Время существования протуберанца солнца

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

Протуберанцы

Протуберанцы (нем. Protuberanzen , от лат. protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации холодного вещества, которые поднимаются и удерживается над поверхностью Солнца магнитным полем.

Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго, Эри и другие астрономы заметили их в виде ярко-розовых выступов вокруг чёрного диска Луны. Во время наблюдения солнечного затмения 18 августа 1868 года Пьер Жансен независимо от Дж. Локьера применил новый метод наблюдения протуберанцев вне затмения, сделал вывод об их газообразном характере. Много ценных сведений о солнечных протуберанцах и их быстрых изменениях было получено путём кинематографирования их методом замедленной съёмки. В настоящее время процессы, происходящие в солнечной атмосфере, наблюдаются и исследуются при помощи спутников и космических станций.

Протуберанцы хорошо видны во время полных солнечных затмений. Вне затмений наблюдаются с помощью особых спектральных приборов (протуберанц-спектроскопов) [1] , интерференционных фильтров, внезатменных коронографов (коронограф Лио), хромосферных телескопов. В проекции на солнечный диск протуберанцы заметны в виде тёмных волокон.

Волокна это тёмные вытянутые структуры, хорошо видимые в солнечной хромосфере в красной линии водорода H-альфа. Они представляют из себя конденсации из плотной и более холодной, чем окружающее вещество плазмы, приподнятые и удерживаемые над солнечной поверхностью петлями магнитного поля.

Содержание

Классификация

Протуберанцы отличаются волокнистой и клочковатой структурой постоянно движущихся нитей и сгустков плазмы и многообразием форм, классифицируемых либо по морфологическим, либо по динамическим признакам.

По виду протуберанца, по скорости и особенностям движения вещества в нём его можно отнести к одному из следующих классов:

Спокойные — движения вещества и изменение формы в них медленные; время существования недели и даже месяцы; наблюдаются во всех гелиографических широтах. Они возникают либо вдали от групп солнечных пятен, либо вблизи них на поздних стадиях их развития. Кинетическая температура — 15000°.
Активные — в них происходят довольно быстрые движения потоков вещества от протуберанца к фотосфере, от одного протуберанца к другому. Многие спокойные протуберанцы также переживают активную стадию, длящуюся от десятков минут до нескольких суток, заканчивающуюся либо полным исчезновением, либо превращением его в эруптивный протуберанец. Кинетическая температура — 25000°.
Эруптивные, или изверженные — по виду напоминают громадные фонтаны, достигающие высот до 1,7 млн. км над поверхностью Солнца. Движения сгустков вещества в них происходят быстро; извергаются со скоростями в сотни км/сек и довольно быстро изменяют свои очертания. При увеличении высоты протуберанец слабеет и рассеивается. В некоторых протуберанцах наблюдались резкие изменения скорости движения отдельных сгустков. Эруптивные протуберанцы непродолжительны.
Корональные, или петлеобразные — возникают над хромосферой в виде небольших облачков, сливающихся затем в одно облако, из которого отдельными струями вниз к хромосфере спускаются потоки светящегося вещества. Все явление длится несколько часов. Большие протуберанцы и энергичные корональные выбросы достаточно редки, они случаются значительно чаще вблизи максимума 11-летнего солнечного цикла активности, когда наблюдается много пятен и других активных явлений.

Следующая классификация протуберанцев, учитывающая характер движения материи в них и форму протуберанцев, выработана в КрАО:

I тип (встречается редко) имеет форму облака или струи дыма. Развитие начинается от основания вещество поднимается по спирали на большие высоты. Скорость движения вещества может достигать 700 км/сек. На высоте около 100 тыс. км от протуберанца отделяются куски, падающие затем обратно по траекториям, напоминающим силовые линии магнитного поля.
II тип имеет форму искривлённых струй, начинающихся и кончающихся на поверхности Солнца. Узлы и струи движутся как бы по магнитным силовым линиям. Скорости движения сгустков — от нескольких десятков до 100 км/сек. На высотах в несколько сотен тысяч км струи и сгустки угасают.
III тип имеет форму кустарника или дерева; достигает очень больших размеров. Движения сгустков (до десятков км/сек) неупорядочены.

Теория

Полной теории, объясняющей разнообразные явления, связанные с солнечными протуберанцами, ещё нет. Несомненно, что, помимо силы тяжести, тут играют большую роль электрические и магнитные силы.

Химический состав протуберанцев соответствует составу обращающего слоя, однако физические условия в них таковы, что в спектре спокойных протуберанцев преобладают линии водорода и однократно ионизированного кальция; в протуберанцах связанных с солнечными пятнами (такова большая часть изверженных), выделяются также линии различных металлов. Ширина, интенсивность и другие особенности этих линий указывают на то, что для протуберанцев характерны температуры 6—8 тыс. К при концентрации частиц (1—5)*10 10 см -3 . Длительное существование протуберанцев показывает, что его вещество удерживают магнитные силы. Наличие магнитных полей в протуберанцах напряжённостью в несколько сотен эрстед установлено спектроскопическими наблюдениями.

Источник

Протуберанец

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.

Протубера́нцы (нем. Protuberanzen , от лат. protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с солнечной короной) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем.

Содержание

Описание

Одно из древнейших упоминаний о наблюдениях протуберанцев связано с полным солнечным затмением 1 мая 1185 года. Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго, Эри и другие астрономы заметили их в виде ярко-розовых выступов вокруг чёрного диска Луны. Во время наблюдения солнечного затмения 18 августа 1868 года Пьер Жансен независимо от Дж. Локьера применил новый метод наблюдения протуберанцев вне затмения, сделал вывод об их газообразном характере. Много ценных сведений о солнечных протуберанцах и их быстрых изменениях было получено путём кинематографирования их методом замедленной съёмки. В настоящее время процессы, происходящие в солнечной атмосфере, наблюдаются и исследуются при помощи спутников и космических станций.

Волокна — это тёмные вытянутые структуры, хорошо видимые в солнечной хромосфере в красной линии водорода H-альфа (H_α). Они представляют из себя конденсации из плотной и более холодной, чем окружающее вещество плазмы, приподнятые и удерживаемые над солнечной поверхностью петлями магнитного поля.

Классификация

Спокойные — движения вещества и изменение формы в них медленные; время существования недели и даже месяцы; наблюдаются во всех гелиографических широтах. Они возникают либо вдали от групп солнечных пятен, либо вблизи них на поздних стадиях их развития. Кинетическая температура — 15000°.
Активные — в них происходят довольно быстрые движения потоков вещества от протуберанца к фотосфере, от одного протуберанца к другому. Многие спокойные протуберанцы также переживают активную стадию, длящуюся от десятков минут до нескольких суток, заканчивающуюся либо полным исчезновением, либо превращением его в эруптивный протуберанец. Кинетическая температура — 25000°.
Эруптивные, или изверженные — по виду напоминают громадные фонтаны, достигающие высот до 1,7 млн км над поверхностью Солнца. Движения сгустков вещества в них происходят быстро; извергаются со скоростями в сотни км/сек и довольно быстро изменяют свои очертания. При увеличении высоты протуберанец слабеет и рассеивается. В некоторых протуберанцах наблюдались резкие изменения скорости движения отдельных сгустков. Эруптивные протуберанцы непродолжительны.
Корональные, или петлеобразные — возникают над хромосферой в виде небольших облачков, сливающихся затем в одно облако, из которого отдельными струями вниз к хромосфере спускаются потоки светящегося вещества. Все явление длится несколько часов. Большие протуберанцы и энергичные корональные выбросы достаточно редки, они случаются значительно чаще вблизи максимума 11-летнего солнечного цикла активности, когда наблюдается много пятен и других активных явлений.

I тип (встречается редко) имеет форму облака или струи дыма. Развитие начинается от основания; вещество поднимается по спирали на большие высоты. Скорость движения вещества может достигать 700 км/сек. На высоте около 100 тыс. км от протуберанца отделяются куски, падающие затем обратно по траекториям, напоминающим силовые линии магнитного поля.
II тип имеет форму искривлённых струй, начинающихся и кончающихся на поверхности Солнца. Узлы и струи движутся как бы по магнитным силовым линиям. Скорости движения сгустков — от нескольких десятков до 100 км/сек. На высотах в несколько сотен тысяч км струи и сгустки угасают.
III тип имеет форму кустарника или дерева; достигает очень больших размеров. Движения сгустков (до десятков км/сек) неупорядочены.

Теория

Химический состав протуберанцев соответствует составу обращающего слоя, однако физические условия в них таковы, что в спектре спокойных протуберанцев преобладают линии водорода и однократно ионизированного кальция; в протуберанцах связанных с солнечными пятнами (такова большая часть изверженных), выделяются также линии различных металлов. Ширина, интенсивность и другие особенности этих линий указывают на то, что для протуберанцев характерны температуры 6—8 тыс. К при концентрации частиц (1-5)·10 10 см −3 . Длительное существование протуберанцев показывает, что его вещество удерживают магнитные силы. Наличие магнитных полей в протуберанцах напряжённостью в несколько сотен эрстед установлено спектроскопическими наблюдениями.

Источник

Протуберанцы на Солнце: что это такое, как наша звезда излучает огненную плазму

Москва, 16.06.2021, 08:57:10, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Елена Даниленко.

Протуберанцы – одни из самых красивых явлений на Солнце. Они являются аналогами облаков в земной атмосфере, но поддерживаются магнитными полями. Протуберанец – плотное облако раскалённого ионизированного газа, выступающее из Солнца. Выступы иногда простираются на сотни тысяч километров над хромосферой Солнца. Причины их возникновения неизвестны, но, вероятно, связаны с магнитными силами.

Что такое солнечные протуберанцы, и как они появляются

Протуберанец – огромная и яркая струя солнечной плазмы, которая, начиная с хромосферы, простирается в области солнечной короны далеко на тысячи километров.

Струя может образоваться примерно за день, а может сохраняться несколько недель. Некоторые неровности могут фрагментироваться и образовывать гигантские вспышки. Выступ, наблюдаемый в 1997 году солнечным зондом SOHO, достиг расстояния 350 000 км от поверхности Солнца. А длина выпуклости, наблюдаемой 5 августа 2012 года, достигла 800 000 км. Несмотря на многочисленные исследования, механизм образования этих струй и шишек до сих пор не очень ясен.

Когда Солнце минимально активно в своём 11-летнем цикле, оно формирует меньше солнечных пятен и активных областей, чем при средней активности. Напротив, между 2011 и 2015 годами Солнце пережило свою максимальную активность, и пятна появлялись почти каждый день.

Физика солнечного цикла всё ещё является очень активной областью исследований, в которой остаётся много вопросов. На некоторых фотографиях, сделанных в особенно тихий период для Солнца, по краям были видны выступы горячей плазмы.

Выступы значительно различаются по размеру, форме и движению, и бывают двух основных типов: неподвижные (долгоживущие) и активные (временные). Первые появляются плавно и исчезают гораздо медленнее, поэтому они могут быть видны в течение нескольких месяцев. Они имеют различную форму – подвешенные облака, воронки. Они обладают огромной плавучестью и пытаются покинуть Солнце, создавая при этом не только великолепное зрелище, но и временную ударную волну в солнечной короне, называемую выбросом корональной массы, которая может вызвать геомагнитные эффекты. У неподвижных протуберанцев нет источника энергии, кроме некоторой проводимости от короны, что является небольшим эффектом, потому что тепло не может пересекать силовые линии.

Активные протуберанцы – неотъемлемая часть солнечной активности. Они быстро прорезываются и имеют время жизни от нескольких минут до нескольких часов. Брызги на Солнце представляют собой выбрасываемую неорганизованную массу. Коллимированные потоки выбросов, связанные с небольшими вспышками, называются скачками. Петлевые выступы – это последствия вспышек. В процессе вспышки поток электронов нагревает поверхность до миллионов градусов и формируется горячее плотное корональное облако.

В обоих случаях часть материала возвращается на поверхность Солнца.

Температура протуберанцев

Плотность и температура протуберанцев такая же, как и вещества хромосферы. Но на фоне горячей короны протуберанцы – холодные и плотные образования. Температура протуберанцев – приблизительно 20 000 К.

Когда можно увидеть, фото

Огненно-горячая сфера Солнца обладает множеством особых свойств. Так называемый солнечный протуберанец, вероятно, является наиболее интригующим. Энтузиасты астрономии, охотники за затмениями и наблюдатели за Солнцем не перестают восхищаться этим явлением.

Гигантские плазменные петли простираются далеко в космос от светящейся «поверхности» Солнца. К счастью наблюдателей за затмениями, их размер может во много раз превышать диаметр Земли.

Протуберанцы выходят в тонкую, чрезвычайно горячую атмосферу Солнца, называемую короной. Эти выступы часто связаны с очень мощным выбросом газа.

Для наблюдателей за Солнцем протуберанцы – это настоящая радость. Конечно, чтобы хоть как-то увидеть поверхность Солнца, нужно делать это правильно и осторожно.

Если у вас есть телескоп, оснащенный H-Alpha фильтром, вы можете увидеть эти языки красноватого пламени, взрывающиеся над краем Солнца, и даже наблюдать, как они медленно меняются в течение нескольких минут или часов. Это прекрасный способ оценить нашу звезду – источник всей энергии, которая делает возможной жизнь на Земле.

H-Alpha фильтр, позволяющий увидеть выступы на поверхности Солнца, представляет собой так называемый альфа-водородный фильтр, который передаёт длину волны света, испускаемого выступами.

Первым астрономом, описавшим протуберанцы (1733 год), считается Биргер Вассениус из Гетеборга, Швеция. А в 1868 году французский астроном Пьер Жансен и британский астроном сэр Джозеф Норман Локьер независимо друг от друга объявили о методе наблюдения за протуберанцами с помощью спектроскопа, не дожидаясь затмения.

Источник