Что происходит в атмосфере Солнца?
Солнце окружено атмосферой, состоящей из разреженного ионизированного газа.
Солнечная атмосфера состоит из нескольких слоёв.
Самый нижний слой называется фотосфера.
Это очень тонкий слой.
Фотосфера непрозрачна для видимого (оптического) света, поэтому она скрывает от нас поверхность Солнца.
То есть, смотря на Солнце, внешний наблюдатель видит окутывающую его фотосферу, а не саму поверхность Солнца.
Выше фотосферы простираются прозрачные для наблюдателя слои атмосферы, называемые хромосфера и солнечная корона.
Солнечная корона - это самый большой слой.
Солнечную корону можно увидеть в момент полного солнечного затмения.
Это серебристое сияние, которое простирается от Солнца на расстояние нескольких его радиусов.
Корона состоит из чрезвычайно разреженного газа.
Отметим, что излучение хромосферы и короны слабее излучения фотосферы более чем в 10 тысяч раз.
Так же как и атмосфера Земли, атмосфера Солнца неспокойна.
В атмосфере Солнца происходят различные "климатические" процессы, связанные с перемещением ионизированного газа (плазмы), из которого атмосфера состоит.
Все атмосферные явления на Солнце обусловлены выходом на поверхность Солнца магнитных полей и называются солнечной активностью.
В среднем магнитное поле Солнца в 2 раза сильнее земного.
Так как Солнце и его атмосфера состоит из ионизированного газа, то ионы газа, будучи электрически заряженными, легко приходят в движение под действием магнитного поля.
В результате над местами "выброса" магнитного поля из внутренних областей Солнца в атмосфере возникают потоки газа.
Они наблюдаются как различные новообразования в различных слоях атмосферы иназываются активными областями.
В этих местах происходит активное направленное движение газа.
Это места повышенной повышенной плотности газа, яркости, температуры и мощности магнитного поля.
Так, в фотосфере образуются активные области, называемые пятна и факелы, хромосфере -спикулы, в короне - протуберанцы.
ПЯТНА.
Пятно - это место фотосферы, откуда вытекает газ.
Пятна обычно образуются группами.
По размеру группы пятен могут достигать нескольких тысяч кмлометров.
Пятна окружёны тёмными областями - так называемыми полутенью и тенью.
В то время как в самом пятне температура повышена, в его тени и полутени температура несколько ниже, чем в остальной фотосфере.
Пятна обладают очень сильным магнитным полем: в пятнах и в тени пятен мощность поля повышена в несколько тысяч раз.
Пятна обычно живут около месяца; самое большое пятно может прожить несколько месяцев.
ФАКЕЛЫ.
Факел - это сеть ярких цепочек, которыми обычно окружены пятна.
Суммарная площадь цепочек факела примерно в 4 раза больше площади пятна, которое они окружают.
Факел живёт дольше пятна, вокруг которого он образовался, часто целый год.
Факелы, правда менее яркие, встречаются и независимо от пятен.
Суммарная площадь факелов в годы минимума солнечной активности мала.
В годы максимума активности, факелы могут занимать до 10 % поверхности Солнца.
Мощность магнитного поля факелов повышена в 5-300.
Таким образом, магнитное поле у факелов значительно слабее, чем у пятен.
В хромосфере над областью пятен мощность магнитного поля повышена в 1000 раз, а над полутенью и факелами - в 100 раз.
ХРОМОСФЕРНАЯ СЕТКА.
В верхней части хромосферы газ образует скопления - узелки.
Узелки объединяются в крупные ячейки.
Они покрывают весь диск и образуют хромосферную сетку.
В каждой ячейке сетки газ растекается от центра к периферии.
Время жизни ячейки - несколько суток.
Магнитное поле на границе ячеек усилено.
Над пятнами упорядоченная структура сетки несколько нарушена - там образуется вихреобразная структура типа циклона.
СПИКУЛЫ.
В верхней части хромосферы, на фоне образуемой узелками сетки, есть так называемые спикулы.
Спикулы - это участки повышенной яркости, соответствующие повышенной в 2 раза плотности газа.
Спикулы имеют вид столбов и занимают 2 % площади солнечного диска.
Время жизни спикула - несколько минут.
Механизм образования спикул связан со сложной структурой магнитных полей фотосферы.
ПРОТУБЕРАНЦЫ.
Характерным образованием в солнечной короне являются протуберанцы.
Протуберанцы - это сравнительно плотные облака.
Протуберанцы значительно холоднее самой короны - их температура примерно 10 тысяч градусов.
Форма протуберанцев иногда довольно причудливая.
Траектории движения газа в протуберанцах иногда очень сложные.
Образование протуберанцев и движение газа происходит под действием сил со стороны магнитного поля Солнца.
Наиболее распространены так называемые «спокойные» протуберанцы.
Такие протуберанцы порождаются солнечными пятнами.
Они наблюдаются в зоне солнечных пятен после вспышек.
Спокойные протуберанцы состоят из потоков газа, который течёт из короны в зону пятен.
Но существуют протуберанцы значительно дольше пятен - до 1 года.
Другой вид протуберанцев - быстрые протуберанцы - связан с выбросами вещества вверх.
Такие выбросы происходят обычно после вспышек.
Таким образом, в отличие от спокойных протуберанцев, быстрые протуберанцы состоят из потоков газа, который втекат в корону.
ЦИКЛ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ.
Отметим, что количество активных областей в атмосфере Солнца циклически меняется с периодом примерно в 11 лет.
В годы спада солнечной активности активных областей наблюдается меньше, а в годы подъёма - больше.
СОЛНЕЧНЫЕ ВСПЫШКИ.
Помимо рассмотренных выше атмосферных образований, существующих довольно продолжительное время, в атмосфере Солнца возникают кратковременные вспышки.
Они возникают при быстрой перестройке магнитных полей, которые иногда случаются в процессе развития активной области.
В области вспышки происходят порождаемые перестройкой полей сложные движения ионизованного газа и его свечение.
Вспышки происходят в верхней части хромосферы или в нижней части короны, обычно над областью пятен.
Вспышка представляет собой внезапное выделение энергии, в результате чего возникает кратковременное электромагнитное излучение.
Энергия, выделяемая при вспышке, черпается из энергии магнитного поля активной области.
При вспышке излучаются различные электромагнитные волны - от рентгеновских лучей до радиоволн.
Кроме того, происходит резкий выбоос в межланетную среду ионизинованного газа.
Обычно происходит несколько вспышек за день.
В годы минимумума солнечной активности вспышки происходят реже, а в годы максимума - чаще.
Сильные вспышки - это весьма редкое явление.
При сильных вспышках потоки рентгеновских лучей вблизи Земли усиливаются в десятки тысяч раз, что сказывается на распространении радиоволн.
Выброшенный при вспышке газ, достигнув Земли, вызывает полярные сияния и магнитные бури.