Както например в средата на миналото хилядолетие. Всеки жител на нашата планета е наясно, че на основния източник на топлина и светлина има малки затъмнения, които е трудно да се видят без специални устройства. Но не всеки знае факта, че именно те водят до това, което може да повлияе значително на магнитното поле на Земята.
Определение
Говорейки на прост езикСлънчевите петна са тъмни области, които се образуват на повърхността на Слънцето. Грешка е да се смята, че те не излъчват ярка светлина, но в сравнение с останалата част от фотосферата те наистина са много по-тъмни. Тяхната основна характеристика е ниската температура. По този начин слънчевите петна на Слънцето са с около 1500 Келвина по-хладни от другите области около тях. Всъщност те представляват самите области, през които магнитните полета достигат повърхността. Благодарение на това явление можем да говорим за такъв процес като магнитна активност. Съответно, ако има малко петна, тогава това се нарича спокоен период, а когато има много от тях, тогава такъв период ще се нарече активен. По време на последното слънчевото сияние е малко по-ярко поради факлите и флокулите, разположени около тъмните зони.
Учене
Наблюдението на слънчевите петна продължава от дълго време, корените му се връщат към епохата пр.н.е. Така Теофраст Аквински още през 4 век пр.н.е. д. споменава тяхното съществуване в своите произведения. Първа скица на потъмняване на повърхността главна звездае открит през 1128 г., принадлежи на Джон Уорчестър. В допълнение, древните руски произведения от 14-ти век споменават черни слънчеви включвания. Науката започва да ги изучава бързо през 1600 г. Повечето учени от този период се придържаха към версията, че слънчевите петна са планети, движещи се около оста на Слънцето. Но след като Галилей изобретил телескопа, този мит бил разсеян. Той беше първият, който откри, че слънчевите петна са неразделна част от самата слънчева структура. Това събитие породи мощна вълна от изследвания и наблюдения, които не спират оттогава. Съвременно изследванеудивлява въображението със своя мащаб. В продължение на 400 години напредъкът в тази област стана забележим и сега Кралската белгийска обсерватория брои броя на слънчевите петна, но разкриването на всички аспекти на това космическо явление все още продължава.
Външен вид
Дори в училище на децата се разказва за съществуването магнитно поле, но обикновено се споменава само полоидният компонент. Но теорията за слънчевите петна също включва изучаване на тороидалния елемент, ние вече говорим за магнитното поле на Слънцето. Не може да се изчисли близо до Земята, тъй като не се появява на повърхността. По-различно е положението с небесното тяло. При определени условия магнитната тръба изплува през фотосферата. Както може би се досещате, това излъчване причинява образуването на слънчеви петна на повърхността. Най-често това се случва масово, поради което най-често се срещат групови натрупвания на петна.
Свойства
Средно тя достига 6000 K, докато за петната е около 4000 K. Това обаче не им пречи все още да произвеждат мощно количество светлина. Слънчевите петна и активните региони, тоест групи от слънчеви петна, имат различен живот. Първите живеят от няколко дни до няколко седмици. Но последните са много по-издръжливи и могат да останат във фотосферата с месеци. Що се отнася до структурата на всяко отделно петно, тя изглежда сложна. Централната му част се нарича сянка, която изглежда едноцветна на външен вид. От своя страна той е заобиколен от полусянка, характеризираща се със своята променливост. В резултат на контакта на студена плазма и магнитна плазма върху него се забелязват вибрации на веществото. Размерите на слънчевите петна, както и техният брой в групи, могат да бъдат много различни.
Цикли на слънчевата активност
Всеки знае, че нивото постоянно се променя. Тази ситуация доведе до появата на концепцията за 11-годишния цикъл. Слънчевите петна, техният външен вид и брой са много тясно свързани с това явление. Този въпрос обаче остава спорен, тъй като един цикъл може да варира от 9 до 14 години, а нивото на активност постоянно се променя от век на век. Така може да има периоди на някакво затишие, когато практически няма петна повече от една година. Но може да се случи и обратното, когато техният брой се счита за ненормален. Преди това отброяването на началото на цикъла започваше от момента на минимума слънчева активност. Но с появата на подобрени технологии изчислението започва от момента, в който полярността на петната се промени. Данните за минали слънчеви дейности са достъпни за изучаване, но те едва ли ще бъдат най-надеждният помощник в предсказването на бъдещето, тъй като природата на Слънцето е много непредсказуема.
Въздействие върху планетата
Не е тайна, че Слънцето тясно взаимодейства с нашето ежедневие. Земята е постоянно атакувана от различни външни дразнители. Планетата е защитена от тяхното разрушително въздействие от магнитосферата и атмосферата. Но, за съжаление, те не са в състояние да му устоят напълно. Така сателитите могат да бъдат деактивирани, радиокомуникациите да бъдат нарушени и астронавтите са изложени на повишена опасност. Освен това радиацията влияе върху изменението на климата и дори върху външния вид на човека. Има такова нещо като слънчеви петна по тялото, които се появяват под въздействието на ултравиолетова радиация.
Този въпрос все още не е добре проучен, както и влиянието на слънчевите петна върху ежедневиетохората. Друго явление, което зависи от магнитните смущения, може да се нарече Магнитните бури са се превърнали в едно от най-известните последствия от слънчевата активност. Те представляват друго външно поле около Земята, което е успоредно на постоянното. Съвременните учени дори свързват повишената смъртност, както и обострянето на заболяванията на сърдечно-съдовата система с появата на точно това магнитно поле. И сред хората дори постепенно започна да се превръща в суеверие.
Няма живо съществоняма да има растеж без слънчева светлина. Всичко ще изсъхне, особено растенията. Дори природните ресурси - въглища, природен газ, нефт - са форма на слънчева енергия, която е била складирана. Това се доказва от съдържащия се в тях въглерод, натрупан от растенията. Според учените всякакви промени в производството на слънчева енергия неизбежно ще доведат до промени в климата на Земята. Какво знаем за тези промени? Какво представляват слънчевите петна, изригванията и какво означава тяхната поява за нас?
Извор на живот
Звезда, наречена Слънце, е нашият източник на топлина и енергия. Благодарение на това светило се поддържа живот на Земята. Ние знаем повече за Слънцето, отколкото за всяка друга звезда. Това е разбираемо, тъй като ние сме част от Слънчевата система и се намираме само на 150 милиона км от нея.
Голям интерес за учените представляват слънчевите петна, които възникват, развиват се и изчезват, а на мястото на изчезналите се появяват нови. Понякога могат да се образуват гигантски петна. Например през април 1947 г. беше възможно да се наблюдава сложно петно на Слънцето с площ, превишаваща земната повърхност 350 пъти! Можеше да се наблюдава с просто око.
Изследване на процесите в централното осветително тяло
Има големи обсерватории, които разполагат със специални телескопи за изследване на Слънцето. Благодарение на подобно оборудване астрономите могат да разберат какви процеси протичат на Слънцето и как влияят върху живота на земята. Освен това, благодарение на проучването слънчеви процесиучените могат да научат повече за други звездни обекти.
Енергията на Слънцето в повърхностния слой излиза под формата на светлина. Астрономите са регистрирали значителна разлика в слънчевата активност, както се вижда от слънчеви петна, появяващи се на звездата. Те представляват по-малко светли и по-хладни области на слънчевия диск в сравнение с общата яркост на фотосферата.
Слънчеви образувания
Големите петна са доста сложни. Те се характеризират с полусянка, която обгражда тъмната област на сянката и има диаметър повече от два пъти по-голям от размера на самата сянка. Ако наблюдавате слънчеви петна по ръба на диска на нашата звезда, ще получите впечатлението, че това е дълбока чиния. Изглежда по този начин, защото газът в петната е по-прозрачен, отколкото в околната атмосфера. Затова погледът ни прониква по-дълбоко. Температура на сянката 3(4) x 103 K.
Астрономите са открили, че основата на типично слънчево петно е на 1500 км под повърхността около него. Това откритие е направено от учени от университета в Глазгоу през 2009 г. Астрономическата група се ръководи от Ф. Уотсън.
Температура на слънчевите образувания
Интересно е, че размерът на слънчевите петна може да бъде малък, с диаметър от 1000 до 2000 км, или гигантски. Размерите на последния значително надвишават тези на земното кълбо.
Самото слънчево петно е мястото, където най-силните магнитни полета влизат във фотосферата. Намалявайки енергийния поток, магнитните полета идват от самите дълбини на Слънцето. Следователно на повърхността, на местата, където има слънчеви петна, температурата е приблизително с 1500 K по-ниска, отколкото на околната повърхност. Съответно тези процеси правят тези места по-малко светли.
Тъмните образувания на Слънцето образуват групи от големи и малки петна, които могат да заемат внушителна площ върху диска на звездата. Картината на образуванията обаче е нестабилна. Постоянно се променя, тъй като слънчевите петна също са нестабилни. Те, както бе споменато по-горе, възникват, променят се по размер и се разпадат. Продължителността на живота на групи от тъмни образувания обаче е доста голяма. Издържа 2-3 слънчеви оборота. Периодът на въртене на самото Слънце продължава приблизително 27 дни.
Открития
Когато Слънцето потъне под хоризонта, можете да видите петна от голям размер. Ето как китайските астрономи са изследвали слънчевата повърхност преди 2000 години. В древността се е смятало, че петната са следствие от процеси, протичащи на Земята. През 17 век това мнение е опровергано от Галилео Галилей. Благодарение на използването на телескопа той успя да направи много важни открития:
- относно появата и изчезването на петна;
- за промени в размера и тъмни образувания;
- формата, която черните петна имат върху Слънцето, се променя, когато се приближат до границата на видимия диск;
- Изучавайки движението на тъмните петна по слънчевия диск, Галилей доказа въртенето на Слънцето.
Сред всички малки петна обикновено се открояват две големи, които образуват биполярна група.
През 1859 г., на 1 септември, двама английски астрономи независимо един от друг наблюдават Слънцето в бяла светлина. Това бяха Р. Карингтън и С. Ходжсън. Видяха нещо като светкавица. Изведнъж блесна сред една група слънчеви петна. По-късно това явление е наречено слънчево изригване.
Експлозии
Какви характеристики имат слънчевите изригвания и как възникват? Накратко: това е много мощен взрив на главното светило. Благодарение на него бързо се освобождава огромно количество натрупана енергия слънчева атмосфера. Както е известно, обемът на тази атмосфера е ограничен. Избухванията възникват най-често в райони, считани за неутрални. Разположени са между големите биполярни петна.
По правило слънчевите изригвания започват да се развиват с рязко и неочаквано увеличение на яркостта на мястото на изригването. Това е област на по-ярката и по-гореща фотосфера. След това настъпва експлозия с катастрофални размери. По време на експлозията плазмата се нагрява от 40 до 100 милиона K. Тези прояви могат да се наблюдават при многократното усилване на ултравиолетовото и рентгеновото лъчение на късите вълни от Слънцето. Освен това нашата звезда издава мощен звук и изхвърля ускорени корпускули.
Какви процеси протичат и какво се случва със Слънцето по време на изригвания?
Понякога възникват такива мощни изригвания, които генерират слънчеви космически лъчи. Протоните на космическите лъчи достигат половината от скоростта на светлината. Тези частици са носители на смъртоносна енергия. Те могат лесно да проникнат в тялото космически кораби унищожават живите организми клетъчно ниво. Следователно слънчевите космически кораби представляват голяма опасност за екипажа, който е застигнат от внезапна светкавица по време на полета.
Така Слънцето излъчва радиация под формата на частици и електромагнитни вълни. Общият поток от радиация (видим) винаги остава постоянен. И то с точност до част от процента. Винаги могат да се наблюдават слаби изригвания. Големите се случват на всеки няколко месеца. През годините на максимална слънчева активност няколко пъти месечно се наблюдават големи изригвания.
Изучавайки какво се случва със Слънцето по време на изригвания, астрономите успяха да измерят продължителността на тези процеси. Една малка светкавица продължава от 5 до 10 минути. Най-мощният - до няколко часа. По време на изригването в околослънчевото пространство се изхвърля плазма с маса до 10 милиарда тона. Това освобождава енергия, еквивалентна на десетки до стотици милиони водородни бомби! Но мощността дори на най-големите изригвания няма да бъде повече от стотни от процента от мощността на общата слънчева радиация. Ето защо по време на изригване няма забележимо увеличение на яркостта на Слънцето.
Слънчеви трансформации
5800 K е приблизително същата температура на повърхността на слънцето, а в центъра достига 16 милиона K. слънчева повърхностсе наблюдават мехурчета (зърнистост). Те могат да се видят само със слънчев телескоп. Чрез процеса на конвекция, протичащ в слънчевата атмосфера, топлинната енергия се пренася от долните слоеве към фотосферата и й придава пенеста структура.
Не само температурата на повърхността на Слънцето и в самия му център е различна, но и плътността и налягането. Всички показатели нарастват с дълбочина. Тъй като температурата в ядрото е много висока, там протича реакция: водородът се превръща в хелий и се отделя огромно количество топлина. Така Слънцето се предпазва от компресиране под въздействието на собствената си гравитация.
Интересното е, че нашата звезда е единична типична звезда. Маса и размер на звездата Слънце в диаметър, съответно: 99,9% от масата на обектите слънчева системаи 1,4 млн. км. На Слънцето като звезда му остават 5 милиарда години живот. Постепенно ще се затопли и ще се увеличи по размер. На теория ще дойде време, когато целият водород в централното ядро ще бъде изразходван. Слънцето ще стане 3 пъти по-голямо от сегашния си размер. В крайна сметка ще се охлади и ще се превърне в бяло джудже.
Периодично Слънцето се покрива с тъмни петна по целия си периметър. Те бяха открити за първи път с невъоръжено око от древни китайски астрономи, докато официалното откриване на петната се състоя през началото на XVII ввек, по време на появата на първите телескопи. Открити са от Кристоф Шайнер и Галилео Галилей.
Галилей, въпреки факта, че Шайнер откри петната по-рано, беше първият, който публикува данни за откритието си. Въз основа на тези петна той успя да изчисли периода на въртене на звездата. Той откри, че Слънцето се върти, както би се въртяло твърдо, а скоростта на въртене на неговата материя варира в зависимост от географската ширина.
Днес е възможно да се определи, че петната са области от по-студена материя, които се образуват в резултат на излагане на висока магнитна активност, която пречи на равномерния поток от гореща плазма. Петната обаче все още не са напълно разбрани.
Например, астрономите не могат да кажат със сигурност какво причинява по-ярката граница, която обгражда тъмната част на слънчевото петно. Те могат да бъдат с дължина до две хиляди километра и ширина до сто и петдесет. Изследването на петната се затруднява от сравнително малкия им размер. Въпреки това, има мнение, че нишките са възходящи и низходящи газови потоци, образувани в резултат на факта, че горещата материя от дълбините на Слънцето се издига на повърхността, където се охлажда и пада обратно. Учените са установили, че низходящите течения се движат със скорост от 3,6 хил. км/ч, докато възходящите течения се движат със скорост около 10,8 хил. км/ч.
Мистерията на тъмните петна по Слънцето е разгадана
Учените са открили природата на ярките нишки, които обрамчват тъмните петна на Слънцето Тъмните петна на Слънцето са области от по-хладен материал. Те се появяват, защото много високата магнитна активност на Слънцето може да попречи на горещата плазма да тече равномерно. Към днешна дата обаче много подробности за структурата на петната остават неясни.
По-специално, учените нямат ясно обяснение за природата на по-ярките нишки, обграждащи тъмната част на петното. Дължината на такива нишки може да достигне две хиляди километра, а ширината - 150 километра. Поради относително малкия размер на петното е доста трудно за изучаване. Много астрономи вярваха, че нишките са възходящи и низходящи газови потоци - гореща материя се издига от дълбините на Слънцето към повърхността, където се разпространява, охлажда и пада надолу с голяма скорост.
Авторите на новата работа са наблюдавали звездата с помощта на шведски соларен телескоп с основно огледало с диаметър един метър. Учените откриха тъмни низходящи потоци от газ, движещи се със скорост около 3,6 хиляди километра в час, както и ярки възходящи потоци, чиято скорост беше около 10,8 хиляди километра в час.
Наскоро друг екип от учени успя да постигне много значим резултат в изследването на Слънцето - устройствата на NASA STEREO-A и STEREO-B бяха разположени около звездата, така че сега специалистите могат да наблюдават триизмерно изображение на Слънцето.
Новини от науката и технологиите
Американският астроном любител Хауърд Ескилдсен наскоро направи снимки на тъмно петно на Слънцето и откри, че това петно сякаш прорязва ярък мост от светлина.
Ескилдсен наблюдава слънчевата активност от домашната си обсерватория в Окала, Флорида. На снимки на тъмно петно № 1236 той забеляза интересен феномен. Светъл каньон, наричан още светъл мост, раздели това тъмно петно приблизително наполовина. Изследователят изчислява, че дължината на този каньон е около 20 хиляди км, което е почти два пъти повече от диаметъра на Земята.
Използвах лилав Ca-K филтър, който подчертава ярките магнитни характеристики около група слънчеви петна. Също така ясно се виждаше как светлинният мост разрязва слънчевото петно на две части, обяснява Ескилдсен феномена.
Естеството на светлинните мостове все още не е напълно проучено. Появата им много често предвещава разпадането на слънчевите петна. Някои изследователи отбелязват, че светлинните мостове възникват от пресичането на магнитни полета. Тези процеси са подобни на тези, които причиняват ярки изригвания на Слънцето.
Можем да се надяваме, че в близко бъдеще на това място ще се появи ярка светкавица или че петно № 1236 може най-накрая да се раздели наполовина.
Тъмните слънчеви петна са относително студени области на Слънцето, които се появяват на места, където мощни магнитни полета достигат повърхността на звездата, смятат учените.
НАСА заснема рекордни слънчеви петна
Американската космическа агенция е регистрирала големи петна по повърхността на Слънцето. Снимки на слънчеви петна и техните описания можете да видите на уебсайта на НАСА.
Наблюденията са извършени на 19 и 20 февруари. Петната, открити от специалистите на НАСА, се характеризират с висок темп на растеж. Един от тях нарасна за 48 часа до размер шест пъти по-голям от диаметъра на Земята.
Слънчевите петна се образуват в резултат на повишена активност на магнитното поле. Благодарение на усилването на полето в тези области се потиска активността на заредените частици, в резултат на което температурата на повърхността на петната е значително по-ниска, отколкото в други области. Това обяснява локалното потъмняване, наблюдавано от Земята.
Слънчевите петна са нестабилни образувания. В случай на взаимодействие с подобни структури с различна полярност, те се срутват, което води до освобождаване на плазмени потоци в околното пространство.
Когато такъв поток достигне Земята, по-голямата част от него се неутрализира от магнитното поле на планетата и остатъците се стичат към полюсите, където могат да бъдат наблюдавани като полярно сияние. Слънчевите изригвания с висока мощност могат да причинят смущения в сателитите, електрическите уреди и енергийни мрежина Земята.
Тъмните петна по Слънцето са изчезнали
Учените са притеснени, тъй като на повърхността на Слънцето не се вижда нито едно тъмно петно, което беше наблюдавано преди няколко дни. Това е въпреки факта, че звездата е в средата на 11-годишен цикъл на слънчева активност.
Обикновено тъмните петна се появяват на места, където има повишена магнитна активност. Това могат да бъдат слънчеви изригвания или изхвърляне на коронална маса, които освобождават енергия. Не е известно какво причинява такова затишие в периода на повишена магнитна активност.
Според някои експерти трябваше да се очакват дни без слънчеви петна и това е само временно прекъсване. Например на 14 август 2011 г. на звездата не беше забелязано нито едно тъмно петно, но като цяло годината беше придружена от доста сериозна слънчева активност.
Всичко това подчертава, че учените по същество не знаят какво се случва на Слънцето и не знаят как да предвидят неговата активност, казва Тони Филипс, експерт в областта на слънчевата физика.
Алекс Йънг от Goddard Space Flight Center споделя същото мнение. Наблюдаваме слънцето в детайли едва от 50 години. Това не е толкова дълго, като се има предвид, че се върти от 4,5 милиарда години, отбелязва Йънг.
Слънчевите петна са основният индикатор за слънчевата магнитна активност. В тъмните области температурата е по-ниска, отколкото в околните области на фотосферата.
Източници: tainy.net, lenta.ru, www.epochtimes.com.ua, respect-youself.livejournal.com, mir24.tv
Лондонската кула - кралска резиденция
Стивън Хокинг: опасните възможности на изкуствения интелект
Пирамидите на Крим
Олмек - мистерията на Сан Лоренцо
VLA телескоп
Създаването е мотивирано от необходимостта, ясно призната в началото на шейсетте години, да има инструмент, способен да конструира образи и в същото време да има максимално...
Текстове за едностранични сайтове
Едностраничните сайтове, както подсказва името им, представляват една интернет страница, която съдържа максимум полезна информацияза това,...
Стволови клетки
Стволовите клетки са може би най-много невероятно откритиенаука. Лечението със стволови клетки е медицинско откритие на века, което може да промени...
Римска баня
Римските бани или баните са едни от най-удивителните структури, достигнали до нас от древността. Баните са възникнали през...
Актуализиране на пластмасови прозорци
Някои от основните функции на вашия доставчик на дограма са да ви информира за качествените материали, използвани в производството на крила, рамки и...
Сергей Богачев
Как са подредени слънчевите петна?
На слънчевия диск се е появил един от най-големите активни региони тази година, което означава, че на Слънцето отново има петна - въпреки факта, че нашата звезда навлиза в периода. Сергей Богачев, служител в лабораторията по рентгенова слънчева астрономия на Физическия институт „Лебедев“, доктор на физико-математическите науки, говори за природата и историята на откриването на слънчевите петна, както и за тяхното въздействие върху земната атмосфера.
През първото десетилетие на 17 век италианският учен Галилео Галилей и немският астроном и механик Кристоф Шайнер приблизително едновременно и независимо един от друг усъвършенстват изобретения няколко години по-рано телескоп (или телескоп) и създават на негова основа хелиоскоп - устройство който ви позволява да наблюдавате Слънцето, като проектирате изображението му на стената. В тези изображения те откриха детайли, които биха могли да бъдат сбъркани с дефекти на стената, ако не се движеха заедно с изображението - малки петна, осеяли повърхността на идеалния (и отчасти божествен) център небесно тяло- Слънцето. Така слънчевите петна влязоха в историята на науката и в живота ни влезе поговорката, че в света няма нищо идеално: „И на Слънцето има петна“.
Слънчевите петна са основната характеристика, която може да се види на повърхността на нашата звезда без използването на сложно астрономическо оборудване. Видимите размери на петната са от порядъка на една дъгова минута (размер на монета от 10 копейки от разстояние 30 метра), което е на границата на разделителната способност на човешкото око. Въпреки това, много проста оптично устройство, като се увеличава само няколко пъти, за да бъдат открити тези обекти, което всъщност се е случило в Европа в началото на 17 век. Индивидуални наблюдения на петна обаче редовно се случваха преди това и често те бяха направени просто на око, но оставаха незабелязани или неразбрани.
Известно време те се опитваха да обяснят природата на петната, без да засягат идеалността на Слънцето, например като облаци в слънчевата атмосфера, но бързо стана ясно, че те се отнасят само посредствено към слънчевата повърхност. Тяхната природа обаче остава загадка до първата половина на 20 век, когато за първи път са открити магнитни полета на Слънцето и се оказва, че местата, където са концентрирани, съвпадат с местата, където се образуват слънчевите петна.
Защо петната изглеждат тъмни? На първо място, трябва да се отбележи, че тяхната тъмнина не е абсолютна. По-скоро е подобен на тъмния силует на човек, стоящ на фона на осветен прозорец, т.е. той се вижда само на фона на много ярка околна светлина. Ако измерите "яркостта" на петното, ще откриете, че то също излъчва светлина, но само на ниво 20-40 процента от нормалната светлина на Слънцето. Този факт е достатъчен, за да се определи температурата на петното без никакви допълнителни измервания, тъй като потокът от топлинна радиация от Слънцето е уникално свързан с неговата температура чрез закона на Стефан-Болцман (потокът от радиация е пропорционален на температурата на излъчване тяло на четвърта степен). Ако вземем за единица яркостта на нормалната повърхност на Слънцето с температура около 6000 градуса по Целзий, тогава температурата на слънчевите петна трябва да бъде около 4000-4500 градуса. Строго погледнато, това е така - слънчевите петна (и това по-късно беше потвърдено от други методи, например спектроскопски изследвания на радиацията) са просто области на слънчевата повърхност с по-ниска температура.
Връзката между петната и магнитните полета се обяснява с влиянието на магнитното поле върху температурата на газа. Това влияние се дължи на наличието на конвективна (кипеща) зона в Слънцето, която се простира от повърхността до дълбочина около една трета от слънчевия радиус. Кипенето на слънчевата плазма непрекъснато издига гореща плазма от нейните дълбини към повърхността и по този начин повишава повърхностната температура. В области, където повърхността на Слънцето е пробита от тръби със силно магнитно поле, ефективността на конвекцията се потиска, докато спре напълно. В резултат на това, без попълване на гореща конвективна плазма, повърхността на Слънцето се охлажда до температури от около 4000 градуса. Образува се петно.
В наши дни слънчевите петна се изучават главно като центрове на активни слънчеви области, в които се концентрират слънчеви изригвания. Факт е, че магнитното поле, чийто „източник“ са слънчевите петна, внася в слънчевата атмосфера допълнителни резерви от енергия, които са „допълнителни“ за Слънцето и то, като всяка физическа система, която се стреми да минимизира енергията си, се опитва да се отървете от тях. Тази допълнителна енергия се нарича свободна енергия. Има два основни механизма за освобождаване на излишната енергия.
Първият е, когато Слънцето просто изхвърля в междупланетното пространство частта от атмосферата, която го натоварва, заедно с излишните магнитни полета, плазма и течения. Тези явления се наричат изхвърляне на коронална маса. Съответните емисии, разпространяващи се от Слънцето, понякога достигат колосални размери от няколко милиона километра и са, по-специално, основна причинамагнитни бури - въздействието на такъв плазмен съсирек върху магнитното поле на Земята го изважда от баланс, кара го да трепти и също така укрепва електрически токове, протичащи в магнитосферата на Земята, което е същността на магнитна буря.
Вторият начин са слънчевите изригвания. В този случай свободната енергия се изгаря директно в слънчевата атмосфера, но последствията от това могат да достигнат и Земята - под формата на потоци от твърда радиация и заредени частици. Такова облъчване, което е радиационно по природа, е една от основните причини за неуспех. космически кораб, както и полярното сияние.
Въпреки това, след като сте открили слънчево петно на Слънцето, не трябва веднага да се подготвяте за слънчеви изригвания и магнитни бури. Доста често срещана ситуация е, когато появата на петна върху слънчевия диск, дори рекордно големи, не води дори до минимално повишаване на нивото на слънчевата активност. защо се случва това Това се дължи на естеството на освобождаването на магнитна енергия на Слънцето. Такава енергия не може да бъде освободена от един магнитен поток, точно както магнитът, който лежи на масата, колкото и да се разклаща, няма да създаде никакви слънчево изригване. Трябва да има поне две такива нишки и те трябва да могат да взаимодействат една с друга.
Тъй като една магнитна тръба, пронизваща повърхността на Слънцето на две места, създава две петна, всички групи петна, в които има само две или едно петно, не могат да създават изригвания. Тези групи са формирани от една нишка, която няма с какво да взаимодейства. Такава двойка петна може да бъде гигантска и да съществува на слънчевия диск с месеци, плашейки Земята с размерите си, но няма да създаде нито едно, дори минимално изригване. Такива групи имат класификация и се наричат тип Алфа, ако има едно петно, или Бета, ако има две.
Сложно слънчево петно от типа Бета-Гама-Делта. Отгоре - видимо място, отдолу - магнитни полета, показани с помощта на HMI инструмента на борда на космическата обсерватория SDO
Ако намерите съобщение за появата на ново слънчево петно на Слънцето, отделете време и погледнете вида на групата. Ако е Алфа или Бета, тогава не е нужно да се притеснявате - Слънцето няма да произведе никакви изригвания или магнитни бури през следващите дни. По-труден клас е Гама. Това са групи от слънчеви петна, в които има няколко петна със северна и южна полярност. В такава област има поне два взаимодействащи магнитни потока. Съответно такава зона ще загуби магнитна енергия и ще подхрани слънчевата активност. И накрая, последният клас е Beta Gamma. Това са най-сложните области, с изключително заплетено магнитно поле. Ако такава група се появи в каталога, няма съмнение, че Слънцето ще разгадае тази система поне за няколко дни, изгаряйки енергия под формата на изригвания, включително големи, и изхвърляйки плазма, докато опрости тази система до проста Алфа или бета конфигурация.
Въпреки това, въпреки „ужасяващата“ връзка на петна с факли и магнитни бури, не бива да забравяме, че това е едно от най-забележителните астрономически явления, които могат да се наблюдават от повърхността на Земята с любителски инструменти. И накрая, слънчевите петна са много красив обект - просто погледнете техните изображения, взети от висока резолюция. Тези, които дори след това не могат да забравят за негативните страни на това явление, могат да бъдат утешени от факта, че броят на петната на Слънцето все още е сравнително малък (не повече от 1 процент от повърхността на диска, и често много по-малко).
Редица видове звезди, поне червени джуджета, „страдат“ в много по-голяма степен - до десетки процента от площта им може да бъде покрита с петна. Можете да си представите какви са хипотетичните обитатели на съответните планетарни системи и за пореден път се зарадвайте на това до каква относително спокойна звезда имаме късмета да живеем.
В тези области.
Броят на слънчевите петна (и свързаното с тях число на Волф) е един от основните индикатори за слънчевата магнитна активност.
Енциклопедичен YouTube
1 / 2
✪ Физика на Слънцето; слънчеви петна (разказ на Владимир Обридко)
✪ Слънчеви петна 26.08.2011г. Москва 14:00 .avi
субтитри
История на изследването
Първите съобщения за слънчеви петна датират от 800 г. пр.н.е. д. в Китай.
Петната са изобразени за първи път през 1128 г. в хрониката на Джон от Уорчестър.
Първото известно споменаване на слънчеви петна в древната руска литература се съдържа в Никоновата хроника, в записи, датиращи от втората половина на 14 век:
имаше знамение на небето, слънцето беше като кръв и в него местата бяха черни
имаше знак на слънцето, местата бяха черни на слънцето, като гвоздеи, и тъмнината беше голяма
Ранните изследвания са фокусирани върху природата на петната и тяхното поведение. Въпреки че физическа природаПетната остават неясни до 20 век; наблюденията продължават. До 19 век вече има достатъчно дълга поредица от наблюдения на слънчеви петна, за да се забележат периодични вариации в слънчевата активност. През 1845 г. Д. Хенри и С. Александър (англ. С. Александър) от Принстънския университет проведе наблюдения на Слънцето с помощта на специален термометър (en:thermopile) и установи, че интензитетът на радиацията на слънчевите петна, в сравнение с околните райони на Слънцето, е намален.
Възникване
Петната възникват в резултат на смущения в отделни участъци от магнитното поле на Слънцето. В началото на този процес тръбите с магнитно поле „пробиват“ фотосферата в областта на короната и силното поле потиска конвективното движение на плазмата в гранулите, предотвратявайки преноса на енергия от вътрешните области навън в тези места . Първо на това място се появява факла, малко по-късно и на запад - малка точка, т.нар време е, с размери няколко хиляди километра. В продължение на няколко часа магнитудът на магнитната индукция се увеличава (при първоначални стойности от 0,1 тесла), размерът и броят на порите се увеличават. Те се сливат помежду си и образуват едно или повече петна. По време на периода на най-голяма активност на слънчевите петна стойността на магнитната индукция може да достигне 0,4 тесла.
Продължителността на живота на петна достига няколко месеца, тоест отделни групи петна могат да се наблюдават по време на няколко оборота на Слънцето. Именно този факт (движението на наблюдаваните петна по слънчевия диск) послужи като основа за доказване на въртенето на Слънцето и направи възможно извършването на първите измервания на периода на въртене на Слънцето около оста си.
Петната обикновено се образуват на групи, но понякога се появява едно петно, което продължава само няколко дни, или биполярна група: две петна с различна магнитна полярност, свързани с линии на магнитно поле. Западното петно в такава биполярна група се нарича „водещо“, „глава“ или „P-точка“ (от английски предхождащ), източното - „роб“, „опашка“ или „F-точка“ (от английски следващ ).
Само половината от петната живеят повече от два дни, а само една десета - повече от 11 дни.
В началото на 11-годишния цикъл на слънчева активност петна върху Слънцето се появяват на високи хелиографски ширини (от порядъка на ±25-30°), а с напредването на цикъла петната мигрират към слънчевия екватор, достигайки шир. от ±5-10° в края на цикъла. Този модел се нарича "закон на Споерер".
Групите слънчеви петна са ориентирани приблизително успоредно на слънчевия екватор, но има известен наклон на оста на групата спрямо екватора, който има тенденция да се увеличава за групи, разположени по-далеч от екватора (т.нар. „закон на Джой“).
Свойства
Повърхността на Слънцето в района, където се намира слънчевото петно, се намира приблизително на 500-700 km по-ниско от повърхността на околната фотосфера. Това явление се нарича "депресия на Уилсън".
Слънчевите петна са области на най-голяма активност на Слънцето. Ако има много петна, тогава има голяма вероятност да възникне повторно свързване на магнитни линии - линиите, преминаващи в рамките на една група петна, се рекомбинират с линии от друга група петна, които имат обратна полярност. Видимият резултат от този процес е слънчево изригване. Изблик на радиация, достигащ Земята, причинява силни смущения в нейното магнитно поле, нарушава работата на сателитите и дори засяга обекти, разположени на планетата. Поради смущения в магнитното поле на Земята, вероятността северното сияние да се появи при ниски температури се увеличава. географски ширини. Земната йоносфера също е подложена на колебания в слънчевата активност, което се проявява в промени в разпространението на късите радиовълни.
Класификация
Петната се класифицират в зависимост от техния живот, размер и местоположение.
Етапи на развитие
Локалното усилване на магнитното поле, както беше споменато по-горе, забавя движението на плазмата в конвекционните клетки, като по този начин забавя преноса на топлина към повърхността на Слънцето. Охлаждането на засегнатите от този процес гранули (с приблизително 1000 °C) води до тяхното потъмняване и образуване на единично петно. Някои от тях изчезват след няколко дни. Други се развиват в биполярни групи от две петна, магнитните линии в които имат противоположни полярности. Те могат да образуват групи от много петна, които, ако площта се увеличи допълнително, полусянкакомбинират до стотици петна, достигайки размери от стотици хиляди километри. След това се наблюдава бавно (в продължение на няколко седмици или месеци) намаляване на активността на петната и намаляване на размера им до малки двойни или единични точки.
Най-големите групи слънчеви петна винаги имат свързана група в другото полукълбо (северно или южно). В такива случаи магнитните линии излизат от петна в едното полукълбо и влизат в петна в другото.
Размери на петна група
Размерът на група от петна обикновено се характеризира с нейния геометричен размер, както и с броя на петната, включени в нея, и тяхната обща площ.
В група може да има от едно до сто и половина или повече места. Площите на групите, които удобно се измерват в милионни от площта на слънчевото полукълбо (m.s.p.), варират от няколко m.s.s. до няколко хиляди m.s.p.
Слънчевият цикъл е свързан с честотата на слънчевите петна, тяхната активност и продължителност на живота. Един цикъл обхваща приблизително 11 години. По време на периоди на минимална активност на Слънцето има много малко или никакви слънчеви петна, докато по време на периоди на максимална активност може да има няколкостотин от тях. В края на всеки цикъл полярността на слънчевото магнитно поле се обръща, така че е по-правилно да се говори за 22-годишен слънчев цикъл.
Продължителност на цикъла
Въпреки че средният цикъл на слънчева активност продължава около 11 години, има цикли с продължителност от 9 до 14 години. Средните стойности също се променят през вековете. Така през 20 век средната продължителност на цикъла е била 10,2 години.
Формата на цикъла не е постоянна. Швейцарският астроном Макс Валдмайер твърди, че преходът от минимална към максимална слънчева активност се случва толкова по-бързо, колкото по-голям е максималният брой слънчеви петна, регистрирани в този цикъл (така нареченото „правило на Валдмайер“).
Начало и край на цикъла
В миналото за начало на цикъла се е смятал моментът, в който слънчевата активност е била в минималната си точка. Благодарение на съвременни методиизмервания, стана възможно да се определи промяната в полярността на слънчевото магнитно поле, така че сега моментът на промяна в полярността на слънчевите петна се приема за начало на цикъла. [ ]
Номерирането на циклите е предложено от R. Wolf. Първият цикъл, според това номериране, започва през 1749 г. През 2009 г. започна 24-ият слънчев цикъл.
Данни за последните слънчеви цикли
Номер на цикъл Начална година и месец Година и месец на максимума Максимален брой петна 18 1944-02 1947-05 201 19 1954-04 1957-10 254 20 1964-10 1968-03 125 21 1976-06 1979-01 167 22 1986-09 1989-02 165 1996-09 2000-03 139 24 2008-01 2012-12* 87*
- Последен ред данни - прогноза
Има периодичност на промяната максимално количествослънчеви петна с характерен период от около 100 години („вековен цикъл“). Последните спадове на този цикъл са настъпили приблизително 1800-1840 и 1890-1920. Има предположение за съществуването на цикли с още по-голяма продължителност.
