Солнце Страница: 2/4
Солнечная атмосфера
Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется. В ней
распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в
несколько тысяч километров. Колебания носят резонансный характер и происходят
с периодом около 5 минут (от 3 до 10 минут). Скорости колебаний чрезвычайно
малы - десятки сантиметров в секунду.
Фотосфера
Видимая поверхность Солнца. Достигая толщины около 0,001 RD
(200-300 км), плотность 10-9
— 10-6
г/см3,
температура убывает снизу вверх от 8 до 4,5 тыс. К. Фотосфера представляет
собой зону, где характер газообразных слоев меняется от полностью непрозрачных
для излучения до совершенно прозрачных. Фактически фотосфера излучает весь
видимый свет. Температура фотосферы Солнца около 5800 K, причем к основанию
хромосферы она падает примерно до 4000 K. Линии поглощения в спектре Солнца
формируются в результате поглощения излучения и рассеяния именно в этом слое.
Явления, характерные для активного Солнца, такие как солнечные пятна, вспышки
и факелы, также возникают в фотосфере. Быстрые атомные частицы,
высвобождаемые при вспышках, движутся сквозь пространство, воздействуя на
Землю и ее окрестности. В частности, они вызывают радиопомехи, геомагнитные
бури и полярные сияния.
Новые
снимки края солнечного диска в 2002г шведским Солнечным телескопом 1-m,
установленном на острове Ла-Пальма (Канарские острова), позволили обнаружить
ландшафты из гор, долин и огненных стен, впервые показав трехмерную структуру
солнечной поверхности. Новые снимки позволили разглядеть смещающиеся пики и
низины сверхгорячей плазмы – разница в высоте их может достигать сотни
километров.
 |
грануляция
- видимая в телескоп зернистая структура солнечной фотосферы. Представляет
собой совокупность большого числа тесно расположенных гранул — ярких
изолированных образований диаметром 500-1000 км, покрывающих весь диск
Солнца. Отдельная гранула возникает, разрастается и затем распадается за
5-10 мин. Межгранульное расстояние достигает в ширину 300-500км.
Одновременно на Солнце наблюдается около миллиона гранул.
поры
- темные округлые образования диаметром несколько сот километров,
возникающие группами в промежутках между фотосферными гранулами. Некоторые
поры, увеличиваясь, превращаются в солнечные пятна.
факел
- яркая область фотосферы Солнца (цепочки ярких гранул, обычно окружающих
группу солнечных пятен).
Появление факелов связано с последующим возникновением в их окрестности
солнечных пятен и вообще с солнечной активностью. Они имеют размер около
30000 км и температуру на 2000К выше окружающей.
Факелы – зазубренные стены, высота которых достигает 300
километров. Причем эти стены излучают гораздо больше энергии, чем
предполагали астрономы. Возможно даже, что именно они и вызывали
эпохальные изменения в земном климате.
Суммарная площадь цепочек (волокон
фотосферных факелов) в несколько раз больше площади пятен, и существуют
фотосферные факелы в среднем дольше, чем пятна - иногда 3-4 месяца. В годы
максимума солнечной активности фотосферные факелы могут занимать до 10%
всей поверхности Солнца. |
 |
солнечное пятно
- область на Солнце, где температура ниже (области
с сильным магнитным полем) , чем в окружающей фотосфере. Поэтому
солнечные пятна кажутся относительно более темными. Эффект охлаждения
вызывается наличием сильного магнитного поля, сконцентрированного в зоне
пятна. Магнитное поле препятствует образованию конвективных потоков газа,
которые переносят к поверхности Солнца горячее вещество из нижележащих
слоев. Солнечное пятно состоит из
перекручивающихся магнитных полей в мощном плазменном вихре, видимая и
внутренняя области которого вращаются в противоположных направлениях.
Солнечные пятна формируются там, где магнитное поле Солнца имеет
большую вертикальную компоненту. Солнечные пятна могут возникать
индивидуально, но часто они образуют группы или пары противоположной
магнитной полярности. Развиваются из пор, могут достигать 100 тыс. км
(самые маленькие 1000-2000км) в поперечнике, существуют в среднем 10-20
суток. В темной центральной части солнечного пятна (тени, где силовые
линии магнитного поля направлены вертикально, а напряженность поля, как
правило, в несколько тысяч раз больше, чем у поверхности Земли),
температура составляет около 3700 K по сравнению с 5800 K в фотосфере,
вследствие чего они в 2-5 раз темнее фотосферы. Внешняя и более яркая
часть солнечного пятна (полутень)
состоит из тонких длинных сегментов.
Особенно выделяется наличие темных сердцевин в светлых участках на
солнечных пятнах. |
Для солнечных пятен характерны сильные
магнитные поля (до 4 кЭ). Среднее годовое число солнечных пятен изменяется с
11-летним периодом. Солнечные пятна имеют тенденцию образовывать близлежащие
пары, в которых каждое пятно имеет противоположную магнитную полярность. Во
время высокой солнечной активности случается, что изолированные пятна
становятся большими, причем они возникают обширными группами.
-
Самая большая из когда-либо зарегистрированных групп солнечных пятен
достигла своего максимума 8 апреля 1947 г. Она захватила область площадью в
18130 миллионов квадратных километров. Солнечные пятна - элемент солнечной
активности. Количество пятен, видимых на Солнце в любое время, периодически
изменяется с периодом приблизительно в 11 лет. В середине 1947 г. был
отмечен сильный максимум цикла.
минимум Маундера - интервал
протяженностью около 70 лет, начиная примерно с 1645г, в течение которого
солнечная активность постоянно была на низком уровне, а солнечные пятна
наблюдались редко. В течение 37 лет не было зарегистрировано ни одного
полярного сияния.
бабочки Маундера - диаграмма,
представляющая изменения гелиографической широты, на которой появляются
солнечные пятна в течении солнечного цикла. Впервые диаграмма была построена в
1922 г. Э. В. Маундером. На графике в качестве вертикальной оси взята
гелиографическая широта, а в качестве горизонтальной оси - время (в годах).
Далее для каждой группы солнечных пятен, относящихся к некоторой широте, и
каррингтоновского номера строятся вертикальные линии, покрывающие один градус
широты. Получаемая картина напоминает крылья бабочки, что и дало диаграмме
это популярное название.
гелиографическая долгота -
долгота, измеренная для точек на поверхности Солнца. На Солнце нет
фиксированной нулевой точки, так что гелиографическая долгота отсчитывается от
номинального эталонного большого круга: солнечного меридиана, который прошел
через восходящий узел солнечного экватора на эклиптике 1 января 1854 г. в
12.00 UT. Относительно этого меридиана долгота рассчитывается в предположении
равномерного сидерического вращения Солнца с периодом 25,38 суток. В
справочниках для наблюдателей помещаются таблицы положений солнечного
эталонного меридиана для данной даты и времени.
каррингтоновский номер-
номер, присваиваемый каждому обороту Солнца. Отсчет был начат Р.К.
Каррингтоном 9 ноября 1853г с первого номера. Он взял за основу среднюю
величину периода синодического вращения солнечных пятен, который определил как
27,2753 дня. Поскольку Солнце не вращается как твердое тело, фактически этот
период меняется с широтой.
Хромосфера
 |
|
Обширная и очень яркая вспышка на Солнце, наблюдавшаяся 9 марта 1989 г.
в лучах линии альфа водорода (длина волны 565 нм). |
Газообразный слой Солнца, лежащий выше фотосферы толщиной 7-8 тыс. км,
отличается значительной неоднородностью температуры (5-10 тыс. К). С
увеличением расстояния от центра Солнца температура слоев фотосферы
уменьшается, достигая минимума. Затем в вышележащей хромосфере снова начинает
постепенно повышаться до 10000 K. Название означает буквально “цветная сфера”,
поскольку при полном солнечном затмении, когда свет фотосферы закрыт,
хромосфера видна в виде яркого кольца вокруг Солнца как розоватое сияние. Она
динамична, в ней наблюдаются вспышки, протуберанцы. Элементы структуры —
хромосферная сетка и спикулы. Ячейки сетки — динамические образования
диаметром 20 — 50 тыс. км, в которых плазма движется от центра к периферии.
Вспышка
- самое мощное проявление солнечной
активности, внезапное местное выделение энергии магнитных полей в короне и
хромосфере Солнца (до 1025
Дж при наиболее сильных солнечных вспышках), при котором вещество солнечной
атмосферы нагревается и ускоряется. При солнечных вспышках наблюдаются:
увеличение яркости хромосферы (8-10 мин), ускорение электронов, протонов и
тяжелых ионов (с частичным выбросом их в межпланетное пространство),
рентгеновское и радиоизлучение.
Вспышки связаны с
активными областями Солнца и представляют собой взрывы, в которых вещество
разогревается до температур в сотни миллионов градусов. Большую часть
излучения составляют рентгеновские лучи, но вспышки легко наблюдаются в
видимом свете и в радиодиапазоне. Заряженные частицы, выброшенные из Солнца,
через несколько дней достигают Земли и вызывают полярные сияния,
влияют на работу
средств связи.
Сгустки
солнечного вещества, выброшенные с поверхности светила, могут быть поглощены
другими сгустками, когда оба выброса происходят в одной и той же области
солнечной поверхности, причем второй выброс движется с большей скоростью, чем
первый. Солнечное вещество выбрасывается с поверхности Солнца со скоростью от
20 до 2000 километров в секунду. Его масса оценивается в миллиарды тонн. В
случае, когда сгустки вещества распространяются в направлении Земли, на ней
происходят магнитные бури. Специалисты полагают, что в случае космического
"каннибализма" магнитные бури на Земле имеют большую, чем обычно силу, и их
труднее прогнозировать. Начиная с апреля 1997 года , когда подобный эффект
был открыт, по март 2001г наблюдался 21 случай поглощения сгустков солнечного
вещества другими, движущимися с большей скоростью. Это удалось выяснить
команде астрономов NASA, работающих с космическими аппаратами "Wind" и "SOHO".
Спикулы
- отдельные столбы (похожие на шипы структуры) светящейся плазмы в хромосфере,
видимые при наблюдении Солнца в монохроматическом свете (в спектральных линиях
Н, Не, Са+
и др.), которые наблюдаются в лимбе или около него. Спикулы поднимаются из
хромосферы в солнечную корону до высоты 6-10 тыс. км, их диаметр 200-2000км
(обычно порядка 1000 км в поперечнике и 10000 км в длину), среднее время жизни
5-7 мин. На Солнце одновременно существуют сотни тысяч спикул. Распределение
спикул на Солнце неравномерно - они концентрируются на границах ячеек
супергрануляции.
флоккулы - (лат. flocculi, от floccus
— клочок) (факелы хромосферные), тонкие волокнистые образования в хромосферном
слое центров солнечной активности, имеют большую яркость и плотность, чем
окружающие участки хромосферы, ориентированы вдоль силовых линий магнитного
поля; являются продолжением факелов фотосферных в хромосфере. Флоккулы можно
видеть, когда солнечная хромосфера отображается в монохроматическом свете,
например, в свете однократно ионизированного кальция.
 |
| Один
из самых интересных протуберанцев за все время наблюдения Солнца. Снимок
сделан с орбитальной станции "Скайлэб" в декабре 1973 г. в дальнем
ультрафиолетовом диапазоне. Протуберанец простирается над поверхностью
Солнца на 588000 км |
протуберанец (от лат. protubero —
вздуваюсь) - термин, используемый для разнообразных по форме структур (похожих
на облака или вспышки) в хромосфере и короне Солнца. Они имеют более высокую
плотность и более низкую температуру, чем окружающая их среда, на солнечном
лимбе выглядят как яркие детали короны, а в проекции на солнечный диск имеют
вид темных волокон, а на его краю — в виде светящихся облаков, арок или струй.
Покоящиеся протуберанцы возникают далеко от активных областей и сохраняются в
течение многих месяцев. Они могут простираться в высоту до нескольких десятков
тысяч километров. Громадные, протяженностью до сотен тысяч километров,
плазменные образования в солнечной короне. Активные протуберанцы связаны с
солнечными пятнами и вспышками. Они появляются в виде волн, брызг и петель,
имеют бурный характер движения, быстро меняют форму и сохраняются лишь
несколько часов. Более холодное вещество, стекающее с протуберанцев из короны
к фотосфере, может наблюдаться в виде коронального "дождя".
*Хотя
выделить какой-то отдельный протуберанец и назвать его самым большим не
удается, имеется множество удивительных примеров. Например, на изображении,
принятом со "Скайлэба" в 1974 г., был виден петлеобразный покоящийся
протуберанец, который протянулся над поверхностью Солнца больше чем на
полмиллиона километров. Такие протуберанцы могут сохраняться в течение
нескольких недель или месяцев, простираясь на 50000 км за пределы фотосферы
Солнца. Эруптивные протуберанцы в виде огненных языков могут подниматься над
солнечной поверхностью почти на миллион километров.
По данным
двух исследовательских спутников TRACE и SOHO, которые ведут постоянные
наблюдения за Солнцем, потоки электрически заряженного газа движутся в
атмосфере Солнца почти со скоростью звука в данных условиях. Их скорость может
достигать 320 тыс. км/час. То есть сила ветра на Солнце "перебивает"
гравитационную силу при определении плотности атмосферы, а ведь на Солнца сила
гравитационного притяжения в 28 раз больше, чем на поверхности Земли.
 Предыдущая страница (1/4) - Следующая страница (3/4)  |
