Structura soarelui, formațiuni active în atmosfera solară - explorare suprafață

Structura Soarelui

Suprafața vizibilă a Soarelui este numit fotosfera. Grosimea sa este de aproximativ 300 km. În cazul în care o rezoluție puternică de detalii pot fi observate cu un telescop, care are o structură granulară a fotosfera. Substanța de pe soare în mod constant în mișcare, și în zonele ocupate de granule, se ridică la suprafață, iar între ele - este omis. Ea se extinde în continuare în zona de convectie - zona în care energia este transferată prin convecție de la centru către straturile superioare. Aici substanța, așa cum au fost amestecate. De la Soare la centrul zonei de convectie, energia este transportată prin radiații. Cu toate acestea, fiecare foton cheltuiește milioane de ani pentru a trece acest domeniu: lumina sunt absorbite și emise din nou în mod repetat. In centru este miezul dens și fierbinte, în care atât reacțiile nucleare apar (vezi. Figura 2).

Deasupra fotosferei in timpul eclipselor, se poate vedea atmosfera solar format din cromosfera roșiatică strat mic de culoare adiacent suprafeței vizibile și corona - și evacuate fierbinte (

1.000.000 K) a carcasei exterioare, extinzându-se până la cinci raze solare. De asemenea aranjat toate stelele din secvența principală.

Natura Soarelui, și stelele, în general, până la sfârșitul anului este neclară. Datorită dependența ridicată a tuturor pământenilor cu privire la modul se comporta steaua noastra, Soarele studiul este o ramură importantă a astronomiei. În plus, este situat la numai stele avem „la îndemână“.

Activitatea de formare, în atmosfera solară

Uneori, în atmosfera solară, se schimbă rapid educația activă, diferă semnificativ de cele din jur neperturbate zone, proprietățile și structura care nu sau aproape nici o schimbare în timp. În fotosfera, cromosferei și corona manifestări ale activității solare sunt foarte diferite. Cu toate acestea, ele sunt toate legate de o cauză comună. Din acest motiv, este câmpul magnetic este întotdeauna prezentă în regiunile active.

Lanterne. Neperturbat câmpurile Fotosfera are un câmp magnetic solar totală, a cărui putere este de aproximativ 1 Oersted. Regiunile active ale intensității câmpului magnetic crește în sute și chiar mii de ori.

O ușoară intensificare a câmpului magnetic la zeci și sute de Oe este însoțită de apariția în fotosfera zona numită mai luminoasă lanternă (vezi. Figura 3). În total, torțele poate ocupa o parte semnificativă din întreaga suprafață vizibilă a soarelui. Acestea diferă într-o structură fină caracteristică și constau în numeroase dungi, puncte luminoase și noduri - pelete flare.

Cel mai bun dintre toate torțe vizibile pe marginea discului solar (aici. Contrastul lor cu fotosfera este de aproximativ 10%), în timp ce în mijlocul ei nu sunt aproape vizibile.

Aceasta înseamnă că, la un anumit nivel în fotosfera torță fierbinte regiune neperturbată adiacentă la 200-300 °, iar la o altă adâncime, dimpotrivă, este oarecum mai rece.

Apariție torței este asociată cu proprietatea importantă a câmpului magnetic - pentru a împiedica deplasarea substanței ionizat care apar de-a lungul liniilor electrice.

În cazul în care câmpul magnetic are o energie suficient de mare, aceasta „permite“ mișcarea materiei numai de-a lungul liniilor de câmp. Un câmp magnetic slab în zona de torta poate opri mișcări convective relativ puternice.

Cu toate acestea, ea le poate da un caracter propriu-zis. De obicei, fiecare element de convecție, în plus față de ridicarea totală sau cad vertical, face mici mișcări aleatorii în plan orizontal.

Aceste mișcări care dau naștere la frecare dintre elementele individuale convectia decelerat câmp magnetic existent în penei, care facilitează convecția permite gazelor fierbinți să se ridice la o înălțime mai mare și un transfer mai mare a fluxului de energie. Astfel, apariția flare asociate cu convectie crescută cauzată de un câmp magnetic slab.

Injecore - educație relativ stabil.

Ele sunt fără modificări pot persista timp de mai multe săptămâni sau chiar luni.

Spoturi. In zonele cu cele mai mari torțele câștig pot să apară sunspots de câmp magnetic (vezi. Figura 4).

Petele solare vin sub formă de pori mici, cu greu diferite de golurile dintre granulele întunecate. După o zi de timp pentru a se dezvolta într-un punct negru circular cu o margine ascuțită, diametrul care este crescută treptat până la o dimensiune de câteva zeci de mii de kilometri. Fenomenul BSE este însoțită de creșterea treptată a intensității câmpului magnetic în centrul este pete mari ajunge la câteva mii Oe.

Uneori, mai multe pete mici într-o zonă mică alungită în paralel cu ecuatorul, - un grup de pete (a se vedea figura 5.). pete individuale apar mai ales în marginile vestice și estice ale regiunii în care mai mult decât altele în curs de dezvoltare la fața locului de jos - master (Vest) și coadă (est). câmpurile magnetice ale celor două locuri principale și minore adiacente au întotdeauna polaritate opusă de ce acest grup de pete este numit bipolara. După 3-4 zile după apariția marilor pete din jurul lor există penumbră întuneric mai puțin având o structură radială caracteristică. De-a lungul timpului, suprafața ocupată de un grup de pete este crescut treptat, atingând o valoare maximă în jurul a zecea zi. Ulterior pete începe să scadă treptat și să dispară, mai întâi cea mai mică dintre ele, apoi coada (împărțit anterior în mai multe spoturi) în cele din urmă conduce. În general, întregul proces durează aproximativ două luni, dar multe grupuri de pete solare nu au timp să treacă prin toate aceste etape, și dispar înainte.

Partea centrală a spotului apare negru numai din cauza luminozitatea mare a fotosfera. De fapt, în centrul spotului este mai mică decât luminozitatea de numai 10 ori, iar luminozitatea penumbra este de aproximativ 3/4 din luminozitatea fotosfera. Pe baza legii lui Ștefan - Boltzmann, acest lucru înseamnă că temperatura la miile de la fața locului 2-2,5 grade mai mici decât în ​​fotosfera.

Scăderea temperaturii în loc datorită influenței câmpului magnetic asupra convectie. Câmpul magnetic, mai ales dacă este puternic, inhibă mișcarea substanței care apar de-a lungul liniilor. Prin urmare, în zona de convecție este slăbită sub gazul de circulație la fața locului care transferă din partea de jos spre exterior o parte substanțială a energiei. Ca rezultat, temperatura de spot este mai mică decât fotosfera netulburată.

Plages. Cromosfera peste Blot-urile de torțe și mărește luminozitatea acestuia (cromosfera perturbate), contrastul dintre perturbate și neperturbat crește cromosferei cu înălțime. spoturi luminoase vizibile pe aceste spectroheliograms și coincid în contur la poziția de torțe photospheric sunt numite Plages.

flocculus luminozitate crescută decât cromosfera netulburat din jur nici un motiv pentru a determina temperatura sa, ca într-o rară și foarte transparentă în relația spectrului cromosfera continuă între temperatură și radiații nu se supune legii lui Planck.

Flocculus crescută luminozitate în părțile centrale ale liniilor puternice pot fi explicate prin creșterea densității materialului cromosferei 3-5 ori sub valoarea aproape constantă a temperaturii sau doar un nivel slab de mărire acestuia.

Hromosfernyevspyshki. În cromosfera, de obicei, într-o zonă mică între spoturile în curs de dezvoltare, în special în apropierea secțiunii de polaritate de frontieră de câmpuri magnetice puternice, sunt manifestările cu creștere rapidă și cea mai puternică a activității solare, numite rachete de semnalizare chromospheric (a se vedea. Figura 6). La începutul luminozitatea flash a unui noduli lumină plage crește brusc. Adesea, mai puțin de un minut de radiații puternic de-a lungul unei propagates plait lung, sau „umple“ întreaga zonă se întinde pe mii de kilometri. În regiunea vizibilă a luminiscenței de amplificare a spectrului are loc în principal în liniile spectrale ale hidrogenului, calciu ionizat și alte metale. Nivelul crește continuu de spectru, precum și, uneori, atât de mult, astfel încât blițul devine vizibil în lumina albă pe fundalul fotosfera. Concomitent cu radiație vizibilă crește puternic intensitatea ultraviolete și raze X, iar radioul de energie solară.

In timpul focarelor apar cele mai scurte (de exemplu, cele mai „hard“ liniilor spectrale cu raze X, și chiar în unele cazuri, raze gamma. Creșterea (val) a tuturor acestor tipuri de radiații are loc în câteva minute. După atingerea nivelului maxim de radiații slabeste pentru mai multe zeci de minute.

În plus față de creșterea luminozității în timpul focarelor observate mișcare puternică de gaze și emisiile din norul de plasmă sub formă de condensări individuale și „pulverizare“.

Toate aceste fenomene sunt explicate prin eliberarea unor cantități mari de energie, ca urmare a instabilității plasmei situate într-un câmp magnetic foarte neomogen. Ca rezultat al unui proces de interacțiune complexă a câmpului magnetic și a plasmei porțiune substanțială a energiei câmpului magnetic este transformată în căldură, încălzirea gazului la o temperatură de ordinul zecilor de milioane de grade, și se duce la accelerarea norului de plasmă și particule elementare.

Întregul proces are caracterul unei explozii, urmată de o contracție puternică a substanței într-un volum al cromosfera. Cantitatea totală de energie eliberată sub formă de optice, ultraviolete, raze X și radio precum și mersul pe accelerație plasmă și particule individuale ajunge la 28 octombrie 32 -10 erg.

Accelerarea particulelor (corpusculi) - electroni si protoni - are loc în rafale, respectiv, la energii de zeci de keV și câteva MeV. Particulele cu astfel de energii sunt raze cosmice, cu toate că este mult mai puțin energic decât razele cosmice care vin la noi din regiuni îndepărtate ale galaxiei, și pe care le considerăm. Prin urmare, acestea sunt numite „soft“ raze cosmice. Pe langa ele in timpul focarelor de particule formate având o viteză mai mică. Ele formează nori și grinzi corpusculare propagă cu viteze de 500-1000 km / sec. flash-uri de radiații corpusculare explică foarte puternic lor de emisie de raze X și de radio, care diferă de radiația termică menționată mai sus de gaz foarte cald și numit nonthermal. În primul rând, a observat în câteva minute după începerea razei de amplificare rapidă cu lungimi de undă mai multor angstromi se produce din cauza unei decelerări rapide a electronilor razelor cosmice în regiunea activă a câmpurilor magnetice, ca urmare a coliziunii cu particulele cromosferă substanță. În al doilea rând, la scurt timp după focare există un foarte puternic (uneori de milioane de ori) crește capacitatea emisiilor de radio solare, la o anumită frecvență, în scădere treptat cu timpul. Motivul pentru această explozie de radio are loc la aceleasi vibratii plasmatice frecvente cauzate de trecerea prin razelor cosmice. Frecvențele acestor vibrații sunt reduse deoarece corpusculii de penetrare a fluxului generat flash, o mai straturi superioare cromosfera și corona.

Proeminențele. Activitatea Formarea observată în coroană sunt protuberanțe - mai dense și nori reci, luminoase aproximativ aceleași linii spectrale cromosferă. Ei vin în diferite forme și mărimi. Cel mai adesea este un formațiuni foarte lungi, plate, situate aproape perpendicular pe suprafața Soarelui. Prin urmare, în proiecția pe discul solar (pentru spectroheliograms) protuberanțe apar sub formă de fibre curbate (vezi. Figura 7). Protuberanțe - educația cea mai ambițioasă în atmosfera solară, lungimea lor poate ajunge la sute de mii de kilometri, cu toate că lățimea nu depășește 000 km 6000-10. Piesele inferioare unesc cu cromosfera și întindere superioară pentru zeci de mii de kilometri în coroana. Cu toate acestea, există protuberanțe, și mult mai mare.

Prin protuberanțe schimbate în mod constant cromosfera substanță și corona. Acest lucru este evidențiat mișcări frecvent observate atât proeminența și părți ale acestora, care apar la rate de zeci sau sute de kilometri pe secundă.

Originea, evoluția și mișcarea proeminențelor sunt strâns legate de evoluția grupurilor de pete solare. În stadiile incipiente ale regiunii active a petelor solare sunt formate protuberante in apropiere de pete solare de scurtă durată și se schimbă rapid. La etapele ulterioare au loc există protuberanțe rezistente liniștite, fără modificări notabile în termen de câteva săptămâni sau chiar luni, iar apoi pot să apară brusc etapa de activare proeminenta, manifestată în apariția unor mișcări puternice, emisiile de substanțe la coroana și apariția proeminenþe eruptive în mișcare rapidă.

Aktivnyeoblastivkorone. corona Aspect strâns legată de manifestare a activității în atmosfera inferioară. Deasupra pete observate formațiuni caracteristice sub formă de grinzi curbe care seamănă cu bucșe și materialul sigiliu coronal sub formă de nori rotunjite - condensare coronal. Deasupra torțe întregul sistem poate fi vazut raze drepte, ușor ondulate. Proeminențele sunt de obicei înconjurate de arce și căști de protecție de material compactat a coroanei. Toate aceste formațiuni de mai sus pete solare torte si protuberante sunt adesea transformate în raze lungi, care se extind pe distanțe de mai multe raze solare.

Conceptul de centru de activitate solară. Toți considerați activi în formarea atmosferei solare este strâns legată. Apariția episoadelor acute și plage întotdeauna precede aparitia petelor. Focare apar în timpul creșterii mai rapide a grupurilor de pete solare, sau ca urmare a schimbărilor în curs de desfășurare în ele puternice. În același timp, există protuberanțe, care de multe ori continuă să existe pentru o lungă perioadă de timp după prăbușirea regiunii active. Colectarea tuturor manifestărilor de activitate solară asociate cu porțiunea din atmosferă și în curs de dezvoltare pentru o anumită perioadă de timp, numit centrul activității solare.

Structura coroanei este determinată și de localizarea și mișcarea acesteia a liniilor de câmp magnetic care provin de penetrant centre de activitate și, uneori pe distanțe lungi.

Mutarea câmpului magnetic atrage materialul ionizat cu (plasmă) și care formează o etanșare sub forma structurii caracteristice observate. Astfel, de exemplu, razele coronale cauzate de mișcarea coroanei prin grinzi corpusculare, în special, formate în timpul blițului.