3 мая – Международный праздник в честь нашей главной звезды.
В древности люди во всех уголках Земли почитали Солнце как главное божество. Они верили, что благодаря милости Солнца вырастает урожай. От его света и тепла зависит, смогут ли они выжить. По большому счету, они были не далеки от истины.
Солнце — единственная звезда Солнечной системы и самая ближайшая к Земле звезда галактики Млечный Путь. Интересно, что во всей галактике существует несколько сотен миллиардов звезд, и 85 процентов из них менее яркие, чем наша. Как вокруг Солнца, притягиваемые его массой (99,866 процентов от суммарной массы всей Солнечной системы), вращаются планеты и их спутники, астероиды, кометы и космическая пыль, так и само Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути, делая один оборот за 225—250 миллионов земных лет.
Солнце возникло в результате взрыва других старых звезд. Оно состоит из водорода, гелия и других элементов. Например, кислорода, углерода, неона, азота, железа, магния, натрия и кальция. Светило похоже на гигантский ядерный реактор – оно непрерывно вырабатывает энергию путем термоядерного синтеза гелия из водорода. За одну секунду в ядре Солнца около 4 миллионов тонн вещества превращается в лучистую энергию, которой могло бы хватить на 300 000 лет работы всех электроприборов нашей планеты.
Жизнь на Земле начала формироваться спустя примерно 3,5 млрд лет после появления Солнца. Химические процессы в атмосфере и формирование климата происходили благодаря солнечному излучению. До сих пор кислород, которым мы дышим, появляется в результате фотосинтеза – реакции пигмента хлорофилла в зелёных листьях растений под воздействием энергии света. Животные не только вдыхают кислород, выработанный растениями, но поедают сами растения, в которых энергия Солнца представлена химическими соединениями. По большому счету все ископаемое топливо, которое мы используем – тоже результат фотосинтеза, происходившего в далеком прошлом. Сейчас законсервированная энергия Солнца – уголь и нефть. Кругооборот воды на нашей планете также поддерживает Солнце.
По подсчетам астрономов Солнце сейчас – в самом расцвете сил. Ему примерно 4,5 миллиарда лет, это средний возраст для звезды такой массы. Через 1,1 млрд лет в результате сжигания водородного горючего, светило станет ярче на 11 процентов. Из-за этого поверхность Земли сильно нагреется, возникнет парниковый эффект и, скорее всего, жизнь останется только в толще воды. К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастет на 40 процентов. К этому Земля станет похожа на нынешнюю Венеру: вода с поверхности планеты исчезнет полностью и улетучится в космос, что, скорее всего, приведет к окончательному уничтожению всех наземных форм жизни. Все эти цифры получены учеными путем компьютерного моделирования жизненного цикла звезд.
Пока до звездного коллапса еще далеко. Но даже сейчас Солнце не совсем стабильно. Это магнитоактивная звезда, и напряженность магнитного поля все время меняется. Приблизительный период изменения – 11 лет (может быть меньше, а может доходить до 18 лет), во время солнечного максимума. Изменения магнитного поля Солнца вызывают разные эффекты, которые называют солнечной активностью: солнечные пятна, вспышки, солнечный ветер. На Земле они вызывают полярные сияния и геомагнитные бури, нарушают работу средств связи и передачи электроэнергии, негативно воздействует на живые организмы.
Солнечная активность влияет на земную атмосферу. Например, во второй половине XVII века активность была низкой, и в то же время в Европе началась третья, самая холодная фаза Малого ледникового периода (с 14 по 19 век). Зимой 1664—1665 годов во Франции и Германии, по свидетельствам современников, птицы замерзали в воздухе. Гренландия — «Зелёная земля» — покрылась ледниками. Некоторые ученые считают, что современное глобальное потепление отчасти вызвано повышением уровня солнечной активности во второй половине XX века.
Для людей, животных и растений солнечный свет жизненно важен. У большинства организмов именно он влияет на циркадный ритм (биологические часы) и другие особенности жизни. В регионах, которые получают мало солнечного света, нет большого биоразнообразия, а все растения – низкорослые.
Ультрафиолетовое излучение Солнца обладает антисептическими свойствами: дезинфицирует воду и различные предметы, даже убивает микобактерию туберкулеза. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты, например, стимулирует производство в организме витамина D, недостаток которого приводит к снижению иммунитета и серьезным заболеваниям, например, рахиту у детей. Озоновый слой атмосферы сильно ослабляет действие ультрафиолетового света. Интенсивность его воздействия зависит от географической широты (она меняет угол, под которым Солнце находится над горизонтом в полдень, а, значит, и преломление лучей), поэтому цвет кожи человека в разных регионах неодинаков.
Солнце может использоваться людьми как источник экологически чистой возобновляемой энергии. В современном мире, когда стало ясно, что ископаемое топливо не бесконечно, солнечная энергетика (или фотоэнергетика) — один из лучших способов решения проблемы.
Считается, что каждый час на земную поверхность попадает достаточно энергии от Солнца, чтобы обеспечить потребности человечества в энергии на целый год. Люди используют ее для отопления помещений и организации горячего водоснабжения, уличных солнечных фонарей и маяков, для кондиционирования воздуха, для производства электричества.
Проблема только в том, что современные солнечные батареи еще не выдают необходимую мощность, чтобы окупать затраты на свое содержание. Солнечная энергия рассеивается, а знаний о том, как собрать ее и направить в нужное русло, пока недостаточно. Но они постоянно растут. Сегодняшние солнечные батареи во много раз мощнее своих предшественников середины ХХ века. А значит, все впереди. Пока будет Солнце.