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.
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.
Солнце, находящееся от нас в 150 миллионах километров, представляет собой грандиозное шаровое скопление раскаленного газа диаметром в 1400 тысяч километров и массой в 2,25 • 1027 тонн.
Каждую секунду солнечная поверхность выбрасывает наружу 3,7 • 1033 эргов энергии. И примерно на этом уровне лучеиспускание сохраняется уже миллиарды лет.
Атмосфера светила раскалена до 5700 градусов.
Больше всего в поверхностных слоях Солнца водорода и гелия.
В солнечных глубинах, бесспорно, идут ядерные процессы. Только они способны создать достаточное обилие энергии.
Таковы условия задачи.
Требуется узнать, что происходит в недрах Солнца, какими путями рождается его лучистая сила.
Не думайте, впрочем, что даже сейчас будет легко ответить на такой вопрос.
2. ПРАВО СИЯТЬ
Юный спортсмен уселся возле печки и надувает только что купленный волейбольный мяч. Натужился, раскраснелся, из последних сил посылает в резиновую камеру добавки воздуха. И вот уже мяч тугой, крепкий. Уронишь— подпрыгнет до потолка!
«Хорош», — решает его хозяин и бежит во двор.
Но там его ждет разочарование.
Мяч быстро становится мягким и прыгает совсем плохо.
«Видно, спускает», —думает наш,спортсмен и бежит домой, чтобы отыскать в камере дырочку и сделать заплатку.
Однако дома мяч будто снова сам надувается.
Что за диво!
Никакое не диво.
Если бы юный спортсмен не зевал на уроках физики, он не стал бы надувать мяч в теплой комнате, да еще возле печки. Ведь играть-то приходится во дворе, а там холоднее, чем в доме. Воздух в мяче охлаждается — значит, молекулы его движутся не столь быстро, не так сильно ударяют изнутри в стенки камеры, слабее ее распирают.
Газовое давление тесно связано с температурой.
А теперь давайте, вопреки правдоподобию, допустим, что волейбольное состязание должно состояться где-то в Антарктике, при температуре 70 градусов холода. Вдобавок игроки потеряли насос. Ртом же без риска для жизни мяч можно надуть только в помещении. Как же на лютом морозе уберечь мяч от
