Султонали Абдурахмонов - Все науки. №5, 2022. Международный научный журнал

Annotation.During its existence, humanity has been able to determine its location in the visible universe, and has already begun to study its galaxy – the Milky Way, where it is located. And although there are a lot of sources of light and heat in the galaxy, called stars, the main star for the entire human civilization is the only star that gave its name to the system of planets around it, among which is the planet Earth, namely the Sun. As you know, there are several planets orbiting the Sun – its satellites, as well as dwarf planets, their satellites, asteroids, meteoroids, comets and cosmic dust in general, which make up the same solar system.

Keywords:Sun, energy, physical research, cosmology, astrophysics, planets, solar system.

И перед изучением целого направления в энергетики, которая породила спустя столько времени в XX – XXI веках эта звезда, извечно согревающая все свои спутники, необходимо подробно рассмотреть со всех возможных сторон и саму эту звезду, изучить её особенности и характеристики. Само по себе Солнце – это звезда, типа жёлтый карлик или G2V. Средняя плотность самой звезды составляет 1,4 г/см 3, что в 1,4 раза больше, чем у воды. Если рассмотреть гипотетическое абсолютно чёрное тело, сопоставимое с размерами Солнца таким образом охарактеризовать его светимость, то можно получить значение эффективной температуры, которая для Солнца равняется 5780 Кельвинам, именно поэтому Солнце светит почти белым светом, а известный жёлтый оттенок приобретается в слоях атмосферы нашей планеты.

Но если зафиксировать этот же свет, но уже в полностью ясную погоду, то он вновь будет принимать ровное положение. Как известно, Солнечное излучение поддерживает наличие жизни на единственное пригодной для жизни планете в Солнечной системе, а именно на Земле, благодаря чему имеет место такое явление как фотосинтез и наличие благоприятного климата.

Обращаясь к более точным параметрам, можно указать, что Солнце в секунду генерирует столько энергии, сколько ещё не генерировало всё человечество за всё время своего существования, а именно 3,827*10 26 Вт. По своей структуре по большей мере Солнце состоит из водорода, где общее его количество порядка 73% и гелия, содержанием около 25% и других элементов с меньшей концентрацией. Здесь важно сказать, что в астрофизике все элементы тяжелее гелия называются «металлами» и их общее содержание в Солнце не превышает 2% в сумме.

Фотография Солнца

Среди них самые распространённые, это кислород, углерод, неон, азот, железо, магний, кремний, сера, аргон, алюминий, никель, натрий и кальций. Для сравнения на каждый миллион атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия и всего по 2 атома никеля, натрия, кальция и ещё меньшее количество прочих элементов. В сумме масса Солнца является астрономической единицей и составляет 1,98847*10 30 кг, что составляет 99,866% от всей массы Солнечной системы.

Если судить по спектру Солнца, то также в нём содержатся линии излучения ионизированных и нейтральных металлов, вместе с водородом и гелием, конечно же. И если в Млечном пути насчитывает от 200 до 400 миллиардов звёзд, то целых 85% всех этих звёзд – менее яркие чем Солнце, это в большинстве красные карлики. Разумеется, что Солнце, как и все звёзды использует в процессе своей жизнедеятельности, весьма активно, термоядерный синтез добычи гелия из водорода, путём слияния двух ядер водорода, с образованием дополнительных нейтронов.

Энергия, выделяемая при этом в 99% случаев, генерируется именно благодаря протон-протонного цикла. Данный цикл состоит из нескольких этапов, а именно изначально сталкиваются ядра двух атомов водорода, после чего образуется один позитрон и нейтрино, после чего энергии становится достаточно для образования одного нейтрона, после чего образуется дейтрон – ядро, состоящее из протона и нейтрона, которое после слияния с одним протоном выделив гамма-квант образует гелий-3 – довольно быстро распадающийся изотоп гелия. Но если этот изотоп успеет слиться с таким же изотопом, образованный уже в другой идентичной цепочке, то выделив два протона образуется одно ядро стабильного гелия-4.

Хотя для более массивных звёзд более преимущественным и чаще используемым является CNO-цикл. Этот совокупность 3 циклов образования гелия, которые сцеплены между собой. Поскольку он происходит в более массивных звёздах в них имеются ядра углерода, азота и кислорода. Первый этап, именуемый CN, начинается бомбардировкой стабильного ядра углерода протоном с образованием изотопа азота-13 с генерацией гамма-кванта и общей энергией 1,94 МэВ. Эта реакция протекает довольно долго, становясь почти источником, а именно около 13 миллионов лет.

Тем временем, образованный азот-13 начинает распадаться на углерод-13, позитрон, электронное нейтрино и выделяя дополнительно 2,22 МэВ энергии, либо 1,2 МэВ без учёта аннигиляции позитрона. При этом нужно указать, что период полураспада азота-13 составляет всего 9,96 минут. Хотя вся реакция распада происходит за меньшее время, а именно за 7 минут, далее при столкновении углерода-13 с протоном образуется азот-14 с выделением гамма-кванта и энергии, соответственно, которая равна 7,55 МэВ, при этом реакция длится 2,6 миллиона лет.

Следующий этап, это очередная бомбардировка протоном, коих в массивных звёздах просто неимоверное количество, как изотопов водорода, уже углерода-14 с выделением гамма-кванта и кислорода-15, с генерацией 7,3 МэВ. Эта реакция же будет длится целых 320 миллионов лет.

Образованный кислород-15 будет разлагаться на азот-15, позитрон и электронное нейтрино с образованием 2,75 МэВ энергии. Либо же генерируется 1,73 МэВ без учёта той же аннигиляции позитрона, с периодом полураспада кислорода-15 в 122,24 секунды. И наконец в результате образованный азот-15 при бомбардировки протоном вновь превращается в углерод-12 с выделением долгожданной альфа-частицы или изотопа стабильного гелия-4 с выделением дополнительно 4,96 МэВ, такая реакция длится сравнительно не долго 110 тысяч лет.

Благодаря таким долгим периодам в проведении реакции звёзды имеют возможность долгого существования, особенно гиганты. И благодаря тому, что реакция началась углеродом с образованием азота и завершилась азотом, с образованием углерода, этот цикл и называется CN-циклом. Но он, как и было указано, действует не в одиночку и это только первый цикл, следующим является NO цикл. Он основан на бомбардировке азота-14 протоном с образованием кислорода и гамма-кванта, с энергиями в 7,29 МэВ. Эта реакция длится 320 миллионов лет.

Следующий этап второго цикла продолжается распадом кислорода-15 на азот-15, позитрон и электронное нейтрино и 2,76 МэВ за 82 секунды течения реакции. Образованный азот-15 далее сразу бомбардируется протонами с образованием стабильного кислорода-16 и гамма-кванта с энергией в 12,13 МэВ. Далее этот кислород также бомбардируется протонами и образуется уже фтор-17 с гамма-квантами с энергией всего в 600 кэВ и дальнейшим распадом фтора на кислород-17, позитрон и электронное нейтрино, энергия соответственно – 2,76 МэВ.