Что такое радиоизлучение солнца

Что такое радиоизлучение солнца

1-2 млн. К. Поскольку волны разной длины приходят от разных слоев солнечной атмосферы, это позволяет исследовать св-ва хромосферы и короны по их радиоизлучению. В радиодиапазоне размер солнечного диска зависит от длины волны, на к-рой ведется наблюдение: наметровых волнах радиус Солнца больше, чем на сантиметровых, и в обоих случаях он больше радиуса видимого диска.

Р.С. включает тепловую и нетепловую составляющие. Тепловое радиоизлучение, обусловленное столкновениями электронов и ионов, движущихся с тепловыми скоростями, определяет нижнюю границу интенсивности радиоизлучения «спокойного» Солнца. Интенсивность радиоизлучения приятно характеризовать величиной яркостной температуры T_b. В случае излучения «спокойного» Солнца на сантиметровых волнах T_b

10 6 К (рис.). Естественно, что для теплового излучения величина T_b совпадает с кинетич. темп-рой слоя, откуда излучение выходит, если этот слой непрозрачен для данного излучения.

Представление об уровне радиоизлучения «спокойного» Солнца явл. идеализацией, в действительности же Солнце никогда не бывает совершенно спокойным: бурные процессы в солнечной атмосфере приводят к появлению локальных областей, радиоизлучение к-рых намного увеличивает наблюдаемую величину интенсивности по сравнению с уровнем «спокойного» Солнца. Образование на поверхности Солнца центров активности (факелов и пятен) сопровождает появлением над ними корональных конденсаций — плотных и горячих, как бы накрывающих активную область. Непосредственно над пятнами горячая корона как бы опускается до высот тыс. км, где напряженность магн. поля тыс. Э. Тогда электроны помимо излучения при соударениях с протонами ( тормозное излучение ) должны излучать и при движении вокруг магн. силовых линий ( магнитотормозное излучение ). Такое излучение обусловливает возникновение над активными областями ярких «радиопятен», к-рые появляются и исчезают примерно в то же время, что и видимые пятна. Поскольку пятна изменяются медленно (дни и недели), то столь же медленно меняется радиоизлучение корональных конденсаций. Пожтому его наз. медленно меняющимся компонентом. Этот компонент проявляется в основном в диапазоне волн от 2 до 50 см. В основном он тоже является тепловым, поскольку излучающие электроны имеют тепловое распределение скоростей ( Максвелла распределение ). Однако на определенной стадии развития активной области в пространстве между пятнами наблюдаеются источники, имеющие, по-видимому, нетепловую природу.

Иногда в области конденсаций наблюдаются внезапные усиления радиоизлучения на тех же волнах — сантиметровые всплески. Их длительность меняется от неск. мин до десятков мин или даже часов. Такие радиовсплески связаны с быстрым нагревом плазмы и ускорением частиц в области солнечной вспышки. Увеличение темп-ры и плотности газа в конденсации может быть причиной генерации сантиметровых всплесков с T_b

10 7 -10 8 К. Более интенсивные всплески на сантиметровых волнах обусловлены, по-видимому, циклотронным или плазменным излучением субрелятивистских электронов с энергией от десятков до сотен кэВ во вспышечных магн. арках.

Еще выше над корональными конденсациями также наблюдается усиленное радиоизлучение, но уже на метровых волнах ( м) — т.н. шумовые бури; они могут наблюдаться в течение чаосв и даже дней. Здесь много всплесков длительностью ок. 1 с (радиовсплески I типа) в узких интервалах частот. Это радиоизлучение связано с плазменной турбулентностью , к-рая возбуждается в короне над развивающимися активными областями, содержащими крупные пятна.

Выбросы быстрых электронов и др. заряженных частиц из области хромосферной вспышки вызывают ряд эффектов в радиизлучении активного Солнца. Самые обычные из них — радиовсплески III типа. Их характерной особенностью явл. то, что частота радиоизлучения меняется со временем, причем в каждый момент времени оно появляется сразу на двух частотах (гармониках), относящихся как 2:1. Всплеск начинается на частоте ок. 500 МГц ( см), а затем частота его обеих гармоник быстро уменьшается, примерно на 20 МГц в 1 с. Весь всплеск длится ок. 10 с. Радиовсплески III типа создаются потоком частиц, выброшенным вспышкой и движущимся через корону со скоростью \approx 0,3 с. Поток возбуждает колебания плазмы (плазменные волны) на частоте, к-рая определяется электронной плотностью в том месте короны, где поток в данный момент находится. А поскольку электронная плотность уменьшается при удалении от поверхности Солнца, то движение потока сопровождаетсяпостепенным уменьшением частоты плазменных волн. Часть энергии этих волн может превращаться в эл.-магн. волны с той же или удвоенной частотой, к-рые и регистрируются на Земле в виде радиовсплесков III типа с двумя гармониками. Как показали наблюдения на КА, потоки электронов, распространяясь в межпланетном пространстве, генерируют радиовсплески III типа вплоть до частот 30 кГц.

Вслед за радиовсплесками III типа в 10% случаев наблюдается радиоизлучение в широком интервале частот с максимумом интенсивности на частоте

100 МГц ( м). Это излучение наз. радиовсплесками V типа, всплески длятся ок. 1-3 мин. По-видимому, они также обусловлены генерацией плазменных волн.

При очень сильных вспышках на Солнце возникают радиовсплески II типа тоже с меняющейся частотой. Их длительность примерно 5-30 мин, а диапазон частот 200-30 МГц. Порождается всплеск ударной волной , движущейся со скоростью v

10 8 см/с. Ударная волна возникает в результате расширения газа при сильной вспышке. На фронте этой волны образуются плазменные волны. Затем они, также как и в случае радиовсплесков III типа, частично переходят в эл.-магн. волны. Сходство радиовсплесков II и III типов подчеркивается и тем, что для всплесков II типа тоже характерно излучение на двух гармониках. При распространении в межпланетном пространстве вспышечная ударная волна продолжает генерировать радиовсплеск II типа на волнах гектометрового и километрового диапазонов.

Когда сильная ударная волна достигает верхней части короны, появляется непрерывное радиоизлучение в широком диапазоне частот — радиоизлучение IV типа. Оно похоже на радиовсплески V типа, но отличается от последних большей длительностью (иногда до неск. ч). Радиоизлучение IV типа генерируется субрелятивистскими электронами в плотных облаках плазмы с собственным магн. полем, к-рые выносятся в верхние слои короны. Обычно источники радиоизлучения IV типа поднимаются в короне со скоростью

неск. сотен км/с и прослеживаются до высот солнечных радиусов над фотосферой. Вспышки, с к-рыми связаны интенсивные сантиметровые всплески и радиоизлучение II и IV типов на метровых волнах, часто сопровождаются геофизич. эффектами — повышением интенсивности потоков протонов в околоземном космич. пространстве, прекращением радиосвязи на коротких волнах через полярные области, геомагнитными бурями и т.д. Радиоизлучение в широком диапазоне частот может быть использовано для краткосрочного прогнозирования этих эффектов.

Практически все указанные типы всплесков имеют разнообразную тонкую структуру. Перечисленными типами всплесков не ограничивается радиоизлучение Солнца, однако описанные выше компоненты явл. основными.

Лит.:
Каплан С.А., Элементарная радиоастрономия, М., 1966; Железняков В.В., Радиоизлучение Солнца и планет, М., 1964; Каплан С.А., Пикельнер С.Б., Цытович В.Н., Физика плазмы солнечной атмосферы, М., 1977; Солнечная и солнечно-земная физика. Иллюстрированный словарь терминов, пер. с англ., М., 1980.

Источник

Радиоизлучение солнца

Радиоизлучение Солнца, электромагнитное излучение солнечной атмосферы в диапазоне волн от долей мм до нескольких км. Р. С. было найдено в середине 30-х гг. 20 в., в то время, когда выяснилось существование помех радиоприёму, интенсивности которых согласовывались с трансформациями солнечной активности. В 1942 наровне с этим Р. С. — т. н. радиоизлучением активного Солнца — было зарегистрировано кроме этого радиоизлучение спокойного Солнца в дециметровом диапазоне волн.

Систематические изучения Р. С. начались в 1946—47.

На волнах примерно от 1 мм до десятков м Р. С. исследуется посредством радиотелескопов, расположенных на земной поверхности, а на более долгих и более маленьких волнах — с космических аппаратов. Р. С. на волнах дольше нескольких км полностью поглощается в межпланетном газе и недоступно наблюдениям.

Радиоизлучение спокойного Солнца практически не изменяется со временем и связано с тепловым излучением электронов в электрическом поле ионов невозмущённой атмосферы Солнца. Коротковолновое Р. С. (1—3 мм) исходит из фотосферы Солнца, радиоизлучение в сантиметровом диапазоне — от хромосферы, а в дециметровом и метровом диапазонах — из солнечной короны, простирающейся на громадные расстояния от видимого диска Солнца и непрерывно переходящей в межпланетный газ. Факт происхождения метрового радиоизлучения спокойного Солнца в солнечной короне был в первый раз установлен в СССР при наблюдениях полного солнечного затмения в 1947. Наряду с этим было найдено, что температура солнечной короны образовывает около 106 К.

Медлительно изменяющееся Р. С. связано в первую очередь с активными областями в воздухе Солнца над солнечными пятнами, и с флоккулами. Излучение кроме этого носит тепловой темперамент, но, не считая тормозного механизма излучения, тут, по-видимому, играет роль и магнитотормозной механизм, т. е. излучение частично появляется благодаря искривления траекторий электронов магнитными полями солнечных пятен.

Данный вид Р. С. преобладает в диапазоне волн 5—20 см и согласуется по времени с видимой в оптическом диапазоне волн активностью Солнца, в частности с площадью солнечных пятен. Такое Р. С. часто бывает очень сильно поляризованным по кругу, что говорит о наличии сильных (до нескольких тыс. эрстед) магнитных полей в области происхождения радиоизлучения.

Всплески Р. С. очень разнообразны, время от времени превышают по собственной мощности тепловое радиоизлучение спокойного Солнца в миллионы раз. Данный вид Р. С. преобладает в метровом диапазоне волн, не смотря на то, что т. н. микроволновые всплески зарегистрированы кроме того в миллиметровом диапазоне волн. При вспышках на Солнце в районах солнечных пятен появляются релятивистские частицы, перемещение которых через солнечную воздух ведет к сильному радиоизлучению.

Радиоизлучение связано или с магнито-тормозным механизмом, или с возбуждением разных волн в солнечной плазме с последующим преобразованием плазменных волн в электромагнитные. Помимо этого, зарегистрированы малые квазипериодические флуктуации Р. С. с периодами в тысячи и сотни секунд малой амплитуды. Природа этих флуктуаций ещё (1975) не узнана.

Результаты наблюдений Р. С. употребляются при построении модели воздуха Солнца, при изучении механизма действия Солнца на воздух Почвы. Изучением Солнца способами радиолокации занимается радиолокационная астрономия.

Лит.: Железняков В. В., планет и Радиоизлучение Солнца, М., 1964.

Читать также:

Голос Солнца

Связанные статьи:

Солнце, центральное тело Нашей системы, представляет собой раскалённый плазменный шар; С. — ближайшая к Почва звезда. Масса С. 1,990 1030 кг (в 332 958…

Работа Солнца, систематические наблюдения Солнца на многих астрономических обсерваториях мира с целью сбора наблюдательного материала, относящегося ко…

Источник

Радиоизлучение Солнца

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Радиоизлучение Солнца» в других словарях:

РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА — электромагнитное излучение Солнца в диапазоне от миллиметровых до метровых волн, возникающее в области от нижней хромосферы до солнечной короны. Различают тепловое радиоизлучение спокойного Солнца; излучение активных областей в атмосфере над… … Большой Энциклопедический словарь

радиоизлучение Солнца — электромагнитное излучение Солнца в диапазоне от миллиметровых до метровых волн, возникающее в области от нижней хромосферы до солнечной короны. Различают тепловое радиоизлучение «спокойного» Солнца; излучение активных областей в атмосфере над… … Энциклопедический словарь

РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА — эл. магп. излучение Солнца в диапазоне от миллиметровых до метровых волн, возникающее в области от ниж. хромосферы до солнечной короны. Различают тепловое радиоизлучение спокойного Солнца; излучение активных областей в атмосфере над солнечными… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Служба Солнца — систематические наблюдения Солнца (См. Солнце) на многих астрономических обсерваториях мира с целью сбора наблюдательного материала, относящегося ко всем проявлениям солнечной активности (См. Солнечная активность). В программу С. С.… … Большая советская энциклопедия

Космическое радиоизлучение — излучение галактических и метагалактических объектов в радиодиапазоне длин волн. Иногда к К. р. относят также радиоизлучение Солнца и планет. К. р. открыто в 1931 американским радиофизиком К. Янским на волне около 15 м. Несмотря на весьма … Большая советская энциклопедия

АРХЕОАСТРОНОМИЯ — Археологи нашли многочисленные свидетельства того, что в доисторические времена люди проявляли большой интерес к небу. Наиболее впечатляют мегалитические сооружения, построенные в Европе и на других континентах несколько тысяч лет назад.… … Энциклопедия Кольера

Радиоастрономия — раздел астрономии, в котором небесные объекты Солнце, звёзды, галактики и др. исследуются на основе наблюдений излучаемых ими радиоволн в диапазоне от долей мм до несколкьих км. Иногда к Р. относят также и радиолокационную астрономию (См … Большая советская энциклопедия

РАДИОАСТРОНОМИЯ — раздел астрономии, изучающий космические объекты путем анализа приходящего от них радиоизлучения. Многие космические тела излучают радиоволны, достигающие Земли: это, в частности, внешние слои Солнца и атмосфер планет, облака межзвездного газа.… … Энциклопедия Кольера

Солнечная радиация — излучение Солнца электромагнитной и корпускулярной природы. С. р. основной источник энергии для большинства процессов, происходящих на Земле. Корпускулярная С. р. состоит в основном из протонов, обладающих около Земли скоростями 300 1500… … Большая советская энциклопедия

Солнце — центральное тело Солнечной системы (См. Солнечная система), представляет собой раскалённый плазменный шар; С. ближайшая к Земле Звезда. Масса С. 1,990 1030 кг (в 332 958 раз больше массы Земли). В С. сосредоточено 99,866% массы Солнечной… … Большая советская энциклопедия

Источник