Астрофизика перешла от исследования ближайших звезд, а затем нашей и других галактик к исследованию Вселенной в целом. Но достаточно ли полно изучены объекты и процессы на ближнем краю этого огромного диапазона, например, самая близкая и важная для нас звезда — Солнце? Солнце мы знаем многое — его активное изучение ведется уже сотни лет, начиная с времен Галилея, когда для этой цели впервые были использованы телескопы. Однако Солнце все еще скрывает немало тайн. Одна из них, завеса над которой начала приподниматься_ только в последние годы,— это природа и механизм солнечных вспышек.
Солнечные вспышки возникают в так называемых активных
[smszamok]
областях — областях усиленного магнитного поля в атмосфере Солнца — и, если говорить коротко, представляют собой очень мощный взрыв. За несколько минут выделяется огромная энергия, достигающая величины 1032эрг. Такую энергию Земля получает от Солнца примерно за три года. Эта энергия почти в 100 раз превышает то, что мы получили бы при сжигании всех разведанных запасов угля и нефти. Иногда пользуются более мрачным сравнением—энергия сильной вспышки эквивалентна одновременному взрыву миллиарда мегатонных водородных бомб. Такие энергии уже характерны для космических лучей, приходящих на Землю из удаленных частей Галактики, и поэтому частицы от Солнца с энергиями в сотни МэВ и выше принято называть солнечными космическими лучами. Их отличие от основного потока космических лучей состоит в том, что появляются они лишь эпизодически, во время сильных вспышек. Но тогда их поток может во много раз превосходить примерно постоянный во времени поток «галактических» космических лучей.
Характерно, что для таких новых объектов современной астрофизики, как квазары, радиогалактики, пульсары, рентгеновские источники, все названные виды излучения, появляющиеся при солнечной вспышке, либо непосредственно наблюдаются, либо предполагаются для объяснения наблюдений. Мы не случайно начали наш рассказ с упоминания этих объектов «дальнего края» современной астрофизики, так как имеется много общего между ними и вспышками на Солнце.
Прежде всего это очень эффективное ускорение заряженных частиц — электронов, протонов и более тяжелых ядер — до высоких энергий, намного превышающих среднюю тепловую энергию частиц газа. Поэтому такие ускоренные частицы часто называют нетепловыми или надтепловыми, В случае удаленных объектов, скажем, квазаров и радиогалактик, о присутствии таких частиц (прежде всего электронов) можно судить по испускаемому ими излучению. При солнечных вспышках эти сильно ускоренные частицы можно регистрировать и малая часть этой энергии попадает на Землю, в основном она рассеивается в пространстве. Полная мощность, излучаемая спокойным Солнцем в основном в виде света, гораздо больше, чем мощность вспышки,— последняя не превышает сотой доли процента полного излучения Солнца. Поэтому при вспышке не происходит заметного увеличения полной яркости Солнца. Важно, однако, другое.
При вспышках возникает излучение в таких диапазонах, в которых спокойное Солнце излучает слабо или вообще не излучает. В частности, при вспышках Солнце испускает жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, гамма-лучи, характерное нетепловое радиоизлучение; происходит выброс частиц в форме корпускулярных потоков, движущихся в межпланетном пространстве со скоростями до 1000 км/сек; испускаются энергичные электроны с энергиями от десятков кэВ и выше, вплоть до сотен МэВ, а также пнепосредственно, в межпланетном пространстве, куда они проникают из области вспышки.
Имеются и более глубокие черты сходства между солнечными вспышками и некоторыми очень далекими «взрывающимися» астрофизическими объектами. Дело в том, что и для этих далеких объектов и для нашего близкого Солнца очень важную роль играют процессы, обусловленные сильными магнитными полями в плазме. Как это на первый взгляд ни странно, но для физики такие процессы оказались в значительной мере новыми и неожиданными. И причина довольно проста. В том мире, в котором мы живем, на нашей относительно холодной планете, в мире, где родилась наша физика, плазма в естественных условиях, как правило, не наблюдается.
[/smszamok]
Температура пылинок составляет 10—20 градусов Кельвина. Таким образом, согласно новой теории, здесь имеется все для образования сложных органических молекул — необходимые химические элементы, не самая низкая температура, присутствуют и инициаторы реакций в виде света или ультрафиолетового излучения ближайших и далеких звезд. Наблюдения, могущие служить подтверждением гипотезы Гольданского, были сделаны намного раньше. Астрофизики уже давно заметили в межзвездной среде множество сложных молекул, в том числе и органических веществ. А соединение, с которым экспериментировали под руководством В. И. Гольданского сотрудники Института » химической физики — полимер формальдегида, было вскоре обнаружено в межзвездном пространстве английским астрофизиком Н. Викрамасингхе.
«Вполне возможно,— пишет Гольданский,— что в условиях космического холода под действием космического излучения могут — хотя и весьма медленно, но верно— идти процессы образования даже самых сложных молекул, вплоть до белков». И далее ученый делает вывод: возникает возможность того, что я бы назвал «холодной предысторией жизни». Как же представляет себе автор дальнейшее развитие событий? Межзвездные облака постепенно сжимаются, и в центрах их возникают новые звезды. Из остатков облаков вокруг звезд образуются сплюснутые холодные пылевые диски, из которых впоследствии возникнут планеты и кометы. И в этом исходном материале уже имеется немало полимерных органических молекул — зародышей будущей жизни. Они готовы развиваться дальше, готовы достичь такой степени сложности, что смогут оказаться способными проявлять какие-то простейшие биологические функции. Нужна только дополнительная энергия. Ее и дадут звезды — те солнца, которые вспыхнули внутри новых семей планет.
И еще несколько слов в заключение. О том, какой неожиданной стороной может обернуться со временем забытая и, казалось бы, навсегда отвергнутая гипотеза. Лауреат Нобелевской премии Свент Аррениус известен не только как великолепный физико-химик, создатель теории электролитической диссоциации, закона, получившего его имя. Интересы ученого выходили далеко за рамки его специальности. Аррениус — один из авторов теории, согласно которой жизнь на Земле появилась в результате того, что сюда были занесены зародыши жизни — споры растений и микроорганизмов с какой-то другой планеты. Сначала у этой гипотезы было немало сторонников, но с развитием науки их становилось все меньше и меньше. И вот прошли годы, десятилетия, и сегодня мы вновь говорим о космическом происхождении жизни. Только теперь речь идет действительно о зародышах, а не о готовых формах жизни, о которых думал когда-то известный естествоиспытатель.
Сочинение! Обязательно сохрани - » Астрофизика . Потом не будешь искать!
Запись была опубликована
30.08.2009 в 13:01 в категории Занимательная физика.
Вы можете следить за ответами в этой записи через RSS 2.0 ленты.
Загрузка...