20.6.3. ЗНАЧЕНИЕ ДАННЫХ ПО ОБИЛИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ В СОЛНЕЧНОЙ ФОТОСФЕРЕ
По причинам, отмеченным выше, обилия элементов в доступных наблюдениям слоях Солнца известны с гораздо меньшей точностью, чем в образцах Земли, Луны и метеоритов, которые анализируются в контролируемых условиях, и трудно установить вероятную ошибку в определении обилия какого-либо отдельного элемента [404].
Часто предполагается, что объемный состав Солнца идентичен с некоторым дифференцированным веществом, которое должно быть источником других тел в Солнечной системе. Это предположение исходит из гипотезы Лапласа, согласно которой все вещество Солнечной системы, собранное вместе, когда-то образовало плотную солнечную туманность. Далее считается, что после процессов сжатия и динамической дифференциации такой туманности химический состав каким-то образом остался однородным.
Как подробно описывалось в других разделах этой книги, теории такого типа нереалистичны, поскольку в них игнорируются многие важные факты, касающиеся наблюдаемого в настоящее время состояния Солнечной системы, и не учитываются современные знания о свойствах частиц и полей в космическом пространстве. Следовательно, нет причины априори верить тому, что состав Солнца точно соответствует объемному составу любого спутника, планеты или группы метеоритов. Действительно, это несоответствие уже проявляется в наблюдаемой изменчивости состава твердых компонент среди различных тел в Солнечной системе (см. разд. 20.5, 20.7). Кроме того, нам не известно, соответствует ли состав поверхности Солнца его объемному составу. Существующие теории внутренних областей Солнца не очень полезны, так как они, по-видимому, сильно расходятся с наблюдениями [163].
Трудно определить действительные пределы изменения химического состава, поскольку мы располагаем образцами только нескольких из исследуемых тел, а большинство этих тел сильно дифференцированы. На изменения в составе указывают диапазон плотностей малых тел в Солнечной системе (см. разд. 20.5.11) и, в меньшей степени, различия состава между компонентами неизменного исходного конденсата в метеоритах из разных родительских струйных потоков.
Чтобы установить границы между веществами, состав которых можно измерить с высокой точностью (например, как в метеоритах), и веществами, состав которых определяется приближенно (подобными солнечной фотосфере), полезно проводить сопоставление, как на рис. 20.6.2а. Для сравнения были выбраны углистые хондриты I типа [430], поскольку общепринято, что они содержат исходный конденсатный материал (один из множества различных
Рис. 20.6.2а. (см. скан) Сравнение оценок обилия элементов в солнечной фотосфере с измерениями в углистых хондритах I типа. Каждое полученное аналитическим путем значение обилия в хондрите, нормированное к кремнию, было разделено на каждое из нескольких имеющихся значений обилия для солнечной фотосферы. Четыре значения отношения обилий для ртути 
превышают 20 и на диаграмме не показаны. Данные собраны Л. Шоу. Обычно считалось, что эти два вещества можно рассматривать как продукты расщепления химически однородного тела «солнечная туманность», обладавшего «космическим обилием» элементов. Если исключить компоненты с высоким давлением паров или с нестабильными ядрами атомов, то состав рассматриваемых метеоритов и состав солнечной фотосферы в этом случае должны быть приблизительно идентичны и отношения обилий элементов — близки к единице. Однако из сильного разброса данных на рисунке следует, что предположение о близком соответствии состава солнечной фотосферы и этой группы метеоритов не подтверждается (см. также рис. 20.6.26).
типов), химический состав которого, по-видимому, не претерпел значительных изменений после конденсации.
Данные по обилиям элементов в метеоритах этого типа были взяты из критического обзора, составленного по работам ряда
Рис. 20.6.26. Частота встречаемости отношений обилия элементов из рис. 20.6.2а. Из гистограммы следует, что в среднем существует приблизительно 
-ная вероятность того, что обилия, наблюдаемые в солнечной фотосфере, отличаются от своих метеоритных двойников не более чем в 5 раз, и вероятность в 90% различий в пределах 60 раз. В гистограммы не включены отношения обилий элементов с атомными номерами 
так как на них оказывают доминирующее влияние ядерные нестабильности или эти элементы весьма летучи. Не включены также инертные газы, поскольку их содержание в твердых телах сильно изменяется из-за летучести и других факторов; кроме того, их обилия в фотосфере неизвестны. Два отношения обилий превысили 128 и на рисунке не показаны. Данные собраны Л. Шоу.
специалистов по анализу [297]. Во избежание ошибок в выборе анализируемого материала все сведения об измерениях, содержащиеся в этом обзоре, были включены без какого-либо отбора. Обилия для Солнца взяты из оценок Мюллера [307] и Гревессе и др. [198]. Применительно к солнечным обилиям возможная пристрастность в выборе могла быть связана с предположением, что обилия на Солнце и в метеоритах должны сходиться к величине, называемой «космическим обилием». В литературе указывается, что заметные отклонения от такого соответствия подвергаются более тщательному рассмотрению, пересмотру, браковке и исключению по сравнению с теми оценками, которые дают отношение обилий, близкое к единице. Поэтому приведенное на рис. 20.6.2а распределение, вероятно, является распределением с минимальной дисперсией.
Из рис. 20.6.26 следует, что приблизительно для 50% всех найденных пар обилий значения для Солнца и метеоритов различаются не более чем в 5 раз. Около 10% всех элементов различаются более чем в 60 раз. Наиболее экстремальные случаи составляют относительные концентрации инертных газов (измеренные только в метеоритах и не включенные в рис. 20.6.26), ртути, тория, урана и редкоземельных элементов. В последних трех
случаях особенно трудно сказать, какая доля этих отклонений отражает действительные различия; силы осцилляторов известны очень плохо, и данные по Солнцу для этих элементов могут иметь большие экспериментальные погрешности. С другой стороны, аномалии инертных газов обусловлены внедренными (по сравнению с поглощенными) компонентами в метеоритах, а в лунном веществе — внедренными частицами солнечного корпускулярного излучения. Следовательно, эти аномалии должны отражать действительное фракционирование такого типа, какой предполагается в процессе размещения и конденсации твердых тел [42, 43, 235, 377].
Из проведенного сопоставления ясно, что наблюдаемые неопределенности оставляют место для значительных различий в составе солнечной фотосферы, с одной стороны, и различных конденсатов типа тех, которые характерны для углистых хондритов I типа, — с другой. Как отмечалось выше, априори нет особой причины, чтобы состав этих веществ был близок друг к другу. Различия в объемных плотностях отдельных планет и спутников, рассмотренные в разд. 20.5, связаны с различиями в обилиях элементов, из которых состоят эти тела. Приблизительно четырехкратное различие обилий основных конденсируемых элементов оказывается достаточным для объяснения различий в плотности малых тел Солнечной системы.
