Фотосфера, атмосфера, хромосфера, солнечная корона, солнечные вспышки

Видимая часть Солнца состоит из верхнего плотного слоя - фотосферы и атмосферы, к которой относят хромосферу и солнечную корону.

Фотосфера

Поднимая взгляд на Солнце или направляя телескоп, мы видим фотосферу - верхнюю часть конвективной зоны Солнца, в которой энергия переходит в состояние видимого ультрафиолетового света и инфракрасной (тепловой) радиации. Именно фотосфера излучает почти всю поступающую на Землю энергию. Толщина этого слоя Солнца крайне мала в сравнении с размерами внутренних слоев и составляет по разным расчетам от 200 до 700 км.

Используя специальные солнечные фильтры фотосферу можно рассмотреть. На снимках астрофотографа Gabriel Corban видны своеобразные "зерна" разного размера и формы, это гранулы, из которых состоит поверхность нашей звезды. Поверхность Солнца постоянно "кипит", гранула это не что иное как поднимающееся на поверхность солнечное вещество, которое попадая на поверхность остывает и стекает по краям гранулы. Именно поэтому центральная часть гранул светлая, а края более темные.

Одновременно на Солнце фиксируется около миллиона гранул. Время их "жизни" от 5 до 25 минут. Размеры от 200 до 1500 км. Иногда, в следствии магнитных возмущений на Солнце темные промежутки между гранулами увеличиваются, образуя так называемые "поры", некоторые из которых уже через день могут стать большими темными пятнами.

Через несколько дней после появления темного пятна вокруг него возникает темная полутень с радиальной структурой. Темное пятно это воронкообразное углубление в фотосфере глубиной до 1000 км, которое образовалось из-за воздействия на гранулы (поры) возмущений магнитных полей Солнца. В следствии этого скорость конвективных процессов уменьшается и энергия медленнее проходит от нижней части хромосферы до верхней, понижая температуру вещества примерно на 2000 градусов ниже средней температуры фотосферы (6000 градусов). Среднее темное пятно имеет диаметр около 50 тысяч км, т.е. в него поместились бы почти четыре Земли в ряд. Крупные пятна достигают размера в 200 тысяч км в диаметре и видны невооруженным взглядом через специальный темный светофильтр или облака определенной плотности.

История наблюдений солнечных пятен насчитывает уже несколько тысяч лет, но установить из природу удалось лишь в 20-м веке. Первые упоминания о солнечных пятнах найдены в Ассирии на глиняной табличке в XV веке до н.э. Халдейскими астрономами это пятно принято за Венеру. В I веке до н.э. китайские императорские астрономы наблюдали крупные солнечные пятна, которые считали птицами, пролетающими перед Солнцем. Такие "птицы" служили в Китае признаком плохого управления государством. Некоторые древнегреческие философы считали, что пятна это спроецированные на солнечный диск сгустившиеся пары в земной атмосфере. В русской летописи 1370 года написано: "Места черны по Солнцу, аки гвозди, и мгла великая была..." Многие тысячелетия люди на Земле считали, что Солнце это идеальное огненное светило, которое лишено недостатков и абсолютно идеально.

Первые наблюдения пятен с использованием телескопа были проведены Г. Галилеем летом 1610 года, а первое печатное сообщение "О пятнах, на Солнце наблюдаемых и...вместе с Солнцем обращающихся...", опубликовал И. Фабрициус в 1611 году. Первые наблюдения проводились также Иоганном Кеплером в "голландские трубы" различного размера без всяких светофильтров на восходе или заходе Солнца. Даже на небольшой высоте над горизонтом яркость Солнца в телескоп невероятна велика для человеческого глаза, поэтому И. Кеплер вместе со своим отцом вынуждены были по несколько дней послед наблюдений восстанавливать зрение. Фабрициус, как и Галилей, установил, что пятна имеют не земное происхождение, а солнечное, расположены на Солнце и вращаются вместе с ним.

Атмосфера Солнца

Для обычных визуальных наблюдений хромосфера и солнечная корона недоступны из-за гораздо меньшей интенсивности их свечения по сравнению с фотосферой. Кроме того, мешает высокая яркость солнечного диска и ореол вокруг Солнца. Ореол возникает из-за рассеяния солнечных лучей в атмосфере Земли, чем выше наблюдатель над уровнем моря и чем прозрачнее атмосфера тем больше снижается яркость ореола.

В прошлом хромосферу наблюдали исключительно во время полных солнечных затмений как розово-красное кольцо вокруг диска закрывающей Луны. Сейчас кроме времени затмений хромосферу можно наблюдать и через телескоп в любой солнечный день, для этого необходимо использовать специальные солнечные узкополосные фильтры, пропускающие только линию водорода. Фото справа получено как раз с использованием такого фильтра, хромосфера светится желтым цветом по краю Солнца.

Толщина хромосферы примерно 2000 км. Плотность вещества ниже чем у фотосферы, но температура в 2-3 раза выше, поэтому она и светится ярче. Разогревают хромосферу магнитные поля, принцип нагрева похож на разогрев в микроволновой печи.

Очень часто при солнечном затмении можно увидеть не только обод хромосферы, но и поднимающиеся выше "языки пламени" всегда разной формы и плотности. Это протуберанцы - гигантские объемы солнечного вещества, выбрасываемые на десятки тысяч километров в солнечную корону и удерживаемые над поверхностью магнитными полями Солнца.

Атмосфера Солнца заканчивается солнечной короной, которую мы видим невооруженным глазом на фоне неба во время затмений как лучистое белое сияние, которое уменьшается по мере удаления от края Солнца. Взгляду доступна только внутренняя корона, удаленная от края Солнца на 0,5-1 его радиуса. Более разреженная часть называется внешней короной, которая расширяясь в космическое пространство образует постоянно движущийся от Солнца корпускулярный поток - солнечный ветер. На расстоянии 1 астрономической единицы от Солнца концентрация солнечного ветра составляет ~10 частиц на см 3, скорость ~200-500 км/сек.

Несмотря на постоянство солнечного ветра иногда на Солнце происходят мощнейшие взрывы, эквивалентные взрыву миллиона водородных бомб. Такие явления называют солнечными вспышками. Они сопровождаются всплеском радио, ультрафиолетового и рентгеновского излучения, а также потоков протонов, электронов и ядер химических элементов (в основном гелия), движущихся со скоростью 30 тыс. км/с.

Благодаря тому, что на солнечной стороне Земли силовые линии магнитного поля сжаты, а на темной наоборот растянуты - солнечный ветер и излучение отводятся к полюсам, что приводит к появлению на небеБлагодаря тому, что на солнечной стороне Земли силовые линии магнитного поля сжаты, а на темной наоборот растянуты - солнечный ветер и излучение отводятся к полюсам, что приводит к появлению на небе так называемых полярных сияний. Появление большого числа пятен на поверхности нашей звезды как правило совпадает с увеличением числа и интенсивности вспышек. Совокупность этих процессов называют солнечной активностью. полярных сияний. Появление большого числа пятен на поверхности нашей звезды как правило совпадает с увеличением числа и интенсивности вспышек. Совокупность этих процессов называют солнечной активностью.

Замечено, что через несколько дней после солнечной активности ухудшается самочувствие многих людей, возрастает количество инфарктов, при сильных возмущениях геомагнитного поля Земли скорость реакции человека на определенные раздражители может снижаться в 4 раза.

За время наблюдений за Солнцем ученые установили, что солнечная активность повторяется с течением времени. Солнечный цикл составляет примерно 11 лет. Это так называемые малый цикл, существуют и другие периоды солнечной активности - 85, 110, 210, 420, 600 и т.д. лет.

Наше Солнце находится в средине своего жизненного пути, топлива в его ядре хватит еще примерно на 5 миллиардов лет. После этого оно станет красным карликом, сбросит оболочку и остынет до состояния звезды - категории белый карлик. Хватит ли нам времени для того, чтобы подготовиться к этому? Вероятно. А пока нужно продолжать познавать нашу Звезду всеми доступными человечеству способами, но об этом в другой статье.

Предлагаем посмотреть на лучшие фотографии Солнца в нашем разделе галереи.

Поделись этой информацией с друзьями:


Комментарии (0)