Солнце — Юбелакер Э. — Страница 5
Солнце
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ НА МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ
Какого размера Солнце?
Как и остальные звезды, Солнце является самосветящимся горячим газовым шаром. Оно не имеет четко ограниченной поверхности, как Земля. Диаметр солнечного диска, видимого невооруженным глазом, составляет 1 395 000 км.
Этот отрезок равен по длине «ожерелью», в котором вместо бусин нанизаны 109 земных шаров. А всего в горячем теле Солнца могло бы поместиться не менее 1 300 000 таких «шариков».
Масса Солнца в 333 000 раз больше, чем у нашей планеты, и составляет 99,87 % общей массы Солнечной системы. На долю всех планет, начиная с гигантского Юпитера и кончая небольшими кометами и лунами, остаются в сумме жалкие 0,13 %. Несмотря на такую огромную массу, Солнце является средней звездой. Существуют звезды, имеющие 100 солнечных масс, а есть и такие, чей размер сопоставим с орбитой Земли.
Диаметр Солнца равен длине «нити» с нанизанными на нее 109 земными шарами. Вся орбита Луны поместилась бы внутри Солнца.
Сравнение размеров Солнца и планет.
Существует много звезд, которые по размеру гораздо больше Солнца.
Как устроено Солнце?
Как мы уже упоминали, наше Солнце является массивным самосветящимся газовым шаром. Человеку трудно даже представить, что такое Солнце на самом деле. В центре его температура 15 миллионов градусов, давление в 200 миллиардов раз выше, чем давление воздуха в земной атмосфере, плотность вещества в 7 раз больше, чем у самого плотного земного металла. Человек давно мечтал повторить в земных условиях процесс, который уже миллиарды лет непрестанно происходит в ядре Солнца, когда при слиянии атомных ядер выделяется энергия. После того как энергия переносится из внутренних слоев Солнца путем излучения ближе к поверхности, начинается конвекция, то есть перемешивание горячих и холодных слоев вещества. В результате гигантские потоки горячего вещества всплывают наверх. Этот процесс можно сравнить с тем, как вскипает в кастрюле суп.
Перенос энергии из центра солнечного шара наружу занимает около 10 миллионов лет.
Излучающая поверхность Солнца называется фотосферой. Фотосфера имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Каждое такое «зерно» размером почти с Германию и представляет собой поднявшийся на поверхность поток горячего вещества. На фотосфере часто можно увидеть относительно небольшие темные области — солнечные пятна (см. стр. 30). Они на 1500° холоднее окружающей их фотосферы, температура которой достигает 5800°. Из-за разницы температур с фотосферой эти пятна и кажутся при наблюдении в телескоп совершенно черными. Но если представить одно такое пятно на небе без окружающей его фотосферы, то оно было бы ярче Луны. Над фотосферой расположен следующий, более разреженный слои, называемый хромосферой, то есть «окрашенной сферой». Такое название хромосфера получила благодаря своему красному цвету. И наконец, над ней находится очень горячая, но и чрезвычайно разреженная часть солнечной атмосферы — корона — с температурой в несколько миллионов градусов. Сияние короны не столь ярко, как у более плотной фотосферы, и поэтому она не видна невооруженным глазом.
Внешние слои Солнца состоят на 73,5 % из водорода и на 24,8 % из гелия. Остальные элементы, такие как железо, кислород, золото, составляют всего 1,7 %. Но о каждой из областей Солнца и о его слоях стоит рассказать подробно.
Внутреннее строение Солнца.
Почему Солнце светит?
Уже на протяжении миллионов лет Солнце светит почти неизменно. Так же, как теперь для нас, людей, оно светило когда-то для микроорганизмов и вымерших ящеров. Если бы Солнце разогревалось углем или нефтью, то оно давно бы погасло, так как закончилось бы его топливо. Лет сто назад ученые считали, что Солнце постепенно сжимается и за счет этого выделяет энергию. Но их предположение не оправдалось. Если бы излучение Солнца происходило таким образом, то оно не смогло бы обеспечить жизнь на Земле светом и теплом на протяжении 3 миллиардов лет. Сегодня мы знаем, что излучение Солнца, как и других звезд, продолжается столь длительное время только благодаря атомной энергии. Как же она возникает на Солнце? Упрощенно ее получение можно описать так: из четырех атомов водорода образуется один атом гелия. Этот атом немного легче, чем сумма его составных частей. А что же оставшаяся часть массы, «потерялась»? Нет, она почти целиком превращается в энергию.
Каждую секунду на Солнце расходуется 564 млн. т водорода, которые превращаются в 560 млн. т гелия. Остальные 4 млн. т, то есть 0,7 % горючего вещества, преобразуются в солнечную энергию. Во внутренних областях Солнца сегодня уже гораздо больше гелия, чем во внешних. Наша дневная звезда находится примерно в середине своего жизненного пути.
Запасов горючего ей хватит, по крайней мере, еще на 5 миллиардов лет. В ядре Солнца энергия выделяется в форме очень мощных частиц излучения — квантов. Они пробиваются к поверхности звезды миллионы лет и, достигнув ее, излучаются в космос. Это излучение и есть солнечный свет. Полная мощность солнечного излучения составляет 388 000 000 000 000 000 000 000 кВт или, как говорят физики, 3,88×1023 кВт.
Вероятно, огромные отвлеченные числа мало о чем вам скажут. Но можно иначе представить, сколь велика энергия, излучаемая нашим светилом.
Каждый квадратный метр солнечной поверхности выделяет 63 000 кВт, а это равно мощности 63 000 электроутюгов или миллиона ламп накаливания. На квадратный метр нашей планеты перпендикулярно ее поверхности попадает лишь немногим более 1 кВт солнечного излучения. Но и этого достаточно, чтобы Земля была обитаемой.
Из четырех водородных ядер в недрах Солнца образуется одно ядро гелия. Масса этого ядра меньше, чем сумма масс его составляющих. Недостающая масса преобразуется в энергию.
Увеличивается или уменьшается Солнце со временем?
За последние миллионы лет диаметр Солнца и мощность его излучения меняются весьма незначительно. Более чем 100 миллионов лет Солнце светит почти одинаково, и за столь долгое время его размер существенно не изменился. Но так не будет продолжаться вечно. В конце своей жизни Солнце сильно увеличится в объеме и превратится в гигантскую красную звезду. К счастью, это произойдет через много миллиардов лет.
Можно ли заглянуть внутрь Солнца?
Солнце совершенно непрозрачно. Мы можем видеть только его поверхность — фотосферу. Но существуют крохотные частицы, — их называют нейтрино, — которые возникают при выделении атомной энергии в ядре Солнца и легко его покидают. За несколько минут они беспрепятственно пролетают сквозь Солнце и достигают Земли. Здесь их регистрируют при помощи специальных приборов. Солнце непрозрачно только для света, а нейтрино могут пройти сквозь него. Если бы наш глаз воспринимал не свет, а нейтрино, мы могли бы заглянуть внутрь Солнца. Судя по вычислениям ученых, Земли достигает гораздо меньшее число нейтрино, чем ожидалось. Некоторые исследователи даже предполагают, что сейчас Солнце работает не в полную силу. Но почему это происходит в действительности — остается одной из загадок Солнца.
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ — ВЧЕРА И СЕГОДНЯ
Что можно увидеть на Солнце с помощью телескопа?
Прежде всего запомните главное правило: нельзя смотреть на Солнце невооруженным глазом и, тем более, в бинокль или в телескоп без специальных светофильтров. Такое наблюдение может окончиться для вас печально: последствием его могут стать серьезные повреждения глаз, ожоги и даже слепота. Нужно обязательно использовать хороший, очень темный солнечный фильтр. При наблюдении в бинокль или телескоп его помещают перед объективом. А еще лучше — спроецировать солнечное изображение через телескоп на белый экран, например на лист плотной бумаги. При установке телескопа будьте внимательны: ни в коем случае не заглядывайте в него по рассеянности. Лучше всего направлять прибор, встав к Солнцу спиной и глядя на тень телескопа. После нескольких упражнений вы легко научитесь делать это правильно. Даже с маленьким любительским телескопом можно изучать солнечные пятна, а в хорошую погоду вам удастся увидеть «зерна» на поверхности Солнца или яркие области, которые называют факелами. Опытные любители астрономии могут, конечно, использовать приставные фильтры и специальные телескопы. Но наблюдения Солнца доставят вам удовольствие и в том случае, если вы воспользуетесь описанными здесь простейшими приборами.
Астроном Кристоф Шейнер в XVII веке мог так же, как и мы, наблюдать Солнце без всякой опасности для своих глаз. Он проецировал через телескоп изображение Солнца на белую поверхность и мог наблюдать темные пятна.
Что такое солнечный спектр?
Если пропустить белый солнечный свет через узкую щель, а затем через стеклянную призму, то он разделится на цвета радуги: красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Такой свет, разложенный на отдельные цвета, называется спектром. Конечно, в наше время для разложения света на цвета спектра ученые используют не простые призмы, а довольно сложные приборы — спектрографы. Можно заметить, что в некоторых местах солнечного спектра на цветах радуги видны темные линии.
Атомы каждого вещества показывают на спектре строго определенные линии.
Поэтому, изучив спектр, мы можем выяснить, какие вещества встречаются во внешних областях Солнца. В загадочных линиях спектра зашифрована важная информация о температуре, давлении и магнитном поле далекой звезды. Ученым расшифровать ее было нетрудно, и так они смогли узнать, насколько горяча поверхность Солнца и из чего она состоит.
Белый свет Солнца, пройдя через призму, разлагается на цвета радуги и дает спектр.
Источник
Внутри солнца могло бы поместиться
Источник энергии для жизни
Наша звезда — Солнце дает тепло и свет, поддерживающие жизнь на Земле. Для растений солнечный свет является источником энергии, необходимой для роста. Ископаемое горючее — уголь, нефть, природный газ, представляет собой разновидность солнечной энергии, отложенной в запас, так как содержащийся в них углерод был когда-то накоплен растениями.
О Солнце мы знаем гораздо больше, чем о любой другой звезде просто-напросто потому, что оно находится так близко — всего лишь в 150 млн. км.
В некоторых больших обсерваториях имеются телескопы, специально предназначенные для изучения Солнца. Астрономы хотят знать, какие процессы происходят на Солнце и каким образом оно воздействует на Землю. Это даст нам представление и о большинстве других обычных звезд.
Ученые полагают, что любое изменение в выработке солнечной энергии неизбежно повлечет за собой изменение климата здесь, на Земле. Следовательно, солнечная астрономия важна как для изучения звезд, так и для предвидения того, каким образом Солнце будет влиять в будущем на среду нашего обитания.
Информация в солнечном свете
Спектр света, идущего от фотосферы, несет в себе очень много информации. В 1814 г. немецкий физик Йозеф Фраунгофер (Joseph von Fraunhofer, 1787-1826) обнаружил сотни темных линий, пересекающих спектр Солнца. Он составил перечень и описал 700 таких линий.
Теперь мы знаем, что причиной появления этих спектральных линий, количество которых исчисляется многими тысячами, является наличие разнообразных химических элементов в относительно холодном слое солнечной атмосферы, расположенном поверх фотосферы. Железо, например, дает множество таких линий, а вклад натрия — пара темных линий в желтой части спектра. Изучая спектральные линии, астрономы могут узнать, какие элементы и в каких пропорциях содержатся на Солнце.
Поверхность Солнца
Диаметр Солнца примерно в 109 раз превосходит диаметр Земли. Внутри Солнца могло бы поместиться более миллиона небесных тел размером с Землю. Желтый свет Солнца приходит к нам из слоя солнечной атмосферы, который имеет толщину 500 км и называется фотосферой.
Под ним лежат внутренние области Солнца, а выше — прозрачные части наружной атмосферы. Практически вся солнечная энергия, включая тепло и свет, падающие на Землю, приходит к нам от фотосферы, но первоначально производится в глубине Солнца.
Температура фотосферы равна приблизительно 5500 °C. Одним из способов вычисления этой температуры является оценка того, насколько горячим должно быть Солнце, чтобы излучать всю ту энергию, которую оно отдает фактически.
Солнце — это огненный газовый шар, В отличие от идеального излучателя (например, белого гипсового шарика, равномерно освещенного со всех сторон), диск Солнца на краю кажется темнее. Это означает, что у Солнца нет твердой поверхности с яркостью, одинаковой по всем направлениям. Причина потемнения диска Солнца к краю в газовой природе внешних, охлаждающихся его слоев, в которых температура, как и в более глубоких слоях, продолжает уменьшаться наружу. На краю диска Солнца луч зрения пересекает более высокие и холодные слои его атмосферы, излучающие существенно меньше энергии.
Грануляция фотосферы
На первый взгляд диск Солнца кажется однородным. Однако, если приглядеться, на нём обнаруживается много крупных и мелких деталей. Даже при не очень хорошем качестве изображения видно, что вся фотосфера состоит из светлых зёрнышек — гранул и тёмных промежутков между ними.
Это похоже на кучевые облака, когда смотришь на них сверху в иллюминатор самолёта. Размеры гранул невелики по солнечным масштабам — до 1000–2000 км в поперечнике. Межгранульные дорожки более узкие, примерно 300–600 км в ширину. На солнечном диске наблюдается одновременно около миллиона гранул.
Картина грануляции не является застывшей: одни гранулы исчезают, другие появляются. Каждая из них живёт не более 10 мин. Всё это напоминает кипение жидкости в кастрюле. Такое сравнение не случайно, поскольку физический процесс, ответственный за оба явления, один и тот же. Это конвекция — перенос тепловой энергии большими массами горячего вещества, которые поднимаются снизу, расширяясь и одновременно остывая.
Грануляция создаёт общий фон, на котором можно наблюдать гораздо более контрастные и крупные объекты — солнечные пятна и факелы.
В 1960-х гг. астрономы обнаружили, что верхний слой атмосферы примерно один раз в пять минут поднимается и опускается. Так что Солнце как бы вибрирует, подобно звенящему колоколу. Изучая эти вибрации, астрономы могут узнать, что представляет собой внутренность солнечного шара.
Пятна на Солнце
В поверхностном слое Солнца, где его энергия в конце концов вырывается в виде света, астрономы наблюдают большое разнообразие солнечной активности. Пятна на Солнце являются очевидным ее признаком. Это более холодные и менее светлые области солнечного диска по сравнению с обшей яркостью фотосферы.
солнечное пятно крупным планом и петли солнечных пятен (подробнее)
В телескоп видно, что крупные пятна имеют довольно сложное строение, тёмную область тени окружает полутень, диаметр которой более чем в два раза превышает размер тени. Температура тени (3–4)·10 3 К. Если пятно наблюдается на краю солнечного диска, то создаётся впечатление, что оно похоже на глубокую тарелку. Происходит это потому, что газ в пятнах прозрачнее, чем в окружающей атмосфере, и взгляд проникает глубже.
В 2009 году группа астрономов из университета Глазго, возглавляемая Фрезером Уотсоном (Fraser Watson) выяснила, что основание типичного солнечного пятна лежит на 1500 километров ниже окружающей поверхности.
По величине пятна бывают очень разными — от малых, диаметром примерно 1000—2000 км, до гигантских, значительно превосходящих размеры нашей планеты. Отдельные пятна могуг достигать в поперечнике 40 тыс. километров. А самое большое из наблюдавшихся пятен достигало 100 тыс. километров.
Установлено, что пятна — это места выхода в фотосферу сильнейших магнитных полей. Магнитные поля уменьшают поток энергии, идущий от недр светила к фотосфере, поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает. Пятна холоднее окружающего их вещества примерно на 1500 К, а следовательно, и менее ярки. Вот почему на общем фоне они выглядят тёмными.
Обычно среди множества более или менее мелких пятен выделяются два крупных, образующих биполярную группу с противоположной полярностью магнитного поля и его напряженностью в (2 − 4)·10 3 эрстед
Солнечные пятна часто образуют группы из нескольких больших и малых пятен, и такие группы могут занимать значительные области на солнечном диске. Картина группы всё время меняется, пятна рождаются, растут и распадаются. Живут группы пятен долго, иногда на протяжении двух или трёх оборотов Солнца (период вращения Солнца составляет примерно 27 суток).
Самые большие пятна можно иногда увидеть в тот момент, когда Солнце опускается за горизонт, и именно таким образом проводили свои наблюдения китайские астрономы 2000 лет тому назад. Древние астрономы считали, что эти пятна являются эффектом нашей, земной атмосферы, но в XVII в. Галилео Галилей опроверг эту идею.
Он использовал свой телескоп для исследования солнечных пятен в 1610 г. и сделал много важных открытий. Например, Галилей обнаружил, что пятна могут появляться и исчезать и что они меняются в размере. Проследив за перемещением пятен по солнечному диску, он доказал, что Солнце вращается. Он наблюдал также изменение формы пятен при их приближении к краям видимого диска.
Солнечная активность
Солнце вращается не как твердое небесное тело вроде Земли. В отличие от Земли различные части Солнца вращаются с разными скоростями. Быстрее всего крутится экватор, делая один оборот за 25 дней. При удалении от экватора скорость вращения снижается, и в полярных областях один оборот занимает уже 35 дней.
Различные скорости вращения возможны только потому, что Солнце — это газовый шар. Одно из следствий состоит в закручивании магнитного ноля Солнца, что увеличивает солнечную активность.
Пятна на Солнце — это лишь один пример солнечной активности. «Погодные явления» в солнечной атмосфере совершенно отличны от земных. Магнитные бури и взрывы, называемые вспышками, внезапно вздымаются над поверхностью Солнца.
Вспышка — выброс заряженных частиц с энергиями, которых с трудом удается добиться на земных ускорителях. Ей предшествует возмущение внешних слоев Солнца — короны и хромосферы. Там, где магнитное поле испытывает сильные колебания, появляются пятна и возникают все условия для перераспределения солнечного вещества. Затем случается катаклизм с мощностью большей, чем у нескольких миллионов водородных бомб. Этот момент легко могут зафиксировать орбитальные телескопы — «возмущенное» Солнце излучает практически во всех спектральных диапазонах. А потом в течении суток или полутора высвободившаяся плазма летит к Земле.
В некотором отношении вспышки напоминают земные грозы, поскольку высвобождают электрическую энергию. Однако на Солнце энергия гигантских электрических разрядов намного превосходит энергию земных молний. Солнечные бури оказывают влияние на Землю, поэтому астрономы держат Солнце под постоянным наблюдением. Солнечные вспышки выбрасывают электрически заряженные частицы в космос, что удивительным образом воздействует на нашу атмосферу.
Факелы.
Практически всегда пятна окружены яркими полями, которые называют факелами. Факелы горячее окружающей атмосферы примерно на 2000 К и имеют сложную ячеистую структуру. Величина каждой ячейки — около 30 тыс. километров.
В центре диска контраст факелов очень мал, а ближе к краю увеличивается, так что лучше всего они заметны именно по краям. Факелы живут ещё дольше, чем пятна, иногда три-четыре месяца. Они не обязательно существуют вместе с пятнами, очень часто встречаются факельные поля, внутри которых пятна никогда не появляются. По-видимому, факелы тоже являются местами выхода магнитных полей в наружные слои Солнца, но эти поля слабее, чем в пятнах.
Факелы лучше всего заметны на краю солнечного диска.
Над фотосферными факелами наблюдаются их продолжения в хромосферу, имеющие сходную структуру и называемые флоккулами (от лат. flocculi, — маленький клочок, пушинка, на картинке — белые пятна), видимые на солнечном диске при наблюдении Солнца в монохроматическом свете, в лучах какой-либо определенной линии его спектра (на картинке в линии ионизованного гелия).
На лимбе видны облака хромосферного вещества в короне — протуберанцы (выступы вверху на лимбе). В проекции на диск они выглядят темными узкими волокнами. Эти проявления солнечной активности в хромосфере хорошо заметны на диске Солнца при наблюдении в спектральных линиях водорода, гелия, кальция и других элементов (см. фото внизу страницы).
Протуберанцы
(лат. protuberare — вздутие) отличаются большим разнообразием форм. Выделяют спокойные (медленные изменения) и активные (эруптивные, взрывные). Часто они отличаются наличием заметных внутренних движений при сохранении общей формы, которую используют как определение: серджи (выбросы), петли, корональные облака и дожди, торнадо, фонтаны, деревья и т. д.
Гигантский эруптивный [изверженный] протуберанец 4 июня 1946 г., — один из самых крупных из числа наблюдавшихся. Размеры протуберанца увеличились до размеров Солнца всего за час, еще через несколько часов он исчез.
Он, несомненно, был непревзойденным по красоте. Громадная арка, протянувшаяся на три четверти миллиона километров, пульсировала в хромосфере и короне, а затем внезапно начала подниматься вверх, пока не исчезла в короне. (Обсерватория Хей Элтитьюд [Hight Altitude Observatory] и Национальный центр исследований атмосферы, США (Википедия) и сайт самого центра National Center for Atmospheric Research (NCAR).
Спикулы
(от лат. spiculum кончик, остриё, жало) — копьеобразный столб горячего газа. Объекты активности Солнца — спикулы возникают как длинные трубы длиной более 6-8 тысяч км и достаточно тонкие в солнечных масштабах (диаметром 200-2 000 км), из быстро поднимающейся из нижней хромосферы со скоростью
15-20 км/с светящейся плазмы, видимые при наблюдении Солнца в монохроматическом свете (в спектральныхлиниях Н, Не, Са+ и др.).
Спикулы вскоре исчезают, так как горячий газ достигает верхней точки и падает обратно на Солнце. «Поверхность» таких труб ограничивается «плотно сложенными» силовыми линиями магнитных полей.
На Солнце одновременно существуют сотни тысяч спикул. Практически все из них находятся на границах супергранул, то есть именно из спикул состоит хромосферная сетка.
Основная причина возникновения спикул это похожие на звук волны, распространяющиеся по поверхности Солнца и проникающие в солнечную атмосферу.
Последовательно полученные изображения показали, что время жизни спикул — около пяти минут.
Спикулы усеивают этот снимок активной области, которая пересекла Солнце в июне 2004 года, но особенно хорошо они заметны справа, как слой темных трубок.
Полярные сияния — земные проявления активности Солнца
Зеленые полярные сияния над территорией Канады
(фотография усилена цифровым способом)
Наиболее ярким и впечатляющим проявлением бомбардировки атмосферы Земли элементарными частицами, выброшенные Солнцем, являются полярные сияния. Это свечение в верхних слоях атмосферы, имеющее либо размытые (диффузные) формы, либо вид корон или занавесей (драпри), состоящих из многочисленных отдельных лучей. Сияния обычно бывают красного или зелёного цвета: именно так светятся основные составляющие атмосферы — кислород и азот — при облучении их энергичными частицами.
Анимированное изображение смотрите здесь (Астронет)
Зрелище бесшумно возникающих красных и зелёных полос и лучей, беззвучная игра цветов, медленное или почти мгновенное угасание колеблющихся «занавесей» оставляют незабываемое впечатление. Подобные явления лучше всего видны вдоль овала полярных сияний, расположенного между 10° и 20° широты от магнитных полюсов Земли (как это видно на картинке выше).
В период максимумов солнечной активности в Северном полушарии овал смещается к югу, и сияния можно наблюдать не только в северных, но и в более низких широтах (см., например, чудесные снимки Полярных сияний сделанных в штате Айова (США), расположенном между 40°36′ с.ш. и 43°30′ с.ш., что гораздо южнее широты Красноярска — 56°00′ с.ш. и Москвы — 55°45′ с.ш.
Частота и интенсивность полярных сияний достаточно чётко следуют солнечному циклу: в максимуме солнечной активности редкий день обходится без сияний, а в минимуме они могут отсутствовать месяцами. Наличие или отсутствие полярных сияний, таким образом, служит неплохим показателем активности Солнца. И это позволяет проследить солнечные циклы в прошлом, за пределами того исторического периода, когда проводились систематические наблюдения солнечных пятен.
страница обновлена 24 апреля 2010
Запущена с Земли 2 декабря 1995 года с космодрома на мысе Канаверал (cape Canaveral), штат Флорида, США.
Общая масса SOHO — 1850 кг, длина — 4,3 м, размах солнечных батарей — 9,5 м.
Обсерватория SOHO находится на орбите в одной из точек Лагранжа (L1) — между Землёй и Солнцем — она никогда не будет попадать в тень Земли. Расстояние до Земли — 1,5 миллиона километров. Спутник должен был прослужить до марта 2007 года, но миссию продлили до декабря 2009 года.
SOHO — это лишь одна из нескольких космических обсерваторий, изучающих Солнце
В конце января 2009 года Россия запустила свою солнечную обсерваторию ТЕСИС (TESIS) — это комплекс космических телескопов для исследования Солнца, который установлен на борту российского спутника
Коронас-Фотон (Coronas-Photon). Аббревиатура ТЕСИС:
ТЕлескоп-Спектрометр для получения монохроматических Изображений Солнца.
Запуск аппарата Коронас-Фотон состоялся 30 января 2009 года в 16:30 МСК с космодрома Плесецк Архангельской области.
Обсерватория ТЕСИС разработана в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН им. П.Н. Лебедева.
Целью исследований ТЕСИС является наблюдение Солнца, непрерывный мониторинг его активности и получение ответа на актуальные вопросы физики Солнца, такие как проблема нагрева короны, механизм солнечных вспышек, природа солнечного цикла и другие.
В ходе эксперимента ТЕСИС должны быть получены до миллиона новых изображений Солнца, многие из которых будут открыты для просмотра через базы данных обсерватории ТЕСИС и фото и видео галереи.
18 апреля 2010 ученые потеряли надежду на восстановление работы единственного российского научного спутника «Коронас-ФОТОН» . С начала сентября 2009 некоторые приборы спутника, предназначенного для исследования Солнца, начали периодически отключаться. Общая продолжительность целевой работы спутника составила 278 дней при гарантийном сроке в три года.
Но сайт обсерватории продолжает свою работу (24 апреля 2010)
С 20 апреля 2010 новая солнечная обсерватория NASA SDO (Solar Dynamics Observatory) — обсерватория для изучения динамики происходящих на Солнце процессов) начала передавать на Землю первые снимки светила в высоком разрешении. Фотографии и их описание можно найти на сайте Американского космического агентства.
SDO в представлении художника
Обсерватория повернута «лицом» к Солнцу, справа видны приборы контролирующие ультра-фиолетовое излучение Солнца.
Разрешение переданных аппаратом снимков в десять раз выше, чем у изображений стандарта HDTV.
На полученных SDO фотографиях видны детали, которые до сих пор были недоступны изучающим Солнце аппаратам. Установленная на космической обсерватории оптика запечатлела характеристики поверхности звезды, и материи, выбрасываемой светилом.
Аппарат был запущен в космос 11 февраля 2010 года с космодрома на мысе Канаверал.
На орбиту SDO вывела ракета-носитель Atlas V. Планируется, что обсерватория проработает пять лет.
Улисс (Ulysses), SOHO, TESIS, SDO и другие солнечные спутники-обсерватории являются тем ОКОМ человека, о котором писал в 1743 году М.В. Ломоносов в своём стихотворении
Утреннее размышление
о Божием величестве
Уже прекрасное светило
Простерло блеск свой по земли
И божия дела открыло:
Мой дух, с веселием внемли;
Чудяся ясным толь лучам,
Представь, каков зиждитель сам!
Когда бы смертным толь высоко
Возможно было возлететь,
Чтоб к солнцу бренно наше ОКО
Могло, приближившись, воззреть,
Тогда б со всех открылся стран
Горящий вечно Океан.
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов;
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков;
Там камни, как вода, кипят,
Горящи там дожди шумят.
Сия ужасная громада
Как искра пред тобой одна.
О коль пресветлая лампада
Тобою, боже, возжжена
Для наших повседневных дел,
Что ты творить нам повелел!
От мрачной ночи свободились
Поля, бугры, моря и лес
И взору нашему открылись,
Исполненны твоих чудес.
Там всякая взывает плоть:
Велик зиждитель наш господь!
Светило дневное блистает
Лишь только на поверхность тел;
Но взор твой в бездну проницает,
Не зная никаких предел.
От светлости твоих очей
Лиется радость твари всей.
Творец! покрытому мне тьмою
Простри премудрости лучи
И что угодно пред тобою
Всегда творити научи,
И на твою взирая тварь,
Хвалить тебя, бессмертный царь
Первые описания пятен на Солнце
Иногда на Солнце даже невооруженным глазом сквозь закопченное стекло можно заметить черные точечки — пятна. Это наиболее заметные образования во внешних, непосредственно наблюдаемых слоях солнечной атмосферы. Сообщения о солнечных пятнах, иногда наблюдавшихся сквозь туман или дымы пожарищ, встречаются в старинных хрониках и летописях.
- Теофраст из Афин 370 – 290 до н.э.
- Китай, хроники (с 301 г. до н.э. по 1638 г. н.э.): 301 г. до н.э. Первая запись о наблюдении в Китае солнечных пятен.
За последующие 904 года есть ещё 45 записей о наблюдении пятен.
Так в 28 г. до н.э. есть запись о наблюдении пятен Ханьскими астрономами в книге династии Хань (206 г до н.э.–220 г н.э.), - Эйнгард «Жизнь Карла Великого»,
(около 807 г.). - Ибн Рушд (1200 г.).
- Никоновская летопись
(1365 и 1371 гг.) — один из древнейших русских летописных сводов и важнейших документальных источников по истории. Здесь упомянуто:
«. знамение в солнци, места черныя, аки гвозди . » - Г. Каррара (1450 г.).
- Телескопические наблюдения 1611 г.
Почти одновременно независимо друг от друга пятна наблюдали Иоганн Гольдшмидт (Голландия), Галилео Галилей (Италия), Христофор Шейнер (Германия), Томас Гарриот (Англия).
Первая известная зарисовка солнечных пятен, сделанная 8 декабря 1128 г., опубликованная в «Хрониках Джона Ворчестерского»
(The Chronicle of John of Worcester).
[источник этого и нижнего рисунков:
«Троицкий вариант» №30, 2009 (PDF 2,7 Мб)]
На рисунке, сделанном по данным SOHO и Королевской Шведской Академии наук, показаны: слева – два больших пятна на Солнце, каждое размером с Юпитер, и справа – детальная структура небольшой группы пятен (тень пятна размером с Землю).
Открытия Галилео Галилея (1564–1642):
1. Пятна принадлежат Солнцу и возникают вблизи экватора (1610).
2. Период вращения Солнца почти месяц (1611).
3. Обнаружил группы пятен и изменения в них.
4. Доказал, что тени пятен ярче светлых мест на Луне.
Галилео Галилей «Описания и доказательства, относящиеся к солнечным пятнам. Рим, 1613»
Зарисовки Галилея групп пятен, август 1611 г.
смещение пятен вследствие вращения Солнца
Мощная вспышка на Солнце.
Она была зарегистрирована вечером 7 сентября 2005 года аппаратурой американского метеорологического спутника GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites) в находящейся вблизи восточного лимба Солнца группе пятен.
За 15 предшествующих лет эта вспышка была самой сильной.
Интенсивность вспышки соответствует максимальному классу. Она вызвала нарушения условий радиосвязи на протяжении часа после явления. В основном неполадки были зафиксированы в западной части Атлантики и на восточном побережье Америки.
Источник