Лучше всего изучены короткопериодические кометы, движущиеся по эллипсам с незначительным эксцентриситетом. Наименьшим периодом обращения обладает комета Энке-Баклунда (3,3 года), появление которой около Солнца наблюдалось уже более сорока раз. Орбиты короткопериодических комет ничем не отличаются от орбит многих астероидов, что роднит их с этими малыми небесными телами Солнечной системы.
Число наблюдаемых комет возрастает с каждым годом. Видимый размер и блеск кометы зависят от её расстояния до Земли. Большие и яркие кометы, видимые невооружённым глазом, появляются на небе относительно редко.
Значительно чаще наблюдаются телескопические кометы (видимые только в телескоп). Так, например, в 1947 г. было открыто 13 комет, а в 1948 г наблюдалось 14 старых комет и было открыто ещё 10 новых. Всего астрономами зарегистрировано более 1 000 комет.
У комет различают три части – голову кометы, или кому, ядро и хвост. Голова представляет собой переднюю наиболее яркую часть кометы. Исследования спектра доказали, что светящаяся оболочка комы состоит из молекул углерода, циана (CN), углеводородов и гидроксила (ОН). Голова кометы может достигать значительных размеров, несколько раз превышающих объём земного шара. Голова кометы 1811 г была, например, даже больше Солнца. Внутри комы находится плотное ядро, представляющее собой скопление твёрдых обломков типа астероидов. Размеры ядра у комет незначительны и не превосходят нескольких километров. В ядре сосредоточена практически вся масса кометы, которая даже у самых крупных не превосходит 1/1 000 000 000 массы Земли.
Хвост кометы образован разреженными газами, главным образом окисью углерода (СО) и азота (N2), а иногда и мельчайшей космической пылью, выделяемой из ядра кометы. У комет телескопических, находящихся на больших расстояниях от Солнца, хвост очень короткий и малозаметный; иногда он совсем отсутствует. По мере приближения кометы к Солнцу хвост начинает расти и может достигнуть нескольких десятков миллионов километров. Большая комета 1882 г имела хвост длиной 1,5 млрд.км, что в 10 раз превышает расстояние от Земли до Солнца. Хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца.
Причины образования кометных хвостов были выяснены русским учёным Ф.А.Бредихиным. По мере приближения кометы к Солнцу холодное ядро её разогревается. Выделяющийся из раскалившегося ядра газы создают вокруг него оболочку – голову кометы – и в дальнейшем растягиваются в виде хвоста на многие десятки миллионов километров.
Направление хвоста кометы обусловлено световым давлением солнечных лучей, отталкивающих молекулы газа и мельчайшие пылевые частицы с силой, превосходящей силу их притяжения к поверхности Солнца. Свечение хвоста кометы происходит не столько вследствие отражения солнечного света, но главным образом благодаря флюоресценции, т.е. поглощению ультрафиолетовых лучей и преобразованию их в лучи с другой длиной волны, видимые глазом.
Иногда кометы неожиданно исчезают или на глазах распадаются на части. Это происходит под влиянием сил притяжения со стороны планет и Солнца на ядро кометы, состоящее из твёрдых обломков.
Теоретически возможны случаи столкновения комет с планетами и в том числе с Землёй. Однако математически вычисленная вероятность столкновения Земли с твёрдым ядром кометы ничтожно мала и равна 1/80000000. Так как ядро кометы к тому же не является сплошным, а состоит из множества отдельных твердых частиц, не превышающих по своим размерам обычные метеориты, то даже в случае столкновения его с Землёй нет оснований ожидать серьёзной катастрофы.
Вероятность встречи Земли с головой или хвостом кометы значительно большая, но подобные столкновения, по-видимому, вообще нечувствительны для нас. По расчётам астрономов, в мае 1910 г хвост кометы Галлея, протягивающийся на расстоянии 30 млн. км, должен был коснуться Земли, находившейся в это время в 24 млн. км от ядра кометы. Однако самыми тщательными химическими исследованиями не удалось обнаружить в атмосфере Земли ни малейшей примеси ядовитых газов. Очевидно, разреженность газов в хвосте кометы настолько велика, что практически никак не может повлиять на состав земной атмосферы.
Происхождение комет нельзя считать окончательно выясненным. Некоторые астрономы высказывают предположения о близком родстве комет с астероидами, считая, что ядра комет могут возникать в результате столкновений астероидов.
Метеоры и метеоритные потоки. Метеорами (падающие звёзды) называют явления, вызываемые в земной атмосфере мелкими космическими телами, которые, врываясь с большой скоростью в атмосферу, в результате взаимодействия с воздухом раскаляются и производят общеизвестный эффект полёта «падающей звезды».
Метеоритные тела попадают в земную атмосферу, как правило, из межпланетного пространства, где они двигаются, подобно всем телам Солнечной системы, по определённым орбитам вокруг Солнца. В земную атмосферу они проникают при пересечении их орбит с орбитой Земли. Определённые методы наблюдаются постоянно (до 5-15 в час), но иногда количество их особенно значительно (до многих сотен в минуту). Подобное массовое появление метеоров получило название «звездного дождя».
Большое количество метеоров появляется на ночном небе ежегодно в определённые даты, например, 9-14 августа, 13-26 октября, 9-12 декабря и т.д. В эти дни Земля пересекает путь целого роя метеорных тел, движущихся по параллельным орбитам вокруг Солнца. Ввиду того что часть массы большинства метеорных тел крайне незначительна (всего несколько миллиграммов), при попадании в земную атмосферу они, как правило, целиком превращаются в раскаленный пар и не достигают поверхности Земли. О вторжении в земную атмосферу свидетельствует лишь более или менее яркая вспышка на небе – метеор. Происхождение метеорных потоков тесно связано с распадом комет. Ещё в 1866 г итальянский астроном Скиапарелли обнаружил близость орбиты одного из метеорных роев (так называемых Персеид) к орбите кометы 1862 г, больше не появлявшейся на небе. Прекрасный пример возникновения метеорного потока наблюдался астрономами, следящими за появлением кометы Биэлы, открытой в 1826 г чешским любителем-астрономом Белым. При своём появлении в 1846 г эта комета распалась на две части, а после следующего появления в 1852 г обе части кометы исчезли. Спустя двадцать лет, когда по расчётам астрономов комета Биэлы должна была бы пересечь земную орбиту и пройти очень близко от Земли, на небе наблюдался сильный звёздный дождь с радиантом в созвездии Андромеды. Вычисления показали, что метеоритный поток, породивший этот дождь, двигался в пространстве по орбите, сходной с орбитой пропавшей кометы. В настоящее время для многих периодических метеоритных потоков установлена близость их орбит с орбитами ранее наблюдавшихся комет.
Кроме метеоритных потоков в земную атмосферу проникают одиночные или спорадические метеоры. Установлено, что ежесуточно с Землёй встречается более 10 млн. метеорных тел, имеющих массу от 15 до 4600 мг. В зависимости от массы метеорного тела оно или полностью разрушается в атмосфере Земли, производя впечатление метеора, или же достигает поверхности Земли в виде «небесного камня» - метеорита. Общая масса метеорного вещества, выпадающего за сутки на Землю, оценивается учеными примерно в 500 т.
Изучение метеоров имеет очень важное значение для исследования свойств стратосферы – воздушных течений, изменения плотности воздуха с высотой, степени его ионизации и т.п.
Метеориты. Исключительный интерес представляют для науки вообще и для геологии в особенности изучение метеоритов – единственных тел неземного происхождения, доступных непосредственному исследованию. Несмотря на то, что падения метеоритов многократно наблюдались и описывались, французские учёные XVIII в долгое время отрицали возможность попадания на Землю космических тел и описанные случаи считали сказками и фантазией. Впервые вопрос о возможности падения метеоритов на Землю был подробно разработан в 1794 г физиком Э.Ф.Хладным, установившим космическое происхождение Палласова железа – огромной железной глыбы (весом более 700 кг), привезённой в 1774 г Палласом с берегов Енисея. Окончательно природа метеоритов была признана в 1803 г., когда после обильного метеоритного дождя на севере Франции у г. Лэгль было собрано несколько тысяч метеоритов. Повышенный интерес к метеоритам способствовал росту наблюдений за их падением и накоплению как самих метеоритов, так и данных, полученных в результате их всестороннего изучения. В начале XX в. изучение метеоритов оформилось в самостоятельную науку – метеоритику.
Падение метеоритов происходит довольно часто (не менее 10000 раз в год), но подавляющая масса их пропадает бесследно, попадая в моря или океаны или в пустыни. До настоящего времени зарегистрировано более полутора тысяч найденных метеоритов. Все эти метеориты строго учитываются и данный о них заносятся в специальные каталоги. Общее количество метеоритов, хранящихся в музеях разных стран, значительно превышает количество зарегистрированных падений, так как большей частью при падении метеоритные глыбы раскалываются на отдельные обломки. Большое количество метеоритов было обнаружено случайно, вне связи с наблюдаемым падением.
По составу среди метеоритов различают железные, железокаменные. Железные метеориты состоят в основном из железа с содержанием никеля и кобальта. Различают три главных типа: гексаэдриты, октаэдриты и атакситы. Наиболее часто встречается среди железных метеоритов октаэдриты. Октаэдриты содержат в своём составе от 6 до 13% никеля.
Более редкие гексаэдриты отличаются низким содержанием никеля (не более 6%) и имеют наиболее простую внутреннюю структуру.
Каменные метеориты по составу близки к некоторым земным породам, но почти всегда содержат мелкие включения никелистого железа. По своей структуре они разделяются на хондриты и ахондриты. Хондриты характеризуются присутствием в основной массе своеобразных округлённых зёрен. Ахондриты встречаются значительно реже. Структура их кристаллическая или грубообломочная, включения никелевого железа более редки или не встречаются совсем.
Железокаменные метеориты занимают промежуточное положение между каменными и железными. Среди них различают мезосидериты (стоящие ближе к каменным) и палласиты (стоящие ближе к железным).
Характерной особенностью всех метеоритов является покрывающая их поверхность: тонкая (до 1мм), обычно чёрная, иногда буроватая или синеватая кора плавления. У большинства метеоритов на поверхности присутствует многочисленные углубления или ямки.
Все метеориты – как железные, так и каменные – обладают магнитными свойствами, что объясняется присутствием в них никелевого железа.
Размеры метеоритов различны. Самый крупный цельный метеорит Гоба, найденный в 1920 г на юго-западе Африки, относится К железным метеоритам и весит более 60 т.
Самые маленькие из известных метеоритов имеют ничтожные размеры и весят меньше грамма.
При ударе о поверхность Земли метеориты образуют метеоритные ямы или воронки глубиной, обычно равной диаметру метеорита, и кратеры, возникшие в результате взрыва метеорита.
Происхождение метеоритов долгое время связывали с атмосферными явлениями. Недаром первоначальное название их было «аэролит», что значит «воздушный камень». Но уже в работах Хладного в конце XVIII в. высказывалась мысль о космическом происхождении метеоритов, которые он рассматривал как обломки расколовшейся планеты. Подобное представление о происхождении метеоритов является господствующим и в настоящее время.
Солнце. Все тела Солнечной системы, начиная от мельчайших частиц космической пыли и кончая большими планетами, связаны силами взаимного притяжения и в той или иной мере оказывают влияние друг на друга. Земля, как один из членов этой системы, также испытывает воздействие других небесных тел, степень которого зависит от расстояния тела от Земли, его массы и физического состояния.
Наиболее значительное влияние оказывает на Землю центральное тело Солнечной системы – Солнце. Солнце обладает массой, в 332 400 раз большей, чем масса Земли, и в 750 раз превосходящей массу всех планет и их спутников, вместе взятых, и своим притяжением удерживает все небесные тела солнечной системы на их орбитах. В пределах Солнечной системы солнце – единственное нагретое тело, источник тепловой и световой энергии, согревающий и освещающий холодные планеты. Энергия Солнца обусловливает большинство физических и химических процессов на Земле, является источником жизни на нашей планете. В то же время Солнце – наиболее близко расположенная к нам звезда, одна из бесчисленного множества ей подобных, составляющих звёздное «население» Вселенной.
По современным данным, Солнце – огромный шар, состоящий из раскалённых газов. Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли и равняется 1391 тыс. км. Температура поверхности Солнца равна 6000˚С. В недрах Солнца температура достигает 20000000˚С. Видимая поверхность Солнца называется фотосферой, представляет собой лишь нижний слой его атмосферы, она не является однородной: временами на ней то появляются, то исчезают облака раскалённых газов, называемые «зёрнами», или «гранулами»; местами наблюдаются более тёмные участки – пятна, где газы имеют более низкую температуру (до 4500˚С). Иногда пятна окружены светлыми ореолами, получившими название факелов, в которых происходит истечение горячих газов из недр солнца ещё более горячих газов. По-видимому, эти вспышки (а не пятна) являются причиной электромагнитных возмущений на Земле, которые выражаются в виде магнитных бурь, интенсивных полярных сияний и значительных помех в приёме радиопередач. Излучения, идущие от этих вспышек, влияют на метеорологические условия на Земле.
Часть солнечной атмосферы, расположенной над фотосферой, состоит из трёх слоёв: самого близкого к фотосфере, так называемого обращающего слоя, затем хромосферы и, наконец, солнечной короны – наиболее обширного и разряжённого наружного слоя.
Солнце непрерывно излучает в мировое пространство огромное количество энергии, равное 5,43*1027 кал/мин. Такое количество тепла в состоянии растопить в одну минуту двенадцатиметровый слой льда по всей поверхности Солнца. В результате излучения Солнце ежесекундно теряет 4 млн. т своей массы, однако по сравнению с общей массой Солнца эта величина ничтожно мала. За 2 млрд. лет Солнце потеряло всего 1/7500 часть своей массы.
Из общего количества энергии, выделяемой Солнцем, наша земля получает всего 1/2200000000 долю. Это ничтожное в процентном соотношении количество энергии обеспечивает создание на земном шаре благоприятных для жизни условий. Если бы прекратился поток солнечного тепла, наша планета Земля превратилась бы в ледяную пустыню с температурой поверхности 270˚С ниже нуля.
ГАЛАКТИКА.
Солнце, являющееся центром нашей солнечной системы, не представляет собой исключительного явления во Вселенной, а наоборот, занимает весьма скромное положение среди своих собратьев-звёзд, в бесчисленном множестве рассеянных в мировом пространстве за пределами Солнечной системы. Подобно солнцу, все они являются огромными самосветящимися раскалёнными телами. Очень многие из звёзд по своим размерам превосходят Солнце в десятки и сотни раз и обладают в сотни тысяч раз большей силой света. Благодаря колоссальной удалённости от Земли мы видим их на небесном своде в виде сверкающих точек. Для измерения расстояний в космическом пространстве используется световой год – расстояние, которое свет пройдёт за один год. Ближайшая от Земли Звезда Альфа центавра находится от нас на расстоянии, равном 4 световым годам.
Все космические тела во Вселенной группируются в различные системы, члены которых связаны друг с другом силами взаимного притяжения и обладают общим движением в пространстве. Солнечная система – одна из таких систем; как часть она входит в более крупную, так называемую Местную звёздную систему, которая в свою очередь является частью ещё более грандиозной системы – Галактики. Галактика состоит из огромного множества подобных местных сгущений звёзд и представляет собой гигантское спиралеобразное скопление звёзд, имеющих форму сплюснутой чечевицы. Солнечная система находится на расстоянии 33 тыс. км световых лет от центра Галактики и совершает вокруг него полный оборот за 185-200 млн. лет.
В пределах галактики расположено более 100 млрд. звёзд, одиночных или образующих звездные системы. Непосредственному наблюдению с земли доступно 2% этого количества (2 млрд.). Из этого числа около миллиона звёзд находится на учёте астрономов – для них определена скорость движения, а для многих – размеры, температура, плотность, расстояние от Земли и др.
