Источник энергии Солнца и звезды

После отделения от протозвезды, 10 газопылевых колец, из оставшихся частей формируется протосолнце. Оно, в течение одного миллиона лет, постепенно сжимается и нагревается до 20 млн. градусов. При этой температуре, возникает термоядерная реакция превращения водорода в дейтерий и тритий, затем в гелий. Об этой реакции впервые сообщил американский физик-теоретик Ханс Бете, в 1939 г.:

где H¹ - протон, D² - дейтерий, е⁺ - позитрон, - нейтрино, Т³ - тритий, - фотон и Не⁴ – ядро гелия. Эти реакции Ханс Бете назвал протон-протонным циклом. Этот цикл обеспечивает выход 19,78 МэВ энергии и может проходить при температурах порядка 13 млн. градусов. После начала ядерной реакции Солнце вспыхивает и начинает излучать электромагнитные волны с максимумом излучения в области видимого света. Реакция протон-протонного цикла является источником энергии Солнца и всех звезд.

Вопросы для самоконтроля

1. Из чего состоит протосолнце?

2. За сколько времени из протосолнца возникает Солнце?

3. При какой температуре, возникает термоядерная реакция превращения водорода в гелий?

4. Когда и кто впервые разработал механизм термоядерной реакции превращения водорода в гелий?

5. Как назвал Ханс Бете термоядерную реакцию превращения водорода в гелий?

6. Сколько энергии выделяется в МэВ-х, при одном цикле термоядерной реакции?

7. На какую область спектра приходится максимум излучения Солнца?

19.2. Две группы планет Солнечной системы

Планеты располагаются вокруг Солнца, в зависимости от расстояния следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. По физическим характеристикам планеты делятся на две группы. 1. Земноподобные планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон. 2. Планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все планеты земной группы имеют большую плотность 5,5 г/см³, твердую оболочку, газовые атмосферы, Земля - гидросферу и биосферу, Марс – криосферу.

Меркурий. Температура освещенной стороны Меркурия более 350⁰С, а неосвещенной стороны минус 160⁰С. На его поверхности имеются многочисленные кратеры. Некоторые из них являются следами потухших вулканов. Ядро Меркурия на 50% состоит из железа. Земные сутки составляют 59 суток Меркурия, а земной год - 90 лет Меркурия.

Венера. Венера является самой яркой планетой на небосводе. Ее атмосфера состоит в основном из углекислого газа на 97% и азота – 2%. Атмосфера создала парниковый эффект, приводящий к нагреву поверхности планеты до 470 градусов. Всего 8% поверхности Венеры покрыты горами. Она окутана непрозрачной атмосферой. В атмосферу планеты наблюдается сильные бури, адская жара и ядовитые облака. Молния происходит с силой, в 25 раз превосходящей земной. Поверхность Венеры состоит из горячей, сухой, каменистой пустыни.

Земля. Максимальная высота на поверхности Земли– это высота горы Джамалунгма в Гималаях – 8848 км, а самое глубокое место – это Марианская впадина в Тихом океане – 11022м. Мантия Земли составляет более 60% массы и около 80% ее объема.

По данной таблице, можно сравнить характеристики первобытной и современной Земли, а также современной Венеры:

Планеты	Содержание атмосферы, %	Мощность воды, км	Давление атм.
N₂	O₂	Ar	CO₂
Земля современ.				0,03
Земля первобытн.	1,5	-	0,19
Венера современ.	1,8	-	0,2		-

Сравнение этих данных показывает, что атмосфера первобытной Земли почти не отличается от атмосферы Венеры.

Марс. В атмосфереМарсабольше всего присутствует углекислый газ – 95%, молекулярный азот – 3%, аргон – 1% и др. Установлено, что Марс обладает дифференцированной корой, как и Земля, с высоким содержанием алюминия, кремния и калия. Имеет четыре действующих гигантских вулкана: Олимп, Арсия, Павонис и Аскрийский. Высота вулкана Олимп более 27 км. В период бурь миллиарды тонн пыли, содержащей в себе атомы меди, поднимаются до высоты 17 км. Поэтому Марс имеет красновато-желтый оттенок. У планеты есть два естественных спутника – Фобос и Деймос.

Давление солнечных лучей и солнечный ветер оттолкнули водород и гелий от планет земной группы к планетам - гигантам. Поэтому планеты - гиганты Юпитер и Сатурн в основном состоят из жидкого водорода и гелия. Небольшое ядро Юпитера состоит из твердого водорода. Температура в центре Юпитера около 30000 градусов. Магнитный момент Юпитера в 10 тысяч раз больше, чем у Земли.

Основные характеристики планет приведены в следующей таблице:

Планеты	Характеристики планет
Расстояние, а. е.	Скорость, км/с	Масса, Мз	Плотн., г/см³	Ср. т-ра, К	Спутни ки
Меркурий	0,39	47,9	0,056	5,59		-
Венера	0,72	35,0	0,815	5,22		-
Земля	1,00	29,8	1,000	5,52
Марс	1,52	24,1	0,53	3,97
Юпитер	5,20	13,1	11,20	1,33
Сатурн	9,54	9,6	9,41	0,71
Уран	19,18	6,8	3,75	1,47
Нептун	30,06	5,4	3,50	1.70
Плутон	39,40	4,7	0,25	1,30

Предполагается, что планеты возникли почти одновременно, около 4,2 млрд. лет назад из холодного газопылевого облака, имеющего кольцеобразную форму, вращающегося вокруг Солнца.

Вопросы для самоконтроля

1. Какая планета самая близкая к Солнцу?

2. Какая планета самая далекая от Солнца?

3. К какой группе планет относятся следующие планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс и Плутон?

4. К какой группе планет относятся следующие планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун?

5. Какие температуры имеют освещенные и неосвещенные стороны Меркурия?

6. Сколько лет Меркурия равны одному году Земли?

7. Сколько раз Меркурий вращается вокруг собственной оси за одни сутки Земли?

8. Из каких газов состоит атмосфера Венеры?

9. По какой причине, поверхность Венеры нагревается до 470⁰С?

10. Сколько процентов поверхность Венеры покрыто горами?

11. Во сколько раз больше, сила молнии на Венере, чем на Земле?