Образование химических элементов в космических телах 1

В настоящее время нет еще определенных сведений о химическом составе межзвездной пыли. Высказываются соображения о том, что пылинки появляются при конденсации молекул межзвездного вещества, подобно тому как из газообразных продуктов горения угля образуются твердые частицы дыма. В связи с тем что в межзвездных условиях существуют в основном молекулы типа Н₂О, ΝΗ₃ и СН₄, межзвездная пыль может-состоять из конденсатов этих молекул, к которым могут прилипать ионы или атомы любых химических элементов и их соединений. В межзвездной среде существует, по-видимому, равновесие между процессами, роста и разрушения пылинок; поэтому размеры частичек кажутся почти одинаковыми в различных местах. Галактики.

Наряду с пылью в межзвездной среде имеется и газ, количество которого примерно в 200 раз больше, чем пыли. В целом на межзвездный газ нашей Галактики приходится не менее 2 % ее массы; в других галактиках, например в туманности Андромеды, — около 1 %. Межзвездный газ, так же как и пыль, образует облака, размеры которых в среднем составляют около 30 световых лет. Такие облака движутся в Галактике в различных направлениях со средней скоростью примерно 10 км/сек. Средняя плотность облаков равна 10 атомам или ионам водорода на 1 см³, плотность же газа между облаками в 100 раз меньше. Облака занимают около 5 % объема Галактики. Более плотные облака межзвездного газа образуют газовые туманности.

Химический состав межзвездного газа подобен составу атмосфер Солнца и многих звезд (см. табл. 4). Основную массу этого газа составляет водород, содержание гелия еще не установлено, но не исключено, что оно значительно. Содержание металлов очень мало; так, на нисколько сот тысяч атомов водорода приходится один атом кальция. Обнаружены в межзвездном газе простейшие двухатомные молекулы, например СН. Одна такая молекула приходится в среднем на сто миллионов атомов водорода. Средняя плотность водорода в нашей Галактике в ее центральной части равна приблизительно четырем атомам на 10 см³. Эта величина растет к периферии Галактики, достигая на расстоянии 6000 парсеков от центра концентрации, равной одному атому на 1 см³. При дальнейшем увеличении расстояния содержание водорода уменьшается. Так как концентрация звезд непрерывно уменьшается по мере Удаления от центра Галактики, то водород в центре составляет очень малую долю общей плотности вещества. На периферии же его доля значительна и составляет около 15 % общего количества вещества.

7. Распространенность элементов в телах Солнечной системы

Солнце, центр нашей планетной системы (рис. 19), представляет собой желтую звезду с температурой поверхности около 6000°. В центральной части Солнца температура достигает, по-видимому, 20 млн. град. Поперечник его равен 1400 тыс. км, а масса выражается огромной цифрой 2 · 10²⁷ т.

Рис. 19. Схематическое расположение планет Солнечной системы.

В спектре атмосферы Солнца обнаружено свыше 20 000 линий поглощения, которые отождествлены с 60 химическими элементами, найденными на Земле.

Наиболее распространенным элементом, как мы уже указывали, является водород, число атомов которого в четыре раза больше, чем атомов гелия, и почти в тысячу раз превышает долю атомов всех остальных элементов.

Сравнительно много в атмосфере Солнца кислорода, углерода и азота. Обнаружены такие тяжелые элементы, как золото и торий. Рассчитано, что содержание технеция в атмосфере Солнца составляет около 10¯¹⁰% содержания водорода. Эта величина близка к распространенности многих соседних элементов — молибдена, рубидия. В атмосфере Солнца сравнительно много железа, которое по содержанию занимает одно из первых мест после водорода.

а) Планеты

Все планеты солнечной системы подразделяются на две группы. В одну из них входят планеты сравнительно небольших размеров — Меркурий, Венера, Марс и Земля. Ко второй группе в основном относятся планеты-гиганты— Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Рис. 20. Размеры Солнца и планет.

Сравнительные размеры планет и Солнца видны на рис. 20.,

Меркурий — самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета. Объем ее в 15 раз меньше объема Земли. Средняя плотность вещества этой планеты составляет 5.5 г/см^г. Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной, температура которой достигает 400 °C, другое полушарие имеет температуру около минус 250 °C, и поэтому там вечный мрак и холод. Меркурий лишен атмосферы и воды.

Вторая от Солнца планета — Венера находится от Солнца на расстоянии 108 млн. км. По размерам и плотности она приближается к Земле, окружена плотной атмосферой с густым слоем облаков. Средняя плотность вещества Венеры 4,86 г/см³.