Солнце – ближайшая к нам жёлтая звезда, изучение которой позволяет судить о строении других звёзд и процессах в них. С помощью спектрального анализа установлено, что в основном Солнце состоит из тех же химических элементов, что и Земля, причём около 80% – атомы водорода, 18% – гелия. Основной источник энергии – термоядерные реакции в ядре Солнца (его радиус » 2×105 км).
В режиме термоядерного синтеза звёзды могут находиться десятки миллиардов лет.
Роль магнитных полей в явлениях, происходящих
на Солнце. Солнечная активность
Солнце – звезда, его масса m » 2×1030 кг, радиус r » 2×108 км, температура в зоне ядерных реакций Т » 1,3×107 К.
Фотосфера – слой, в котором образуется видимое излучение.
Мы наблюдаем фотосферу как солнечный диск, её температура 4500–6000 К. Атмосфера Солнца состоит из фотосферы, хромосферы и короны. Газ в фотосфере быстро охлаждается и в слое под фотосферой происходит вертикальное перемешивание – конвекция. Факелы – устойчивые восходящие потоки горячих газов – видны в виде более ярких областей.
Время от времени в фотосфере возникают более холодные области – тёмные пятна.
Мощные потоки плазмы выбрасывают в корону огромные массы газа – протуберанцы. Под действием изменяющегося магнитного поля Солнца происходят хромосферные вспышки (резкое усиление свечения газа). Некоторые частицы движутся со скоростями, близкими к скорости света, и образуют солнечный ветер. Все эти явления называют солнечной активностью. В периоды максимума солнечной активности наблюдают сильное возмущение магнитного поля Земли – магнитные бури.
Достигая Земли, частицы веществ скапливаются в её магнитном поле, образуя радиационный пояс, обнаруженный со спутников. В области полюсов частицы легко проникают в атмосферу, образуя полярные сияния.
Магнитное поле – неотъемлемый фактор активности Солнца и, следовательно, других звёзд.
Ядра Солнца и звёзд – естественные термоядерные реакторы, в которых около 80% водорода и 20% гелия при Т » 107–2×107 К реализуют следующую схему ядерных превращений:
– протонно-протонный цикл превращений 4 
в 
На ранней стадии развития вещество Вселенной состояло лишь из водорода и гелия, затем в процессе термоядерного синтеза образовались более тяжёлые элементы, в готовом виде вошедшие в состав новых звёзд и других небесных тел.
Наша Галактика.
Галактика – скопление звёзд, образующих единую звёздную систему.
Нашу Галактику – Млечный Путь, мы наблюдаем как светлую полосу, пересекающую всё небо. В неё, помимо Солнца, входит около 150 млрд. звёзд, в которых сосредоточено около 98% её массы, 2% – межзвёздное вещество (газ и пыль в соотношении 100:4), плотность которого обычно 1 частица в 1 см3.
Схема строения нашей Галактики:
1 – галактический экватор (средняя линия Млечного Пути, его ось симметрии); 2 – звёзды; 3 – скопления звёзд; 4 – положение Солнечной системы; 5 – ядро Галактики; 6 – ось вращения Галактики.
Размеры Галактики – около 30 тыс. парсек (пк); (1 пк = =3×1016 м).
Звёзды образуют скопления (рассеянные и шаровые), спиралевидно расходящиеся от центра Галактики. Все объекты, составляющие Галактику, обращаются вокруг оси, проходящей через её центр, и удерживаются полем тяготения (период обращения Солнца – около 200 млн. лет при скорости около 220 км/с).
Звёздные скопления расположены более плотно в области ядра Галактики и образуют сферическую систему. Каждое скопление имеет размеры в десятки пк и включает десятки и сотни тысяч звёзд.
На карте звёздного неба ядро Галактики расположено недалеко от созвездия Стрельца.
Бесконечность Вселенной. Планеты, звёзды, созвездия, галактики, сверхгалактики, метагалактики – составные части Вселенной. Их размеры бесконечно велики в сравнении со средой обитания человека и бесконечно малы в сравнении с размерами Вселенной. По современным представлениям, Вселенная безгранична и состоит из бесчисленного множества небесных тел и их объединений (галактики и пр.). Вселенная состоит из материи, безграничной во времени – она была всегда и будет всегда; постоянно меняет свою форму, отжившие миры сменяются новыми, которые проходят свой цикл жизни и распадаются.
Учёные полагают, что на определённом этапе развития форма материи усложняется и достигает своего высшего выражения – появления разумных существ.
По мере развития науки раздвигаются и рамки наших представлений о бесконечности Вселенной, её устройстве и эволюции.
Фундаментальные законы, открытые в физике, достоверны и объективны (как и явления природы), не нарушаются ни при каких условиях, познание этих законов позволяет Человеку исключить веру в потусторонние силы и сознательно строить свою жизнь и отношения с Природой.
Вместе с тем приходится признать, что многие вопросы (например, какова физическая суть единства мира; почему частицы имеют те или иные значения заряда, массы и пр.) остаются открытыми, многие знания о природе носят исключительно экспериментальный характер. По-видимому, процесс познания бесконечен и одной из задач Человека является его непрерывное осуществление.
Эволюция звезд.
По вопросам возникновения и эволюции звёзд существует ряд гипотез, общепринятая из которых опирается на заключение учёных ХХ в. о том, что процесс возникновения звёзд непрерывный, он происходит сегодня так же, как и сотни миллионов лет назад.
Суть гипотезы в том, что в некоторых областях пространства межзвёздная пыль и газ сгущаются в плотные образования, которые под действием гравитации сильно сжимаются и нагреваются до свечения и возникновения термоядерных реакций. Давление горячих газов уравновешивает силы гравитации. Всё описанное выше занимает по времени от нескольких млн. до нескольких сотен млн. лет. Стадия термоядерного свечения звезды зависит от её массы и длится от нескольких млн. (звёзды-гиганты) до 10–15 млрд. лет (Солнце и т. п.), причём, чем больше масса звёзды, тем быстрее она сгорает.
Основная реакция – протонно-протонный цикл (п.9.1.3). Происходит выгорание водорода, термоядерная реакция идёт только в наружной части ядра и не препятствует его гравитационному сжатию. При этом возрастает плотность ядра, светимость и радиус звезды, она превращается в красный гигант (её температура уменьшается).
В результате сильного сжатия температура ядра (теперь из гелия) вновь поднимается (до 100–150 млн. К), начинается термоядерная реакция превращения гелия в углерод. Расчёты показали, что Солнце превратится в красный гигант через 8 млн. лет и будет им в течение нескольких сот млн. лет, при этом его светимость увеличится в сотни раз, а радиус – в десятки раз по сравнению с современным.
Красные гиганты быстро истощают запасы ядерного топлива, теряют часть массы и на заключительной стадии развития превращаются в белые карлики (по массе сравнимые с Солнцем), представляющие собой центральную плотную часть звезды, в которой уже прекратились термоядерные реакции. Они постепенно остывают, их размеры меньше размеров Земли и при такой массе они в миллионы раз плотнее воды.
Помимо вышеизложенного, существуют катастрофические процессы эволюции звезды – в её недрах происходит взрывная вспышка сверхновой звезды с образованием особых туманностей, испускающих радиоизлучение большой мощности. Если масса оставшейся части звезды превышает 1,5 массы Солнца, то она не может стать белым карликом – гравитационные силы сжимают её до значительно меньших размеров (около 10 км в диаметре) и плотности около 1018 кг/м3 (выше плотности атомного ядра). При такой плотности протоны и электроны сливаются в нейтроны и образуется нейтронная звезда. Если на последней стадии эволюции (после завершения термоядерной реакции) масса звезды превышает 3 массы Солнца, то она будет сжиматься с огромной скоростью. При очень малых размерах и огромной массе гравитационное поле такой звезды начинает втягивать в себя окружающую материю, звезда ничего не испускает, поглощает всё – даже свет и становится чёрной дырой.
· Согласно расчётам, если бы Земля превратилась в чёрную дыру, то её радиус был бы 0,9 см.