МЫСЛИ ВСЛУХ

Есть в 2700 световых годах от нас рассеянное звездное скопление https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/213159.html М67.
Скопление интересное - большое (по массе - более тысячи масс Солнца) и плотное (для рассеянного скопления), хотя диаметром невелико - половина звезд сосредоточена в объеме диаметром всего 20 световых лет. Настолько большое и плотное, что все никак не рассеется, несмотря на свой почтенный возраст.

Возраст звездных скоплений, замечу, измерить легко.

Можно просто - по сравнению светимости и цвета звезд с характеристиками по диаграмме Герцшпрунга-Рассела https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html с соответствующим учетом их наблюдаемой металличности https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5209.html: мы же помним, что чем массивнее звезды, тем меньшее время они проводят на главной последовательности диаграммы https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4719.html, а чем выше металличность, тем быстрее звезда эволюционирует, и действующие модели звезд это достаточно точно учитывают.

Можно - другими методами определения возраста звезд, например, гирохронологическими https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/208591.html.

Лучше всего - сочетанием оценки возраста несколькими методами.

А можно измерить возраст звездного скопления глобально, для всего массива звезд скопления, чтобы не впасть в ошибку, посчитав звезды, приблудившиеся в скопление. но родившиеся в другое время. Классический метод общего определения - по положению точки поворота главной последовательности (для нее есть стандартная аббревиатура MSTO, main sequence turn-off), опять же, с поправкой на металличность.
Суть метода - использование все той же диаграммы "цвет-светимость". Главная последовательность скопления классического вида иметь не будет - если звезды скопления образовалось почти одновременно, значит, в старом скоплении самые массивные звезды уже вымерли, а менее массивные начали сходить с главной последовательности и уходить по диаграмме в соответствии со своими эволюционными трекам направо и вверх.
Если измерить минимальную массу звезд, сошедших с главной последовательности (это и есть определение точки поворота главной последовательности), или, если отдельные звезды видны плохо, просто определить их цвет в точке поворота (а мы же помним, что цвет и масса звезды главной последовательности строго связаны (с учетом металличности, конечно!), то, зная, в каких возрастах звезды разной массы начинают сходить с главной последовательности (для различной металличности), можно определить возраст звезд, начавших на диаграмме поворот направо (то есть, начавших увеличивать свой размер, снижать температуру и увеличивать светимость, см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4395.html, то есть, переходить на стадии субгигантов и красного сгущения) Этот возраст равен возрасту скопления, ибо все его звезды, повторюсь, появились на свет почти одновременно.
Соответственно, по цвету звезд главной последовательности скопления (до точки поворота) можно узнать его возраст.

Если же скопление достаточно старое, насчитывающее несколько миллиардов лет, и из-за влияния межзвездной среды истинный цвет MSTO искажен, нужно вначале измерить разность цветов MSTO и основания (начала) ветви красных гигантов (то есть, построить для скопления его собственную диаграмму Герцшпрунга-Рассела, найти на ней основание ветви красных гигантов, измерить интегральные показатели цвета (U-B и B-V, см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3650.html) для основания ветви и для точки MSTO и вычесть одно из другого). Для звезд достаточно высокой металличности цвет в начале стадии красного гиганта почти не зависит от массы (для металличности Солнца показатели цвета основания ветви красных гигантов примерно равны U-B=0.75, B-V=0.9). Таким образом узнается истинный цвет точки поворота.
А если звезды имеют низкую металличность - еще проще: на вершине ветви красных гигантов они имеют одну и ту же светимость: абсолютная звездная величина (см. там же, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3650.html) равна –4,0±0,1. Да и при большей металличности разброс светимостей невелик, и светимость в основном определяется не массой, а металличностью - не зря следующая стадия после красных гигантов именуется именно асимптотической ветвью гигантов. Найдите в скоплении звезды в момент их перехода на асимптотическую ветвь гигантов, определите по спектру их металличность, измерьте видимую звездную величину - получите расстояние.

И вот оказывается, что возраст скопления М67 - около пяти миллиардов лет. Это - одно из самых старых известных рассеянных скоплений.
Вернее, образовываться оно начало примерно пять миллиардов лет, и тянулся это процесс относительно долго - последние звезды скопления формировались уже менее четырех миллиардов лет назад.

А к чему я рассказываю об этом скоплении - только лишь к тому, что недавно посчитали возможную динамику звезд в этом скоплении с момента его образования. И обнаружилась интересная вещь: теоретически, значительная часть солнцеподобных звезд, рожденных в нем, могла, покинув его за счет обмена импульсами с другим звездами скопления при гравитационном взаимодействии, подняться на галактические орбиты. И что интригует - эти орбиты в основном должны быть подобными орбите Солнца.
Кстати, значительная часть - это много: по расчету скопление покинуло около девяноста процентов изначально родившихся в нем звезд, в основном, разумеется, периферийных.

И возраст скопления, напомню, совпадает с возрастом Солнца. И Солнце согласно моделям динамики формирования Солнечной системы образовывалось именно на периферии своего скопления и должно было покинуть его в числе первых.

Это, конечно, не означает, что М67 достоверно является нашей прародиной, но теперь этого исключать никак нельзя.

Не знаю, что на самом деле можно узнать по капле воды об Атлантическом океане - думаю, что бы ни говорил Шерлок Холмс, на самом деле, немногое.
Но примеры того, как можно узнать многое по, казалось бы, минимальной информации, могу предъявить.

Анализ соотношения золота и серебра в Солнечной системе и их изотопного состава, а также содержания урана показывает, что вещество, формировавшее протозвездный диск, из которого образовывались планеты, гетерогенно - оно сформировано при взрыве, как минимум, двух различных по характеру сверхновых, одна из которых, видимо, была гиперновой - я об этом упоминал.
Более того, по соотношению изотопов удается установить, что между взрывами прошло очень немного времени - возможно, 50-100 тысяч лет.

Содержание в Солнечной системе карборунда и, в частности, изучение знаменитого Мерчисонского метеорита, вещество которого превосходит по возрасту Солнце (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/119166.html) показывают кроме сказанного, , что значительная часть вещества Солнечной системы, кроме этого, образована сбросом оболочек звезд с массами до 8 масс Солнца на стадии AGB - асимптотической ветви гигантов ( https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html, а такжеhttps://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4395.html, стадия 3). Все это наводит на мысль о том, что одна из сформировавших материал нашего протозвездного диска сверхновых была звездой стадии AGB, в которой произошла углеродная детонация.

Все это, вместе взятое, вкупе со статистическим анализом информации о звездных скоплениях позволяет предположить, что более четырех с половиной миллиардов лет назад Солнце и Солнечная система сформировались в относительно тесном и достаточно глубоко проэволюционировавшем рассеянном звездном скоплении, насчитывавшем около двухсот звезд. Скорее всего, Солнце входило в число последних звезд, образовавшихся в этом скоплении.

Скорость движения Солнца:
- относительно совокупности ближайших звезд (в среднем, звезд, расположенных на расстояниях не более ста парсек) - 19,4 км/с. Направление движения - на созвездие Геркулеса (в галактических координатах https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/12840.html точка апекса - α = 270°, δ = 30°);
- относительно окружающего межзвездного газа - 23,3 км/с (собственно, в области, в которой находится Солнце, межзвездный газ имеет собственное и неплохо выраженное течение относительно ближайших звезд). Точка апекса - α = 258°, δ = -17°;
- относительно центра Галактики - около 220 км/с;
- относительно Вселенной в целом (то есть, относительно реликтового фонового излучения, создающего выделенную систему отсчета во Вселенной) - 370 км/с (это называется пекулярной скоростью). Точка апекса - α = 12°, δ = -12°.
Сам Млечный путь в целом движется относительно реликтового фона со скоростью около 552 км/с.
Местная группа галактик движется относительно реликтового фона со скоростью около 627 км/с в направлении α = 276°, δ = 30°.
Местное сверскопление галактик в целом движется относительно реликтового фона со скоростью около 150 км/с.
При этом направления пекулярных скоростей Местной группы и Местного сверхскопления различны и практически никак не связаны.

О том, что солнечная активность связана с погодой на Земле, и при средне-и долгосрочном снижении активности Солнца начинается снижение среднегодовой температуры, знают многие.
А вот почему это происходит, знают не все.
Существует интересный механизм связи между солнечной активностью и погодой на Земле.
Снижение солнечной активности - это, в первую очередь, уменьшение магнитного поля Солнца. Уменьшение напряженности магнитного поля приводит к тому, что заряженные частицы, движущиеся в межзвездном пространстве, (галактические и межгалактические космические лучи) отклоняются магнитным полем Солнца в меньшей степени, в результате его на Землю они попадают в большем количестве.
Высокоэнергетические космические лучи, попадающие на Землю, тормозятся в атмосфере, ионизируя ее газы. Следы космических лучей играют роль ядер конденсации, на которых может конденсироваться водяной пар. В результате рост количества космических лучей приводит к ускорению образования в атмосфере облаков, а следовательно - к росту облачности, пусть даже незначительному. Ну, а рост облачности в свою очередь влияет на погоду за счет снижения нагрева поверхности Земли солнечными лучами.

1/(1+0,4(1-(4,6-t)/4,6)))
Это - формула расчета светимости Солнца t миллиардов лет назад в единицах его нынешней светимости.

5,59/(t+4,6) -1.41 + 0,26(t+4.6)
А это - формула расчета светимости Солнца спустя t миллиардов лет в единицах его нынешней светимости.

Как устроено Солнце...

Внутренняя часть Солнца - ядро, в настоящее время имеющее радиус примерно 175 тысяч километров (около 20% радиуса Солнца). Ядро - это зона, в которой протекают термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий, накапливающийся в ядре.
Температура ядра доходит до 13,5 миллионов градусов, плотность - до 150 тонн на кубометр (в 150 раз выше плотности воды), ежесекундно в нем преобразуются в энергию более четырех миллионов тонн вещества, обеспечивая свет нашей звезды - и при этом, как ни удивительно, удельное тепловыделение на единицу объема даже в центре Солнца (276,5 Вт/м³ ) на порядок меньше удельного тепловыделения взрослого бодрствующего человека. В ходе термоядерных реакций в ядре рождаются гамма-кванты, которые пускаются в долгое странствие по недрам звезды, захватываясь его веществом и переизлучаясь в виде фотонов меньших энергий. Каждый гамма-квант путешествует по Солнцу сотни тысяч и миллионы лет, по прошествии которых с поверхности Солнца вырывается несколько миллионов фотонов видимого света, являющихся его потомками.
Следующая зона Солнца - зона лучистого переноса, расположенная над ядром. В этой зоне газ сжат давлением вышележащих слоев звезды настолько плотно, что соседние атомы не могут поменяться местами, из-за чего перенос энергии путем перемешивания вещества очень затруднен. Дополнительные препятствия для перемешивания вещества создает низкая скорость убывания температуры по мере движения от нижних слоёв к верхним, которая обусловлена, прежде всего, высокой теплопроводностью водорода. Прямое излучение наружу также невозможно, поскольку водород непрозрачен для излучения, возникающего в ходе реакции ядерного синтеза. Перенос энергии происходит преимущественно за счет последовательного поглощения и переизлучения пришедших из ядра гамма-квантов отдельными слоями частиц. В среднем, процесс переизлучения фотона в этой зоне, от того момента, когда гамма-квант добирается до ее нижней границы, до того, как его потомки покинут верхнюю, длится около ста семидесяти тысяч лет. Эта зона тянется до 0,7 радиуса Солнца.
Выше зоны лучистого переноса располагается конвективная зона. В этой зоне благодаря меньшему давлению и плотности вещества развивается конвекция, эффективно переносящая энергию к поверхности звезды. Толщина зоны составляет более двухсот тысяч километров, по мере поднятия в ней вещество остывает до 5800 градусов, в результате конвективного подъема заряженного вещества формируется характерная грануляция поверхности Солнца и сложная структура его магнитного поля.
Над конвективной зоной располагается фотосфера - тонкий трехсоткилометровый слой, в котором излучаются все фотоны видимого света, покидающие Солнце. Именно она явлется видимой нами поверхностью Солнца. Ее температуру (в среднем 5778 К) мы считаем температурой поверхности Солнца.
Над фотосферой располагается почти прозрачная и не видимая в обычных условиях хромосфера - область очень низкой плотности, простирающаяся над фотосферой на высоту примерно до десяти тысяч километров. Температура и разреженность хромосферы с высотой растут, так что в ее верхних слоях температура достигает 20000 К. Она имеет ярко-красный цвет, определяемый излучением водорода с длиной волны 656,3 нм.
Над хромосферой протирается солнечная корона - она весьма разрежена и в основном состоит из протуберанцев и выбросов вещества, поднимающихся на несколько сотен тысяч, а иногда, и более миллиона километров и переходящих в солнечный ветер. Средняя температура короны составляет один-два миллиона градусов, но во время активных выбросов может доходить до двадцати миллионов.
Парадокс роста температур внешних оболочек (хромосферы и короны) объясняется их нагревом переменным магнитным полем и, как это ни кажется странным, акустическими колебаниями поверхности Солнца.

Следует заметить, что описанный порядок следования внутренних слоев звезды не является универсальным и характерен только для звезд массы, близкой к массе Солнца. У красных карликов класса М давление внутри недостаточно велико, чтобы воспрепятствовать конвекции, поэтому в них зона лучистого переноса отсутствует, и весь объем звезды, начиная от ядра, участвует в конвективном движении, формируя единую конвективную зону. Это же характерно для красных гигантов любой массы в позднем возрасте. Конвективное перемешивание вещества, замечу, приводит к тому, что химический состав красных звезд (поздних спектральных классов, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3951.html) является однородным по объему и по всей глубине звезды.
У звезд массы более 1,1 солнечной температура ядра оказывается достаточной, чтобы в нем начались реакции синтеза гелия с участием углерода, роль которого сходна с ролью катализатора (углеродный цикл). В результате в самом центре ядра температура оказывается очень высокой, и благодаря интенсивному тепловыделению в ядре возникает конвекция (формируется внутренняя конвективная зона). Выше конвекция подавляется, так что строение звезды ближе к поверхности становится сходным с солнечным.
С увеличением массы радиус внутренней конвективной зоны растет, и у звезд массой более 1,4 солнечной она уже занимает все ядро. Тепловыделение в ядре при этом оказывается настолько большим, что вся энергия переносится наружу лучистым переносом. У таких звезд зоны конвекции и лучистого переноса "меняются местами".

Звезды большой массы характеризуются сложным и существенно меняющийся по глубине химическим составом. Для них характерны слоевое горение (на разных глубинах происходят различные ядерные реакции - ближе к центру при весьма высоких температурах и давлениях протекают реакции с участием более тяжелых элементов (скажем, углерода, кислорода, неона и магния), на меньших глубинах, при менее высоких температурах и давлениях - реакции менее тяжелых элементов с меньшим тепловыделением. Для таких звезд характерны весьма сложные функции тепловыделения и теплопередачи в зависимости от радиуса слоя - и, соответственно, их структура напоминает луковицу с попеременно сменяющими друг друга и взаимно перемешанными (а еще и подчас нестационарными!) зонами тепловыделения, теплопередачи, конвекции, чередующимися по мере удаления от центра.