Как определить высоту протуберанца солнца

Практические работы по астрономическим данным из интернета

Для тех, кто проявляет интерес к занятиям астрономией, желательно использовать задания, требующие умения реализовывать полученные знания в существенно изменённой ситуации. Особенно это актуально для астрономических кружков, спецкурсов, а также секций астрономии научных обществ учащихся. Многие сайты сети интернет (например, APOD – «Астрономическая картинка дня», Spaceflightnow – «Полёты в космос сегодня», Universetoday – «Вселенная сегодня», AstroNet – сайт ГАИШ МГУ им. М.В.Ломоносова, Space – «Пространство» и др.) помещают материалы с оригинальными изображениями небесных объектов, полученными с помощью крупных космических либо наземных обсерваторий. Они могут стать основой учебных работ, в ходе которых обучаемые либо находят известные величины, либо становятся «первооткрывателями». Приведём несколько примеров.

Работа 1. Определите размер протуберанца по изображению Didler Favre.

Выполнение. На изображении размер протуберанца можно измерить в миллиметрах – l, мм. Чтобы определить его в километрах, надо знать масштаб μ.

Масштаб можно узнать, определив радиус Солнца на фотографии и зная его реальное значение. Как определить радиус окружности, если задана только её часть? Из геометрических соображений. Из треугольника OAB следует, что (R – b) 2 + a 2 = R 2 , откуда где а – длина произвольной полухорды, проведённой внутри дуги окружности, а b – длина перпендикуляра, проведённого из середины хорды до её пересечения с дугой.

Измерения по рисунку дают a = 48 мм, b = 6 мм, т. е. R = 195 мм. Значит, масштаб μ = 700 000 км : 195 мм = 3590 км/мм. Поскольку высота протуберанца h = 20 мм, то реально она равна 20 мм · 3590 км/мм ≈ 72 000 км.

Работа 2. Определите период вращения Солнца по его изображениям, полученным 18 и 20 июня 2005 г. Моменты времени указаны на изображениях, север – вверху.

Изображение Солнца, полученное космической обсерваторией SOHO: слева – в 4 ч 55 м 18.06.2005, справа – в 5 ч 05 м 20.06.2005

Примечание. Особенность выполнения работы состоит в том, что нужно определить долготу одной и той же детали L₁ и L₂ в разные моменты времени t₁ и t₂. Тогда 360° : (L₂ – L₁) = P : (t₂ – t₁), откуда находим синодический период P вращения Солнца. Его надо перевести в сидерический период, т.е. учесть движение Земли вокруг Солнца, используя формулу синодического движения: где T_З – сидерический период обращения Земли вокруг Солнца, т.е. её год, равный 365,25 суток, а S – звёздный период вращения Солнца, т.е. период вращения по отношению к звёздам.

Долготу пятна относительно центрального меридиана находим из простого соотношения, следующего из рассмотрения схематического рисунка, представляющего вид с полюса сечения Солнца, перпендикулярного оси вращения и проходящего через пятно. О – проекция оси вращения Солнца, П – пятно, П′ – проекция пятна на луч зрения. Из треугольника ОПП′ имеем: ПП′: ОП = sinL₁, откуда находим L₁.

Измерения дают для первого пятна в момент t₁: L₁ = arcsin (25 мм : 35 мм) = 46°.

Для этого же пятна в момент t₂: L₂ находим аналогично: L₂ = arcsin (12 мм : 35 мм) = 20°.

Значит, Р = (360° · 2,2 дня) : 26° = 30 дней.

Работа 3. Определите высоту Солнца над кольцами Сатурна. На рисyнке приведено изображение Сатурна и его колец, полученное КА «Кассини», причём на диск планеты кольца А и B отбрасывают тени.

Фото Сатурна с тенями колец (вверху) и схематическое изображение Сатурна, его колец и Солнца (справа ниже)

Выполнение. Искомый угол можно найти, если рассмотреть сечение колец плоскостью, проведённой через ось вращения Сатурна и Солнце (высоту Солнца над кольцами мы преувеличили): ОР – ось вращения Сатурна, ОТ′ – плоскость колец, С – Солнце. Искомый угол ТВТ′ найдём из треугольника ТВТ′, в котором Т′В – расстояние внешнего края кольца (275 000 км) до проекции его тени на плоскость колец, а ТТ′– расстояние верхней части внешней тени кольца А от плоскости колец.

Расстояние ТТ′ можно измерить (24 мм). Чтобы выразить его в километрах, надо знать масштаб μ рисунка. Масштаб определим, разделив известный по таблицам полярный диаметр планеты в километрах на измеренный на рисунке в миллиметрах: μ = 53 585 км:

70 мм = 766 км/мм. Поэтому ТТ′ = 766 км/мм · 24 мм = 18 370 км. BT′ = 275 000 – 28 760 = 246 240 км. Далее: tg∠ТВТ′ = 13 940 км : 275 000 км = 0,051, откуда искомый угол равен 4°. Это лишь немного отличается от реального угла, т.к. ВТ′ несколько больше 275 000 км.

Приведём перечень практических работ, которые можно провести, используя данные из интернета.

Источник

Протуберанец — это. Протуберанцы на Солнце

Под солнечной активностью подразумевают совокупность нестационарных явлений, находящихся в динамике, и разных активных образований, возникающих в атмосфере Солнца. Одним из проявлений его активности является возникновение в магнитном поле солнечной атмосферы специфических волокон, а именно — плазменных образований. Когда они становятся видимыми на краю солнечного диска, их называют протуберанцами.

Протуберанцы ‒ что это такое?

Впервые упоминание о том, что в период полного затмения Солнца наблюдалось появление необычных образований, появилось ещё в 1185 году, а детальное изучение их началось с 1842 года. Впоследствии они были названы протуберанцами (protubero), что в переводе с латыни означает «вздуваться».

Сегодня, благодаря многочисленным исследованиям, известно, что протуберанец ‒ это образование из солнечной плазмы, имеющее колоссальные размеры. Эти гигантские выбросы поднимаются над поверхностью Солнца по силовым линиям его магнитного поля и удерживаются там за счет него определенное время. Некоторые из них могут «висеть» в околосолнечном пространстве порой до нескольких месяцев, практические не меняя своей первоначальной формы.

Протуберанцы по сути

Несмотря на то что изучением этих необычных образований наука занимается давно, четкой и полной теории, объясняющей их многообразие и различные явления, с ними связанные, нет. Фактически протуберанцы естества – это темные волокна, хорошо видимые в хромосфере Солнца. Их структура более плотная и холодная, чем окружающая плазма, а химический набор элементов соответствует составу образующего их слоя. Тем не менее их внутреннее физическое состояние таково, что спектр одних протуберанцев перенасыщен линиями водорода, а других – различными металлами. Длительность существования их указывает на то, что их вещество удерживается магнитными силами.

Как проявляются протуберанцы?

Солнечные протуберанцы выглядят как яркие образования, выступающие по краям диска Солнца. Возникающие на его фоне, они имеют более темный цвет, что обусловлено более низкой, чем окружающее вещество, температурой их плазмы.

На фоне горячей короны протуберанец – это плотное и холодное образование. Поднявшись с поверхности Солнца, он частично сбрасывает своё вещество, а затем спускается и исчезает. Некоторые из них присутствуют в короне месяцами, другие, двигаясь с большой скоростью, не пропадают по несколько недель. Отдельные экземпляры, имеющие колоссальную скорость, внезапно взрываются.

Каких размеров бывают протуберанцы?

Протуберанцы на Солнце поражают своими необычайными размерами. Типичные представители этих образований достигают в высоту до 40 тысяч километров, при этом их ширина может быть около 200 тысяч километров. Попадаются и такие выбросы, высота которых составляет 800 тысяч километров. Неоднократно учеными были зафиксированы такие рекордсмены, размер которых превышал 3 миллиона километров. Извержение одного из таких громаднейших протуберанцев, который взметнулся, выгнувшись подковой, наблюдалось с борта космического корабля на протяжении 30 часов в августе 2010 года.

Какие бывают протуберанцы?

Эти образования бывают довольно разнообразны. По своему внешнему виду и скорости движения протуберанцы на Солнце делят на:

спокойные, отличающиеся медленным движением и практически незаметным изменением формы, они могут существовать как несколько недель, так и месяцев;
активные, которые характеризуются быстротой движения потока вещества и временем существования от нескольких минут до десятков часов;
петлеобразные (корональные), как правило, возникают в виде маленьких облаков, которые со временем соединяются в одно большое облако, существующее несколько часов;
эруптивные (или взлетающие) напоминают огромные фонтаны, способные очень быстро извергаться и менять свою форму, после чего быстро исчезать.

В зависимости от их формы, а также от того, каким образом в них движется сама материя, их классифицируют на три типа:

Образования в форме струи дыма или облака, способные подниматься по спирали на значительную высоту.
Протуберанцы в виде искривленных струй и узлов, которые начинаются и заканчиваются на солнечной поверхности. Как правило, поднявшись по магнитным силовым линиям, на большой высоте они начинают угасать.
Образования больших размеров, имеющие форму дерева или кустарника. Сгустки их вещества движутся хаотично, имея при этом скорость, которая не превышает нескольких десятков км/с.

Как наблюдать протуберанцы?

Протуберанец – это проявление активности Солнца. Наблюдать его можно во время полного солнечного затмения, хотя бывает оно довольно редко. Вот почему учеными были сконструированы спектральные приборы, позволяющие воссоздавать искусственные затмения. Такие телескопы, выполненные из особого вида стекла, лишенного микропузырьков, оснащены черным диском, который имитирует Луну. В процессе наблюдения за Солнцем он медленно наплывает на него, в результате чего приборы видят свет, исходящий только от его короны.

Перед глазами наблюдателей открывается удивительная картина ‒ пляска протуберанцев на Солнце. За краем импровизированной Луны четко просматриваются выступы сложной формы ярко-розового цвета, похожие на языки пламени или громадные облака, вырывающиеся из верхних слоев солнечного диска.

В пределах пика 11-летней активности Солнца можно наблюдать корональные дугообразные протуберанцы. Это редкое явление непередаваемой красоты – образования в виде огромного облака, с краев которого спускаются струи, появляются в короне Солнца над её хромосферой.

Для астрономов долго оставались загадочными явления, происходящие в солнечной короне. Протуберанец. Это слово ассоциировалось с тайной, которую хранила звезда по имени Солнце. И только в наше время, благодаря спутникам и космическим станциям, большинство этих тайн было раскрыто.

Человечеству предстоит сделать еще много великих открытий как в неизведанной Вселенной, так и в нашей Солнечной системе.

Источник

Что такое солнечные протуберанцы и как они образуются?

Если рассматривать Солнце в телескоп (это допускается делать только через специальные фильтры), то на его поверхности можно разглядеть языки пламени, будто вырывающиеся из недр звезды. Их называют протуберанцами.

Ранее протуберанцы удобнее всего было наблюдать во время солнечных затмений. Изучения этого явления было начато с солнечного затмения 8 июля 1842 г. Сегодняшняя аппаратура позволяет исследовать активность на поверхности Солнца круглосуточно.

Протуберанцы представляют собой сгустки плазмы, которая считается относительной холодной. У так называемых спокойных протуберанцев температура составляет порядка 10000° С, а срок их жизни измеряется неделями или даже месяцами. Но существуют и активные протуберанцы, которые раскалены до 25000° С, однако их можно наблюдать только в течение нескольких суток или часов. Больше всего впечатляют эруптивные протуберанцы, которые похожи на огромные фонтаны. Они могут подниматься на высоту в 1,7 млн км над поверхностью Солнца, в то время как диаметр нашей звезды составляет всего 1,39 млн км. Существуют эруптивные протуберанцы не более получаса. Скорость извержения такого «фонтана» может превышать 1000 км/с.

Особый класс представляют так называемые петлеобразные протуберанцы. Они представляют собой несколько облаков, которые в течение нескольких часов после возникновения объединяются, после чего растекаются по поверхности звезды.

До сих пор физики не могут полностью объяснить природу возникновения протуберанцев. Исследования показывают, что большое значение имеют силы гравитации, магнетизма и электростатическое взаимодействие. Особенностью протуберанцев является то, что в их спектре преобладает ионизированный кальций. Ясно, что именно магнитное поле Солнца позволяет протуберанцам существовать в течение продолжительного периода времени.

Известно, что количество протуберанцев на Солнце напрямую зависит от солнечной активности, то есть от числа пятен на светиле. Большая часть извержений вещества как раз происходит вблизи этих пятен. Однако замечено, что и в периоды минимальной солнечной активности протуберанцы всё равно образуются. В частности, один из них, возникший 17 апреля 2009 г. и зафиксированный спутником «Коронас-Фотон», имел диаметр в 600 тыс. км. Самый же известный протуберанец, который называют «Большим дедушкой» наблюдался в 1946 г.

Список использованных источников

Источник

Каких размеров могут достигать солнечные протуберанцы?

Протуберанцы – самые грандиозные из всех образований в солнечной атмосфере. Типичный протуберанец имеет вид гигантской светящейся арки, образованной струями более плотной и менее горячей, чем окружающая солнечная корона, плазмы. По виду протуберанцев, по скорости и особенностям движения вещества в них различают спокойные, активные и эруптивные протуберанцы. Спокойные протуберанцы отличаются медленным движением и изменением формы; время их существования – недели и даже месяцы. Активные протуберанцы характеризуются довольно быстрыми движениями потоков вещества от протуберанца к фотосфере, от одного протуберанца к другому. Эруптивные («взлетающие») протуберанцы по виду напоминают громадные фонтаны, извергающиеся со скоростью в сотни километров в секунду и довольно быстро меняющие свои очертания; существуют они недолго – от нескольких минут до нескольких часов. При толщине 5– 10 тысяч километров протуберанец может иметь высоту в десятки тысяч километров. Некоторые эруптивные протуберанцы достигают высоты 1,7 миллиона километров над поверхностью Солнца (весьма впечатляющее зрелище, если учесть, что радиус нашего светила чуть меньше 700 тысяч километров).

Как определить высоту протуберанца солнца

Практические работы по астрономическим данным из интернета

Протуберанец — это. Протуберанцы на Солнце

Протуберанцы ‒ что это такое?

Протуберанцы по сути

Как проявляются протуберанцы?

Каких размеров бывают протуберанцы?

Какие бывают протуберанцы?

Как наблюдать протуберанцы?

Что такое солнечные протуберанцы и как они образуются?

Каких размеров могут достигать солнечные протуберанцы?

Читайте также

Каких размеров Вселенная?

Каких размеров могут достигать солнечные протуберанцы?

Какой высоты могут достигать торосы?

Каких размеров и возраста может достигать баобаб?

Каких размеров может достигать стая саранчи?

Каких размеров и веса может достигать сом?

Каких размеров может достигать пресноводная черепаха?

Каких размеров и возраста может достигать баобаб?

Каких размеров может достигать стая саранчи?

Каких размеров и веса может достигать сом?