Поверхность солнца доступная непосредственному наблюдателю

Рис. 70. 11-летний цикл солнечной активности.

Рис. 71. Группа солнечных пятен.

Центральнаячасть пятна — ядро (или тень ) — ок­ружена волокнистой полутенью (см. рис. 69). Вблизи края солнечного диска круглое пятно видно как эллиптиче­ское, а совсем близко от края диска — как узкая полоска полутени. Это можно объяснить тем, что пятно представ­ляет собой коническую воронку, глубина которой примерно 300—400 км. Пятна кажутся темными лишь по контрасту с фотосферой. На самом деле температура ядра (самой холод­ной части пятна) около 4300 К, т. е. выше температуры электрической дуги, на которую, как известно, невозможно смотреть без защитных очков. Линии в спектре пятен за­метно расщеплены. Это явление объясняется тем, что веще­ство пятен подвержено действию сильных магнитных полей. Обычно пятна наблюдаются группами (рис. 71). Пятно в группе, которое располагается первым по направлению вра­щения Солнца, называется головным , последнее пятно в группе — хвостовым . Головные и хвостовые пятна имеют противоположную полярность, например головные — северный магнитный полюс, а хвостовые — южный, т. е. в целом группа пятен напоминает гигантский магнит. Магнит­ное поле пятен в тысячи раз превосходит общее магнитное поле Солнца. Поэтому солнечные пятна подобны «магнит­ным островам» в фотосфере Солнца. Замечательно, что в со­седних 11-летних циклах группы пятен изменяют свою полярность. Например, если в данном 11-летнем цикле все го­ловные пятна групп в северном полушарии Солнца имели северный магнитный полюс, то в следующем цикле север­ный магнитный полюс будет у хвостовых пятен.

Магнитное поле пятен — одна из наиболее важных ха­рактеристик. Именно с магнитным полем связана и причина появления солнечных пятен. Дело в том, что сильное маг­нитное поле способно замедлить конвекцию плазмы. В ме­стах, где конвекция замедлена, на поверхность поступает меньше энергии, там образуются более холодные и темные участки фотосферы — солнечные пятна.

Фотосферные факелы — детали более светлые (а значит, и более горячие), чем фотосфера. Если группа пятен нахо­дится вблизи края солнечного диска, то вокруг нее обычно видно множество факелов — факельное поле. Факелы возни­кают незадолго до появления солнечных пятен и суще­ствуют в среднем в три раза дольше пятен. В местах, где наблюдаются факелы, на поверхность Солнца выносится бо­лее горячее вещество, чем в других участках фотосферы. Это связано с местным усилением конвекции в подфотосферных слоях.

2. Хромосфера. В моменты полных солнечных затмений хорошо видны внешние области атмосферы Солнца — хромосфера (розового цвета) и серебристо-жемчужная корона . Яркость хромосферы и короны во много раз меньше яркости фотосферы. Из-за рассеяния солнечного света в земной атмосфере эти слабосветящиеся внешние обо­лочки не удается видеть вне затмения без специальных при­способлений.

Хромосфера простирается до высоты 10—14 тыс. км. В ее самых нижних слоях температура около 5000 К, а затем, по мере подъема над фотосферой, она начинает постепен­но расти, достигая в верхних слоях атмосферы (2•10 4 — 5•10 4 ) К.

Рис. 72. Участок хромосферы над солнечным пятном.

Внезатмения хромосферу можно наблюдать, если выде­лить очень узкий участок спектра и получить изображение Солнца в монохроматическом свете, длина волны которого соответствует какой-нибудь одной спектральной линии, на­пример, водородной линии Н_α. Тогда можно увидеть, что хромосфера состоит из темных и светлых узелков, образую­щих сетку. Размеры ячеек хромосферной сетки значительно превосходят размеры гранул фотосферы, достигая 30 — 50 тыс. км. Яркость хромосферы неодинакова. Наиболее яр­кие ее участки ( хромосферные факелы ) располо­жены над фотосферными факелами и пятнами (рис. 72).

В хромосфере наблюдаются самые мощные и быстро раз­вивающиеся процессы, называемые вспышками . В ходе развития вспышки сначала увеличивается яркость не­большого участка хромосферы, но затем становится яркой область, охватывающая десятки миллиардов квадратных ки­лометров (рис. 73). Слабые вспышки исчезают через 5—10 мин, а самые мощные продолжаются несколько часов. Не­большие вспышки происходят на Солнце по нескольку раз в сутки, мощные наблюдаются значительно реже. Обычно вспышки появляются над пятнами, особенно над теми, ко­торые быстро изменяются. По характеру явления (стремительность развития, огромное энерговыделение — до 10 25 — 10 26 Дж) вспышки представляют собой взрывные процессы, при которых освобождается энергия магнитного поля сол­нечных пятен. Вспышки сопровождаются мощным ультра­фиолетовым, рентгеновским и радиоизлучением. В межпла­нетное пространство выбрасываются электрически заряжен­ные частицы ( корпускулы ).

Рис. 73. Развитие солнечной вспышки.

Рис. 74. Протуберанец на Солнце.

На краю солнечного диска хорошо видны проту­беранцы (рис. 74) — гигантские яркие выступы или арки, как бы опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону. Спокойные протуберанцы существуют несколько недель и даже месяцев. Вещество протуберанцев поглощает и рассеивает идущее снизу излучение, а потому, проецируясь на яркий диск Солнца, протуберанцы выглядят как темные волокна. В отличие от спокойных протуберан­цев, часто наблюдаются протуберанцы, для которых харак­терны очень быстрые движения и выбросы веществ в ко­рону.

3. Солнечная корона. Внутренние области короны , удаленные от фотосферы на расстояние до одного радиуса Солнца, можно наблюдать не только во время солнечных затмений, но и вне затмения с помощью коронографа — специального телескопа, в фокусе объектива ко­торого ставится зачерненный диск («искусственная Луна»). Коронографы устанавливают в горах на высоте не ниже 2000 м над уровнем моря, где солнечное излучение значи­тельно меньше рассеивается земной атмосферой.

Рис. 75. Вид Солнца во время полного затмения.

Рис. 76. Изменение вода солнечной короны.

Форма короны не остается постоянной (рис. 76). В годы, когда на поверхности Солнца много пятен, корона почти круглая. Когда же пятен мало, корона сильно вытянута в плоскости экватора Солнца. Корона неоднородна: в ней на­блюдаются лучи, дуги, отдельные сгущения вещества, полярные «щеточки» (короткие прямые лучи, наблюдаемые у полюсов) и т. д. Детали короны неразрывно связаны с пят­нами и факелами, а также с явлениями, происходящими в хромосфере. Все детали короны вращаются с той же угло­вой скоростью, что и расположенные под ними участки фо­тосферы.

Как далеко простирается корона? По фотографиям, по­лученным во время затмений, корону удается проследить на расстоянии до нескольких солнечных радиусов от края Солнца. Отдельные выбросы солнечной плазмы, которые как бы входят в состав сверхкороны Солнца, достигают земной орбиты. Сверхкорона была открыта радиоастрономи­ческими методами. Огромная протяженность короны объяс­няется большими скоростями входящих в нее частиц, а значит, и высокой температурой короны. Этот вывод подтверж­дает исследование спектра короны. Ряд линий в спектре короны оставался загадочным вплоть до 40-х гг. Оказалось, что эти линии принадлежат многократно ионизованным ато­мам хорошо известных на Земле элементов, например ато­мам железа, лишенным 13 электронов. Такая высокая иони­зация в очень разреженном веществе короны возможна при температуре не менее 10 6 К. Следовательно, наблюдая ко­рону, можно изучать в космической лаборатории высоко­температурную разреженную плазму в естественных условиях.

Поскольку средняя температура фотосферы около 6000 К, то она своим излучением не может нагреть солнеч­ную корону до более высокой температуры. Согласно одной из гипотез, конвективные движения газа внутри Солнца соз­дают сжатия и разрежения (волны), которые переносят энергию из внутренних слоев Солнца в его атмосферу. Энергия волнового движения нагревает вещество хромосферы и короны. Разреженный газ хромосферы и короны излучает мало и, получая большой приток энергии снизу, сильно нагревается.

4. Солнечная активность. Комплекс нестационарных образований в атмосфере Солнца (пятна, факелы, про­туберанцы, вспышки и др.) называется солнечной актив­ностью. Так, солнечные пятна всегда связаны с фотосферными факелами, вспышки и протуберанцы в большинстве случаев образуются над «возмущенной» фотосферой и т. д. Области на Солнце, где наблюдаются пятна, факелы, вспышки, протуберанцы и другие проявления солнечной активности, называются активными областями (или центрами активности). Как мы видели, центры активности, зарождаясь на некоторой глубине под фотосферой, простираются далеко в солнечную корону. Связующее звено между различными ярусами центров активности — магнит­ное поле.

Не только появление пятен, но и солнечная активность в целом имеет 11-летнюю цикличность. В годы максимума солнечной активности на Солнце много центров активности ( возмущенное Солнце). В годы минимума центров ак­тивности мало ( спокойное Солнце). Необычным был максимум предыдущего (22-го) цикла солнечной активности. Он отличался высокой активностью (в частности, большим числом пятен) и продолжительностью (растянутостью на несколь­ко лет — примерно с 1989 по 1992 г .).

Источник

Поверхность солнца доступная непосредственному наблюдателю

Кроссворд №1 по теме “Солнце”

1. Ближайшая к Солнцу планета?
2. Греческий бог Солнца?
3. Общая энергия, изучаемая Солнцем в единицу времени или мощность его излучения?
4. Гигантские, яркие выступы или арки, как бы опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону?
5. Узкие темные линии поглощения в солнечном спектре?
6. Верхний слой солнечной атмосферы?
7. Электрически заряженная частица, выбрасываемая в межпланетное пространство?
8. Специальный телескоп для наблюдения солнечных затмений?
9. Более светлые детали на поверхности Солнца?
10. Самый нижний слой в атмосфере Солнца?
11. Один из продуктов протон-протонного цикла?
12. В хромосфере наблюдаются самые мощные и быстро развивающиеся процессы?
13. Тёмные участки, видимые сквозь лёгкие облака?

Кроссворд №2 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Зубарева Кристина, 2000 год

1. Электрически заряженные частицы выбрасываемые в межпланетное пространство?
2. Самый распространенный химический элемент на Солнце?
3. Яркие участки, расположенные над пятнами?
4. Гигантские, яркие выступы и арки на Солнце?
5. Один из продуктов протон-протонного цикла?
6. Состояние, в котором находится вещество на Солнце?
7. Греческий бог Солнца?
8. Выброс вещества в хромосферу?
9. Изменчивые детали фотосферы?
10. Поля вокруг солнечных пятен?

Кроссворд №3 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меняйлова Вера, 1997 год

1. Самый низший слой атмосферы Солнца?
2. Античастица?
3. Светлые участки образующие при выбросе вещества в хромосферу?
4. Специальный телескоп для наблюдения внутренней области короны?
5. Гигантские яркие выступы в хромосфере?
6. Розовая часть солнечной атмосферы?

Кроссворд №4 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меняйлова Вера, 1997 год

1. Самые мощные и быстроразвивающиеся процессы наблюдаемые в хромосфере?
2. Электрически заряженные частицы?
3. Как называется пятно в группе пятен, расположенное первым?
4. Частица “Рождённая” внутри Солнца?
5. Процесс переноса энергии внутри Солнца?
6. Во что превращается водород при выгорании?

Кроссворд №5 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Мамонтова Татьяна, 2000 год

1. Бог Солнца у Римлян?
2. Область атмосферы Солнца, которая хорошо видна в моменты солнечных затмений?
3. Поверхность Солнца доступная непосредственному наблюдателю?
4. Один из продуктов протон-протонного цикла?
5. Электрически заряженная частица?
6. Магнитное воздействие на Землю активности Солнца.
7. “Солнечный” химический элемент?
8. Центральная часть пятна?
9. Бог Солнца у Персов?
10. Газ образованный в результате фотохимической реакции в земной атмосфере?
11. Светлый участок на поверхности Солнца?
12. Раскалённый плазменный шар?

Кроссворд № 6 по теме «Солнце»

Подготовил ученика 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Новикова Настя, 2000 год

1. Древнегреческий астроном?
2. Узкие, тёмные линии поглощения, пересекающие спектр Солнца?
3. Нижний слой атмосферы Земли?
4. Энергия, излучаемая солнцем в единицу времени?
5. Серебристо-жемчужная поверхность атмосферы Солнца?
6. Электрически заряженные частицы, выбрасывающиеся в межпланетное пространство?
7. Светящаяся поверхность Солнца?
8. Светлые пятна на Солнце?
9. Зёрна в фотосфере?
10. Состояние, в котором находится вещество на Солнце?

Кроссворд № 7 по теме «Солнце»

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меньших Ольга, 2002 год

1. Одиночные или групповые образования на Солнце.
2. Промежуточный слой солнечной атмосферы.
3. Центральная часть Солнца.
4. Видимая часть солнечной атмосферы.
5. Частицы, выбрасываемые Солнцем.
6. Сильное магнитное возмущение.
7. Один из основных химических элементов из которых состоит Солнце.
8. Верхний слой солнечной атмосферы.
9. Быстропротекающий процесс в активности Солнца.
10. Кому принадлежат слова:

Когда бы смертным только высоко
Возможно было возлететь
Чтоб к Солнцу гренно наше око
Могло приблизившись воззреть
Тогда б со всех открылся стран
Горящий вечно океан.
11. Центральное тело Солнечной системы.
12. Яркие участки, наблюдаемые в фотосфере.
Ключевое слово — гигантские яркие выступы (арки), наблюдаемые на краю Солнца.

Кроссворд № 8 по теме «Солнце»

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Ремнева Анюта, 2002 год

1. Основное состояние вещества на Солнце.
2. Самый распространенный элемент на Солнце.
3. Специальный телескоп для наблюдения солнечной короны.
4. «>Энергия излучаемая Солнцем в единицу времени.
5. Зерна в фотосфере.
6. Кратковременное изменение магнитного поля Земли.
7. Продукт протон-протонного цикла.
8. Частицы излучаемые Солнцем.
9. Светлые участки на Солнце.
10. Верхний слой солнечной атмосферы.
11. Процесс переноса энергии в верхние слои Солнца.
12. Самые мощные процессы в хромосфере.
13. Центральная часть пятна.
14. Одна из причин равновесного состояния Солнца.
15. Периодичность солнечной активности.
16. Видимая поверхность Солнца.
17. Вид солнечного излучения.
18. Нижний слой земной атмосферы.
19. Вид свечения в земной атмосфере при солнечной активности.
20. Цвет, преобладающий в полярных сияниях.

Ключевые слова:
1. Гигантские выступы (арки) на Солнце.
2. Верхние слои земной атмосферы.

Источник