Что изучает фотосфера солнца

Фотосфера Солнца

Фотосфера — это поверхность Солнца, которую может увидеть человеческий глаз с помощью увеличительных устройств лучше всего. Её толщина очень невелика в сравнении с другими слоями Звезды, и равна она 100 км. Если сопоставить её со всем радиусом Солнца, то всё становится наглядно видно 100/700,000. Этот слой полностью закрывает излучение, исходящее из ядра, из-за чего люди не могут заглянуть внутрь звезды. На картинке указана схема строения Солнца.

Графическое представление слоев Солнца

Если присмотреться к Солнцу, то можно заметить, что фотосфера имеет весьма неоднородный окрас, а именно ближе к краю она затемнена. Это связано с тем, что основной свет исходит из внутренних слоёв фотосферного диска по эффекту проекции. В то время как свет на её краю направлен по касательной к солнечной поверхности, и он не может проникнуть внутрь. Именно поэтому «обводка» Солнца заметно темнее. Температура фотосферы Солнца достигает 6000 К.

Если вы купите телескоп, чтобы рассмотреть фотосферу Солнца поближе, то наверняка вас заинтересует очень интересное явление, называемое солнечными пятнами или же яркими фотосферными факелами. Чтобы изучить другие процессы, происходящие в фотосфере, необходимо выяснить скорость движения плазмы. Для этого используется эффект Доплера. Благодаря ему, ученые сделали такие открытия, как гигантские турбулентные движения плазмы (супер грануляция) и осцилляция солнечной поверхности.

Источник

Атмосфера Солнца: фотосфера, хромосфера и корона

По всем своим параметрам атмосфера Солнца абсолютно не похожа на газовые оболочки движущихся вокруг него планет. Она начинается над зоной конвекции и продолжается бесконечно далеко в виде потоков солнечного ветра. Для атмосферы Солнца характерно слоистое строение. Атомы водорода, гелия и других элементов, переходя от нижних слоев внешней оболочки звезды к верхним, полностью ионизируются. Они формируют потоки движущейся плазмы и простираются по всей Солнечной системе и за ее пределами.

Рассмотрим детально три слоя солнечной атмосферы.

Фотосфера

Является самым ярким слоем солнечной атмосферы, из которого выходит наибольшая часть видимого излучения звезды. Ее толщина колеблется от 100 до 400 км. Именно благодаря фотосфере мы наблюдаем кажущуюся поверхность Солнца.

Это крайне разряженный слой внешней оболочки звезды. Ее давление не превышает 0,1 атм., а плотность составляет от 10 -8 до 10 -9 г/ куб. см. Состоит нижняя часть солнечной атмосферы из относительно нейтральных атомов водорода и гелия и ионизированных атомов металлов. Однако водород по мере продвижения вверх по внешней оболочке Солнца также начинает терять свои атомы.

Температура фотосферы самая низкая во всей атмосфере. У конвекционной зоны она составляет около 5,7*10 3 градусов Цельсия, а у своего края опускается до 3,7*10 3 .

Фотосфера Солнца имеет зернистую структуру. Эти гранулы являются верхушками колонн перемешивающейся в зоне конвекции плазмы. Их диаметр в среднем равняется 1 км, а продолжительность существования не превышает 20 мин.

Хромосфера

Средний слой атмосферы Солнца имеет толщину около 15000 км. Хромосфера еще более разряжена, чем фотосфера и плотность частиц здесь не превышает 10 -13 г/ куб. см. В ее слоях водород и гелий частично подвергаются ионизации.

В нижней части хромосферы Солнца температура составляет 3500° С, а у границы с солнечной короной повышается до 19000°С. Среднее значение температуры среднего слоя солнечной атмосферы – 9700°С.

Хромосфера имеет неоднородную, зернистую структуру. Ее основу составляют спикулы – тонкие столбики плазмы диаметром до полутора километров и длиной в несколько десятков тысяч километров. Одновременно образуется до миллиона таких столбиков со средней продолжительностью жизни 10 минут. Кроме спикул средний слой содержит супергрануляции, облакоподобные флоккулы и протуберанцы.

Увидеть эту оболочку в обычных условиях невозможно из-за ее малой плотности. Хромосфера становится видимой во время полного затмения Солнца, когда фотосфера оказывается закрыта спутником Земли. Она проявляется в виде тонкого красноватого ободка вокруг небесного светила.

Солнечная корона

Внешний слой солнечной атмосферы называется солнечной короной. Это максимально разряженная оболочка, где плотность частиц колеблется от 10 -12 до 10 -15 . Атомы водорода и гелия в пределах короны Солнца становятся полностью ионизированными. Ее толщину невозможно рассчитать, т.к. с ее поверхности исходят потоки солнечного ветра, распространяющиеся на огромные космические расстояния.

Средняя температура в верхних слоях атмосферы Солнца — 1*10 6 К. Некоторые участки короны разогреваются до 8 — 15*10 6 К. Также на ее поверхности есть более холодные участки с низкой плотностью – корональные дыры. Здесь температура падает до 6*10 5 К. Эти дыры остаются после высвобождения потока солнечного ветра и образуются чаще всего на полюсах звезды. Они оказывают влияние на ионосферу и магнитосферу Земли.

Несмотря на такие высокие температурные значения, ее малая плотность не позволяет разглядеть корону невооруженным глазом. Она становится заметной лишь в периоды полного затмения Солнца.

Основным элементом короны являются протуберанцы. Это относительно холодные сгустки плазмы, поднимающиеся над поверхностью Солнца. Продолжительность их жизни колеблется от нескольких минут до нескольких суток, после чего они рассеиваются и исчезают. Кроме протуберанцев во внешнем слое атмосферы Солнца постоянно происходят извержения – потоки ионов вырываются из короны, образуя так званый ветер.

Солнечный ветер

Потоки ионизированных частиц вырываются из верхних слоев атмосферы Солнца и распространяются на тысячи и даже миллионы километров. Именно с ним связаны такие уникальные явления на нашей планете, как полярные сияния и магнитные бури.

Солнечный ветер бывает двух видов: медленный и быстрый. Медленные потоки водородно-гелиевой плазмы движутся со скоростью не более 400 км/с и имеют температуру до полутора миллионов Кельвинов. Быстрый ветер имеет в своем составе атомы неионизированного водорода, движется со средней скоростью 750 км/с и в два раза холодней медленного ветра.

Потоки ионов уносят с собой часть массы звезды. Рассчитано, что за 150 млн. лет Солнце теряет частиц с общей массой, равной массе Земли.

Расстояние, на которое распространяется этот феномен со сверхзвуковой скоростью, обозначается как гелиосфера. Оно составляет более 20 а.е., а затем из-за значительного снижения скорости потоков ионизированных частиц гелиосфера переходит в межзвездную среду.

Источник

Фотосфера

Фотосфе́ра — излучающий слой звёздной атмосферы, в котором формируется непрерывный спектр излучения. Фотосфера даёт основную часть излучения звезды.

Фотосфера существенно непрозрачна (оптическая толщина ), она поглощает и затем переизлучает энергию, поступающую из недр звезды. В силу непрозрачности фотосферы перенос энергии идёт конвективным путём: в случае солнечной фотосферы конвекция наблюдается как грануляция фотосферы, то есть в виде светлых горячих конвективных ячеек (гранул). Протяжённость фотосферы зависит от её прозрачности и, следовательно, плотности. Так, типичная протяжённость фотосферы по глубине составляет для Солнца

1000 км, для гигантов класса G —

10 4 —10 5 км, то есть значительно меньше диаметра звезды, с чем, в частности, связано то, что Солнце имеет резкий видимый край.

Температура фотосферы растёт с глубиной, что вызывает видимое потемнение края солнечного диска: при одинаковой оптической длине пути излучение в центре диска приходит вертикально с большей глубины и, соответственно из более горячих слоёв фотосферы, в отличие от излучения периферии диска, приходящего по касательной из более холодных внешних слоёв фотосферы. На поверхности фотосферы Солнца также наблюдаются крупномасштабные области пониженной температуры — солнечные пятна (разница температуры достигает 1500 К).

В фотосферах формируется непрерывный спектр излучения звезды. Над фотосферой температура и прозрачность звёздной атмосферы (хромосферы, в которой формируются линии поглощения звёздных спектров, и короны) начинает повышаться, доходя в короне до миллионов градусов.

Ссылки

• Фотографии фотосферы — ежедневные изображения Солнца
• Физика космоса. Маленькая энциклопедия, М.: Советская Энциклопедия, 1986
• Фотосфера — энциклопедия Солнца

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Фотосфера» в других словарях:

фотосфера — фотосфера … Орфографический словарь-справочник

ФОТОСФЕРА — (греч.). В астрономии: поверхностный светящий слой солнца, т. сказ. его атмосфера. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФОТОСФЕРА окружающий солнце слой раскаленных паров и газов. Полный словарь… … Словарь иностранных слов русского языка

фотосфера — ы, ж. photosphère f. <гр. photos свет + sphaira шар. В астрономии видимая яркая поверхность солнца. БАС 1. В светлой оболочке, окружающей солнце (фотосфере) происходят безпрерывныя изменения с этими пятнами. ОЗ 1853 7 7 45. Фотосфера. Дело… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ФОТОСФЕРА — (от фото. и греч. sphaira шар, сфера), наиболее плотный поверхностный слой солнечного шара толщиной около 500 км с температурой около 6000°С и чрезвычайно сильным освещением. Фотосфера основной источник света, главный источник энергии для… … Экологический словарь

ФОТОСФЕРА — нижний слой звездных атмосфер. У Солнца толщина фотосферы ок. 0,001 RD (200 300 км), плотность 10 9 10 6 г/см&sup3, температура убывает снизу вверх от 8 до 4,5 тыс. К. Из фотосинтеза исходит почти все электромагнитное излучение Солнца. Проявление … Большой Энциклопедический словарь

ФОТОСФЕРА — ФОТОСФЕРА, видимая поверхность СОЛНЦА. Представляет собой ярко светящийся газовый слой атмосферы, толщиной около 500 км, с температурой около 6000К, падающей до 4000К в верхней части фотосферы, где начинается ХРОМОСФЕРА. Т. к. из фотосферы… … Научно-технический энциклопедический словарь

ФОТОСФЕРА — ФОТОСФЕРА, фотосферы, жен. (от греч. phos свет и sphaira шар) (физ., астр.). Наружный светящийся слой солнечного шара, образованный металлическими парами и газами. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ФОТОСФЕРА — слой космич. тела, непрозрачного для собственной радиации, из к рого выходит наружу осн. часть возникающей в космич. теле радиации. Обычно Ф. наз. ниж. часть звёздной атмосферы с оптич. толщиной 1 для оптич. излучения с непрерывным спектром (осн … Физическая энциклопедия

фотосфера — сущ., кол во синонимов: 1 • слой (111) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

фотосфера — ы; ж. [от греч. phōs (phōtos) свет и sphaira шар] Астрон. Наиболее глубокий и плотный слой атмосферы звезды (в том числе и Солнца), образующий видимую светящуюся поверхность. * * * фотосфера нижний слой звёздных атмосфер. У Солнца толщина… … Энциклопедический словарь

Источник

Атмосфера Солнца: фотосфера, хромосфера и солнечная корона

Фотосфера

Фотосфера — Это видимая поверхность звезды, извергающая основную часть оптического излучения. Толщина этого слоя от 100 до 400 км, а температура от 6600° К (внутри) до 4400° К (у внешнего края). Размеры Солнца определяются именно по фотосфере. Газ здесь относительно разреженный, а скорость вращения его различна в зависимости от области. В экваториальной области один оборот происходит за 24 дня, а в районе полюсов за 30 дней.

Хромосфера

Эта оболочка окружает фотосферу, и её толщина около 2000 км. Верхняя граница хромосферы характерна постоянными горячими выбросами – спикулами. Эту часть Солнца увидеть можно только при полном солнечном затмении. Тогда она проявляется в красных тонах.

Солнечная корона

Это последняя солнечная оболочка. Она характеризуется наличием протуберанцев и извержениями энергии. Они выплёскиваются на сотни тысяч километров, порождая солнечный ветер.

Температура короны намного выше поверхности Солнца – 1 000 000° К – 2 000 000° К, а в некоторых местах от 8 000 000° К до 29 000 000° К. Но увидеть корону можно лишь при солнечном затмении. Корона изменяет свою форму. Изменения зависят от цикла солнечной активности. На пиках максимума её форма округлая, а в минимальных значениях – вытянутая вдоль экватора.

Солнечный ветер

Солнечный ветер — это поток ионизованных частиц, выбрасываемых из Солнца во всех направлениях со скоростью около 400 км в секунду. Источником солнечного ветра является солнечная корона. Температура короны Солнца настолько высока, что сила гравитации не способна удержать ее вещество вблизи поверхности, и часть этого вещества непрерывно улетает в межпланетное пространство.

Хотя мы понимаем общие причины, по которым возникает солнечный ветер, многие детали этого процесса все еще не ясны. В частности, в настоящее время до конца не известно, где именно корональный газ ускоряется до таких высоких скоростей.

Источник