§ 20. Строение солнечной атмосферы
1. Из каких оболочек состоит атмосфера Солнца?
Атмосфера Солнца состоит фотосферы, хромосферы и короны.
2. Что такое фотосфера Солнца?
Фотосфера — слой, из которого исходит практически всё видимое излучение Солнца.
3. Какие объекты характерны для фотосферы Солнца?
Грануляция — Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул в фотосфере. Солнечные пятна — области Солнца, температура которых ниже, чем окружающих участков. Факелы — яркие области, в зоне которых часто и развиваются тёмные пятна.
4. Почему солнечные пятна темнее, чем фотосфера?
Солнечные пятна темнее, чем фотосфера, потому что температура в этих областях ниже.
5. Что понимают под грануляцией?
Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул (огромных пузырей плазмы) в фотосфере называется грануляцией.
6. Что понимают под хромосферой и короной Солнца?
Над фотосферой простирается хромосфера Солнца. Общая её протяжённость 10-15 тыс. км.
Солнечная корона — самая внешняя разряжённая и горячая оболочка Солнца, распространяющаяся от него на несколько солнечных радиусов и имеющая температуру плазмы до 1 млн градусов.
7. Какие явления наблюдаются в хромосфере и короне Солнца?
Хромосфера представляется наблюдателю в виде продолговатых вытянутых язычков или зубчиков — спикул — длиной порядка 10 тыс. км.
Вспышка — наиболее мощный взрывной процесс в активной области атмосферы Солнца.
Протуберанец — гигантское плазменное образование в солнечной короне в виде выступов и арок, опирающихся на хромосферу.
8. Что такое солнечная активность и какова её цикличность?
Совокупность нестационарных процессов, периодически возникающих в солнечной атмосфере, называется солнечной активностью. Проявлением солнечной активности являются пятна, факелы в фотосфере, протуберанцы, вспышки и выбросы вещества в атмосфере и короне.
Источник
Новости
Залы планетария: 10:00 — 21:00
«Ретро-кафе»: 10:00 — 20:00
Выходной день: вторник
Музей Лунариум временно закрыт.
Ознакомьтесь с правилами посещения.
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Солнечная корона – что это за астроявление?
14 декабря произойдет полное Солнечного затмение, недоступное для наблюдения с территории России. Зато его можно будет наблюдать онлайн – вместе с нами и специалистом по редким небесным явлениям Олегом Угольниковым.
Статья Галины Якуниной «Солнечная корона» – это прекрасная возможность познакомиться с историей этого астрономического явления и подготовиться к онлайн-трансляции 14 декабря. Автор статьи – кандидат физико-математических наук, специалист по Солнцу, старший научный сотрудник ГАИШ МГУ, экскурсовод и лектор Московского Планетария. В статье рассказывается об истории развития представлений о затмениях с древнейших времен и о том, почему полезно их наблюдать и в наши дни.
Солнечная корона – одно из самых красивых астрономических явлений, наблюдаемых с Земли. Она становится видна только во время полных солнечных затмений. Когда Солнце постепенно исчезает «в пасти дракона» (точнее, в тени Луны) и гаснет его последний луч, появляется «бриллиантовое кольцо», а затем вспыхивает жемчужное сияние солнечной короны.
Во все времена солнечные затмения вызывали у людей и восторг, и страх, и удивление. И в наше время в памяти людей, хотя бы раз наблюдавших это прекрасное явление, остается неизгладимый след на всю жизнь.
В глубокой древности считали, что солнечные затмения происходят потому, что дракон пытается проглотить Солнце. В память об этом период обращения Луны относительно узлов ее орбиты – точек пересечения ею плоскости эклиптики называется драконическим месяцем. Драконический месяц примерно равен 27,2 суткам.
Однако постоянные внимательные наблюдения неба довольно скоро привели жрецов-астрономов к пониманию того, что не дракон, а что-то иное является причиной солнечных затмений.
Самое раннее упоминание о солнечном затмении встречается в источниках древнего Китая (затмение 22 октября 2134 г. до н. э.). В древнем Китае, как и у многих других древних народов, солнечные затмения считались предвестниками великих бедствий.
Первыми научились предсказывать затмения в древнем Вавилоне. Оттуда до нас дошел список затмений, самое раннее из которых произошло в 763 г. до н.э. (эти знания были использованы и звездочетами Древнего Египта). Древние вавилоняне не знали истинных причин затмений, но установив некоторые закономерности в их наступлении, вычислили период их повторяемости (сарос) и научились предсказывать их на много лет вперед. Умение предсказывать солнечные затмения давало звездочетам не только огромную власть, но и налагало огромную ответственность. Ошибка в предсказании затмения расценивалась как государственное преступление, и, по легенде, допустивших ошибку астрономов, казнили.
Солнечное затмение 28 мая 585 г. до н. э. произошло во время битвы между островами Лидией и Мидией и стало самым известным, поскольку было связано с окончанием пятилетней войны между враждующими островами Греции. Это затмение предсказал Фалес Милетский, знаменитый греческий астроном и философ. Зрелище полного солнечного затмения было настолько ошеломляющим, что обе враждующие стороны сразу прекратили боевые действия и заключили мирный договор.
В знаменитом «Каноне затмений» Оппольцера 1887 г. (каноном называют точные таблицы затмений) содержатся данные о 8000 солнечных затмениях за 3368 лет. В среднем за 100 лет происходит 238 затмений Солнца, из них только 66 полных.
Солнечные затмения были и остаются крайне важным событием для астрономов. Они помогают уточнить элементы орбиты Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, размеры всех трех космических тел, получить другие данные, например, о температуре и скоростях газа в короне.
Корона – самая внешняя часть солнечной атмосферы. Из-за невысокой яркости ее можно наблюдать только во время полных солнечных затмений. В эти короткие моменты можно видеть серебристо-жемчужное сияние, имеющее лучистую структуру и со всех сторон окружающее Солнце.
Над темным диском Луны видна хромосфера, тонкий слой атмосферы Солнца, светящийся красноватым светом (за что и получил свое название: хромос по-гречески значит «цвет»). Когда крошечная часть солнечного диска еще не исчезла, между горами на краю Луны сияет так называемое «бриллиантовое кольцо».
Изобретение фотографии дало астрономам объективный и документальный метод исследования. Впервые полное солнечное затмение было сфотографировано 28 июля 1851 года.
Затмение – явление очень короткое. Наибольшая продолжительность наблюдаемого на Земле затмения – менее 8 минут. И за это время надо успеть получить как можно больше снимков солнечной короны
Общая форма короны и ее структура изменяются в течение цикла солнечной активности, то есть с периодом примерно 11 лет. В период минимума цикла, когда пятен на Солнце мало, протяженность и яркость короны невелики, лучи вытянуты преимущественно вдоль экватора. В короне, как правило, наблюдаются два квазисимметричных радиальных «луча» на восточном и западном лимбах, вытянутые вдоль солнечного экватора; на полюсах наблюдаются «полярные щеточки», или «перья». В период максимумов корона выглядит «растрепанной», корональные лучи наблюдаются практически на всех широтах
Затмение 14 декабря 2020 г. произойдет практически в минимуме солнечной активности. Корона должна иметь два длинных луча вдоль экватора. Такая форма соответствует минимуму солнечной активности.
В 2008 г. наблюдалась аномальная (не соответствующая минимальной фазе цикла) форма короны, которая была связана, возможно, с затяжной фазой спада 23-го цикла (минимум затянулся почти на 3 года). Вопрос о причинах задержки минимума 23 цикла, а теперь и 24 цикла пока остается неясным.
Радиоизлучение Солнца было обнаружено в 1942–1943 гг., но то, что его источником является корона, стало окончательно ясно только во время наблюдения солнечного затмения 1947 г. в Бразилии. Когда Луна закрыла диск Солнца, радиоизлучение продолжало регистрироваться антеннами радиотелескопов. Так было доказано, что радиоизлучение исходит именно из короны Солнца. С тех пор корону Солнца изучают и методами радиоастрономии.
Теперь есть специальные телескопы-коронографы, есть космические аппараты, постоянно наблюдающие Солнце, но многие особенности внутренней короны становятся видны только во время полных солнечных затмений, наблюдаемых с Земли.
По фотографиям короны, получаемым во время полных солнечных затмений можно исследовать структуру короны. Многочисленные снимки, сделанные с разными выдержками, дают возможность «увидеть» структуру короны от внутренних областей до внешних. Получить и внутренние области короны, и внешние, лежащие на расстоянии более пяти радиусов Солнца, на одном снимке позволяют радиальные фильтры. Радиальный фильтр – это нейтральный фильтр с плотностью, убывающей от центра к краю. Пропускание фильтра рассчитывается под конкретное затмение (зависит от яркости короны) и меняется вдоль радиуса фильтра примерно в 10000 раз. Фильтр компенсирует быстрое убывание яркости короны с удалением от края Солнца. Это позволяет фотографировать одновременно, без передержек, и слабые детали короны, и хромосферу. Без использования радиальных фильтров сфотографировать корону на один кадр практически невозможно. Благодаря этому мы можем видеть структуру внутренней и внешней короны одновременнно на одном снимке.
По снимкам короны, полученным во время полных затмений с помощью разнообразных инструментов, изучают форму короны, детали её строения, движение лучей, а также измеряют яркость в различных точках короны. Данные, полученные в результате наблюдений во время солнечных затмений на протяжении последних десятилетий, позволили глубже проникнуть в существо солнечных явлений. Наблюдения подтвердили быстрые изменения в короне.
Структура солнечной короны исследуется давно, и на фотографиях видно, что она чрезвычайно сложна и динамична и зависит, с одной стороны, от пространственного распределения активных образований на поверхности Солнца, а с другой – от фазы солнечного цикла.
Корона Солнца — самая внешняя часть с солнечной атмоферы, самая разреженная, самая горячая и самая близкая к нам. Структура короны очень сложная и изменчивая. Яркость короны в миллион раз слабее яркости Солнца, а ее температура очень высокая — 1–2 млн. градусов. Форма короны при разных затмениях различна
В последние годы было установлено, что солнечная корона распространяется значительно дальше, чем предполагалось ранее. Оптическое излучение короны прослеживается на 10–20 радиусов Солнца. Наиболее удаленные от Солнца части солнечной короны простираются за пределы орбиты нашей планеты.
Корона простирается до орбиты Земли в виде постоянно движущегося потока плазмы – солнечного ветра. Вблизи Земли скорость солнечного ветра составляет в среднем 400– 500 км/с и может достигать 1000 км/с. Распространяясь далеко за пределы орбит Юпитера и Сатурна, солнечный ветер образует гигантскую гелиосферу. Жизнь нашей планеты Земля происходит в атмосфере Солнца!
В 1942 г. советский астроном Н.М. Субботина высказала интересное предположение, что знаменитое изображение крылатого Солнца у египтян, этот их священный и любимый, наравне со скарабеем, символ, есть не что иное, как изображение Солнца с его короной. (Б.А. Воронцов-Вельяминов. «Очерки о вселенной»).
Несколько тысяч лет назад строители египетских пирамид взирали на чудесное и загадочное явление короны, на крылатое Солнце, но приходится признать, что и для нас оно представляет все еще немало загадок.
Это изображение получено с космического аппарата SOHO. Изображение составное. В линии железа FeXV 284 Å показана корона над диском Солнца, температура около 2 млн. К. Внешняя корона в ультрафиолетовом свете (излучение кислорода OVI)–- солнечный ветер. А дальше изображение c коронографа – белый свет. Поле зрения около 32 диаметров Солнца, или примерно 45 млн. км
Источник
Корона Солнца
Корона Солнца — внешняя часть атмосферы нашего светила. Она и самая протяжённая. Её можно с успехом наблюдать во время немногочисленных полных затмений. Тогда наш Луна закрывает собой весь солнечный диск и корона в виде яркого ореола становится видна для обозрения. Вся атмосфера звезды очень неоднородна, это касается и короны. В структуре короны встречаются дыры, протуберанцы и петли. Их размеры, конфигурация и структура постоянно меняется на протяжении циклов активности Солнца. Ниже расположена схема строения Солнца со слоями.
Графическое представление слоев Солнца
Линии излучения короны Солнца
Ранние исследования учёных и астрономов-любителей солнечного спектра выявили множество различных линий и излучений, которые трудно было с чем-то сопоставить. Известные химические элементы не давали таких линий при спектральном анализе. Некоторыми было высказано мнение о существовании неизвестных земной науке веществ, присутствующих в составе звезды. Вещество получило своё название – короний.
Элемент пытались открыть, пока не обратили внимание на температуру солнечной короны. Её значение превысило 1 миллион градусов по Цельсию. Такая температура вызывает полную ионизацию находящихся в составе атмосферы веществ: водорода и гелия. Они теряют свои электроны и не могут излучать в привычном спектре. Поэтому на фоне ионизации видимая часть излучения становится характерна для редких элементов, непривычных для основного состава звезды. Начинают выделяться линии ионизированного железа и кальция. Соединение их спектров и дало неизвестный короний, доводивший до исступления учёных.
Корону Солнца удобно наблюдать при солнечном затмении
Сейчас же для наблюдения за короной Солнца не нужно долго ждать следующего полного затмения. Существуют новые инструменты для исследования короны (коронографы), которые в любой момент закрывают солнечный диск специальными заслонками и дают возможность изучать атмосферу нашего светила. Кроме того, на нашем сайте можно найти множество фото солнечной короны в различных фильтрах.
Корона Солнца в рентгеновском излучении
Исследования короны Солнца с земли в видимом диапазоне являются сегодня исключением. Всё изучение учёными перешло в рентгеновский диапазон, невидимый с поверхности Земли. Это вызвано очень высокой температурой на поверхности звезды. Кроме того, фотосфера и хромосфера Солнца не производят почти рентгеновских лучей и не мешают своими излучениями учёным для наблюдения и изучения короны.
Именно так выглядит корона Солнца в рентгеновском излучении
Оптика для исследования и фотографирования рентгеновского спектра значительно отличается от обычной. У вас не получится наблюдать за звездной короной, даже если купите самый дорогой телескоп. Дело в том, что пригодный для изучения короны инструмент должен находиться за пределами нашей земной атмосферы — на борту спутника или геофизической ракеты. В конце прошлого века очень много полезной информации дал японский спутник Yohkoh. Его исследование короны проходило с 1991 по 2001 год. В нашем веке занимались изучением короны в рентгеновском спектре спутники: Коронас-Ф, Сохо и Трейс. Российский Коронас-Фотон выведен на земную орбиту в 2008 году. На его борту имеется комплекс оборудования с телескопом Тесис для получения фотографий высокого разрешения. Они помогут разрешить много загадок и дать ответы на природу нашего светила и его короны. Учёные-физики получили отличный инструмент для исследования ближайшей звезды и космоса.
Источник