Навіть після століть спостережень Сонце вміє дивувати науковців. Одна з найдетальніших візуалізацій сонячного спектра — тобто «веселки» світла нашої зорі — показує дивну річ: у ньому бракує деяких кольорів. І хоча більшість цих «прогалин» уже мають пояснення, сотні темних ліній досі залишаються загадкою.
Сонце не таке вже й «біле»
На перший погляд, Сонце здається джерелом рівномірного білого світла. Але якщо розкласти його випромінювання на спектр, картина стає набагато складнішою. Найяскравіше Сонце світить у жовто-зеленій частині спектра — саме тому людське око еволюційно найчутливіше до цих кольорів.
На тлі яскравих смуг добре помітні темні лінії — так звані лінії Фраунгофера. Їх ще у 1814 році описав німецький фізик Йозеф фон Фраунгофер. Ці лінії виникають тому, що атоми й молекули в атмосфері Сонця поглинають світло на строго визначених довжинах хвиль.
Хімічні «відбитки пальців» зірок
Кожен хімічний елемент поглинає світло по-своєму, залишаючи у спектрі унікальний набір ліній — своєрідний відбиток пальця. Саме так астрономи дізналися, що Сонце складається переважно з водню та гелію, але також містить кисень, натрій, кальцій і навіть сліди важчих елементів на кшталт ртуті.
Ці дані важливі не лише для цікавості. Кількість елементів, важчих за гелій, дозволяє визначати вік зорі та простежувати історію хімічної еволюції Всесвіту — від перших зірок до планет і життя.
Загадкові лінії, яких «не має бути»
Попри те що Сонце — найближча до нас зоря і вивчена краще за будь-яку іншу, у його спектрі залишаються сотні ліній, які не вдається пояснити. Вони не відповідають жодним відомим атомам чи молекулам і не збігаються з так званими синтетичними спектрами — комп’ютерними моделями Сонця, створеними з урахуванням температури, гравітації та структури атмосфери.
Причин кілька. По-перше, наявні бази даних спектральних ліній ще далекі від повноти. Деякі групи елементів, особливо залізо та споріднені з ним, мають надзвичайно складні спектри. По-друге, саме Сонце — дуже «незручний» об’єкт: його атмосфера постійно рухається, вирує конвекцією і перебуває під впливом мінливих магнітних полів, які можуть спотворювати спектральні сигнали.
Чому це хороша новина
Парадоксально, але ці «відсутні» кольори — привід для оптимізму. Кожна невідповідність між реальним і змодельованим спектром підказує вченим, що саме потрібно покращити: інструменти, теорії або уявлення про фізику Сонця.
Нові телескопи, точніші прилади, ширші бази даних і вдосконалені моделі атмосфери поступово зменшують кількість загадок. Але повністю розгадати Сонце, ймовірно, не вдасться ніколи — і в цьому, за словами самих учених, є особлива краса. Адже навіть найближча до нас зоря нагадує: у Всесвіті ще залишається чимало таємниць.