Слънчево петно. За появата и изчезването на петна по слънцето. Лондонската кула - кралска резиденция

Сергей Богачев

Как са подредени слънчевите петна?

На диска на Слънцето се появи един от най-големите активни региони тази година, което означава, че на Слънцето отново има петна - въпреки факта, че нашата звезда навлиза в период. Докторът на физико-математическите науки Сергей Богачев, служител на лабораторията по рентгенова слънчева астрономия на Физическия институт „Лебедев“, разказва за природата и историята на откриването на слънчеви петна, както и за тяхното влияние върху земната атмосфера.

През първото десетилетие на 17-ти век италианският учен Галилео Галилей и немският астроном и механик Кристоф Шайнер, приблизително едновременно и независимо един от друг, подобриха изобретения няколко години по-рано телескоп (или телескоп) и създадоха на негова основа хелиоскоп - устройство, което ви позволява да наблюдавате Слънцето, като проектирате снимката му на стената. В тези изображения те откриха детайли, които биха могли да бъдат сбъркани с дефекти на стените, ако не се движеха заедно с изображението - малки петна, осеяли повърхността на идеалното (и отчасти божествено) централно небесно тяло - Слънцето. Така слънчевите петна влязоха в историята на науката, а поговорката, че в света няма нищо съвършено: „Има петна по Слънцето“ в живота ни.

Слънчевите петна са основната характеристика, която може да се види на повърхността на нашата звезда без използването на сложни астрономически техники. Видимият размер на петната е около една ъглова минута (размерът на монета от 10 копейки от разстояние 30 метра), което е на границата на разделителната способност на човешкото око. Достатъчно обаче е много просто оптично устройство, увеличаващо само няколко пъти, за да бъдат открити тези обекти, което всъщност се е случило в Европа в началото на 17 век. Отделни наблюдения на петна обаче са се случвали редовно и преди това и често са правени просто с око, но са оставали незабелязани или неразбрани.

Известно време те се опитваха да обяснят природата на петната, без да засягат идеалността на Слънцето, например като облаците в слънчевата атмосфера, но бързо стана ясно, че те са посредствени за слънчева 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 на концентрацията им съвпадат с местата, където се образуват петна.

Защо петната изглеждат тъмни? На първо място, трябва да се отбележи, че тяхната тъмнина не е абсолютна. По-скоро е като тъмен 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 определяне на температурата на място без никакви допълнителни измервания, тъй като потокът топлинно излъчванеот Слънцето е уникално свързан с неговата температура чрез закона на Стефан-Болцман (потокът на излъчване е пропорционален на температурата на излъчващото 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. В интерес на истината, така е - слънчевите петна (и това по-късно беше потвърдено от други методи, например спектроскопски изследвания на радиацията), са просто области от повърхността на Слънцето с по-ниска температура.

Връзката на петна с магнитни полета се обяснява с влиянието магнитно полекъм температурата на газа. Такова влияние се свързва с наличието на конвективна (кипяща) зона в близост до Слънцето, която се простира от повърхността до дълбочина около една трета от слънчевия радиус. Кипящата слънчева плазма непрекъснато издига гореща плазма от дълбините си 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 презареждане с гореща конвективна плазма, повърхността на Слънцето се охлажда само до температури от порядъка на 4000 градуса. Образува се петно.

Днес петната се изучават главно като центрове на активни слънчеви области, в които се концентрират слънчеви изригвания. Факт е, че магнитното поле, чийто „източник“ са петна, внася допълнителни енергийни резерви в слънчевата атмосфера, които са „излишни“ за Слънцето и то, като всяка физическа система, която се стреми да минимизира енергията си, се опитва да Отърви се от тях. Тази допълнителна енергия се нарича свободна енергия. Има два основни механизма за изхвърляне на излишната енергия.

Първият е, когато Слънцето просто изхвърли в междупланетното пространство част от атмосферата, която го натежава, 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 основната причина за магнитните бури - въздействието на такъв плазмен съсирек върху магнитното поле на Земята го дисбалансира, кара го да се колебае и също подобрява електрически токове, протичащи в магнитосферата на Земята, което е същността на магнитна буря.

Вторият начин са слънчевите изригвания. В такъв случай безплатна енергиясе изгаря директно в слънчевата атмосфера, но последствията от това могат да достигнат и до Земята - под формата на потоци от твърда радиация и заредени частици. Такъв ефект, който е радиационен по природа, е една от основните причини за неуспеха на космически кораб, както и полярните сияния.

Не трябва обаче, след като сте намерили място на Слънцето, веднага да се подготвите за слънчеви изригвания и магнитни бури. Доста често срещана е ситуацията, 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 магнит, който лежи на маса, колкото и да се разклаща, няма да създаде слънчево изригване. Трябва да има поне две такива нишки и те трябва да могат да взаимодействат една с друга.

Тъй като една магнитна тръба, проникваща в 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 в продължение на месеци, плашейки Земята със своя размер, но няма да създаде нито едно, дори минимално изригване. Такива групи имат класификация и се наричат ​​Алфа, ако има едно място, или Бета, ако има две.

Сложно слънчево петно ​​от типа Бета-Гама-Делта. Отгоре - петно ​​във видимия диапазон, отдолу - магнитни полета, показани с помощта на инструмента HMI на борда на космическата обсерватория SDO

Ако намерите съобщение за появата на ново петно ​​на Слънцето, не бъдете мързеливи и погледнете вида на групата. Ако това е Алфа или Бета, тогава не е нужно да се притеснявате - Слънцето няма да произведе светкавици или магнитни бури през следващите дни. По-сложен клас е Gamma. Това са групи от слънчеви петна, в които има няколко слънчеви 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 последен клас- Бета Гама. Това са най-сложните области, с изключително заплетено магнитно поле. Ако такава група се появи в каталога, няма съмнение, че Слънцето ще разнищи 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, слънчеви петна, това е много красив обект - просто вижте техните снимки, направени с с висока резолюция. Тези, които дори след това не са в състояние да забравят за негативните аспекти на това явление, могат да се утешат от факта, че броят на слънчевите петна на Слънцето все още е сравнително малък (не повече от 1 процент от повърхността на диска, и често много по-малко).

Редица видове звезди, най-малко червените джуджета, "страдат" в много по-голяма степен - до десетки процента от площта може да бъде покрита с петна в тях. Човек може да си представи какви са хипотетичните жители на съответния планетарни системи, и за пореден път се радваме до коя относително спокойна звезда имахме късмета да живеем.

В древността Слънцето е било обожествявано. И не само Слънцето, а изобщо всичко в небето. Вероятно от онези древни времена до нас е стигнало добре познатото противопоставяне на идеално съвършеното небе и грешната, несъвършена Земя. „Различава се като небето от земята“, казваме ние за неща, които не си приличат във всичко.

В реалния свят е трудно да се намери по-подходящ обект за религиозно поклонение от Слънцето. В култа към Слънцето хората инстинктивно изразяват правилната идея за зависимостта на всичко земно от Слънцето. И този култ прониква дори в древногръцката философия - учението за "съвършенството" на небето е осветено от авторитета на Аристотел и неговите ученици. Но в онези дни поклонниците на слънцето се срещаха във всички краища на земното кълбо.

Вероятно се досещате с какво започнах този разговор. Когато един от древните наблюдатели забеляза петна върху Слънцето, той не само направи научно откритие,

но и обиди божеството. Откритието беше оценено само от потомците, наказанието за обида дойде веднага. Поради тези причини откриването на слънчевите петна разреши основния спор - дали небесата са съвършени или нищо земно не им е чуждо.

Трудно е да се каже кой пръв е забелязал петна на Слънцето. Те са описани от древни китайски хронисти, арабски и арменски хроники, руски хроники, средновековни историци - всички те отбелязват, че понякога на Слънцето се появяват тъмни образувания, най-вече подобни на пирони, сякаш забити в Слънцето. Думата "петно" се появява по-късно, през 17 век, когато за първи път е възможно да се изследват слънчеви петна през телескоп.

В историята на науката не е необичайно едно откритие да бъде направено едновременно и независимо от няколко учени. Така било и в началото на 17 век, когато трима учени си оспорват честта да открият слънчевите петна - великият италианец Галилео Галилей, холандецът Йохан Фабрициус и немският йезуитски професор Кристофър Шайнер.

Да видите слънчеви петна през телескоп е лесно. Достатъчно е само да предпазите очите си с тъмен филтър и да насочите телескопа към Слънцето, и на повърхността му почти винаги могат да се видят петна. Древните наблюдения на слънчеви петна с невъоръжено око бяха или забравени, или все още неизвестни.

Първата книга за слънчевите петна се появява през 1611 г. В него Йохан Фабрициус разказва, че през декември 1610 г. една сутрин, докато наблюдавал Слънцето през телескоп, той забелязал върху него черно петно, което първоначално приел за далечен малък облак. След известно време обаче, когато Слънцето вече беше високо в небето, на същото място на слънчевия диск остана странен тъмен "облак". Когато на следващата сутрин Фабриций видя същото петно ​​на Слънцето и на същото място, всички съмнения изчезнаха - петното не беше облак, а принадлежеше на Слънцето!

Няколко дни по-късно на Слънцето се появиха нови пети, а старото петно ​​промени формата си и се премести забележимо към западния край на Слънцето. Няколко дни по-късно изчезна отвъд този ръб, но две седмици по-късно се появи отново на противоположния, източен ръб. Заключението беше, че огромната слънчева топка бавно се върти около оста си, завършвайки пълен оборот за около месец.

Книгата на Фабрициус вече е подготвена за публикуване, когато през март 1611 г. Шайнер за първи път забелязва слънчеви петна с телескопа си и ги показва на учениците си. Въпреки това, за разлика от Фабрициус, Шайнер не бърза да публикува. Той добре съзнаваше, че петната по Слънцето ще опетнят преди всичко авторитета му на йезуитски професор, пропагандатор на аристотеловото учение за „ненарушимата чистота” на небето. Едва през декември 1611 г. Шайнер се осмелява да пише за откриването на слънчевите петна, въпреки че и тук действа съвсем йезуитски. Без да иска проблеми, Шайнър заявява, че откритите от него образувания не са петна на Слънцето, а непознати планети близо до Слънцето, проектирани върху слънчевия диск под формата на черни петна.

Галилей открива слънчеви петна, очевидно още в средата на 1610 г., но не декларира откритието си никъде. Въпреки това през април 1611 г. в Рим Галилей показва слънчеви петна през своя телескоп на онези, които се интересуват от неговите астрономически открития. Предпазливостта на Галилей е разбираема - всичко, което той видя в небето, въоръжавайки очите си с телескоп, противоречи не само на философията на Аристотел, но и на учението на църквата. В такава ситуация слънчева

петна могат да бъдат последната капка, която преля търпението на враговете на великия учен.

И все пак, колкото и опасно да беше, Галилей се замеси в спор за природата на слънчевите петна. Той застава на страната на Фабрициус и с нови наблюдения убедително доказва, че петната не са планети, а някакви образувания на слънчевата повърхност.

Все пак трябва да се помни с добра дума и Шайнер. Той се съгласи с аргументите на Галилей и усърдно наблюдава слънчевите петна до 1627 г. Шайнер уточнява периода на въртене на Слънцето и описва наблюденията си в обемист том, съдържащ около 800 страници!

И на Слънцето има петна - в крайна сметка с тази истина трябваше да се съгласят както недоверчиви учени, така и православни църковници. Почти два века астрономите продължиха да наблюдават петна по Слънцето, без да открият нищо фундаментално ново. Едва през миналия век изведнъж стана ясно, че броят на слънчевите петна се колебае по определен закон.

Хайнрих Швабе, скромен немски фармацевт, живял в Германия през миналия век, е бил астроном любител. Имайте предвид, че не във всеки случай е възможно, още по-малко полезно "аматьорско". Вероятно не бихте поели риска да потърсите помощта на аматьорски хирург. Но в астрономията аматьорите са играли и до известна степен все още играят голяма роля. Специалистите астрономи винаги са били малко. Те нямаха време да следят всичко, което се случва в небето. Тук и дойде на помощ многобройни любители на астрономията. Те откриха нови планети и комети, направиха редовни наблюдения на променливи звезди и записаха появата на метеори. С една дума, в почти всички области на астрономията един съвестен наблюдател, въоръжен дори със скромен оптичен инструмент, може да бъде от полза за науката. Някои от астрономите аматьори, като Хайнрих Швабе, направиха големи открития.

През 1826 г. Швабе се сдобива с малък телескоп и започва да търси неизвестни планети, които са по-близо до Слънцето от Меркурий. Тази тема беше модерна през онези години и всеки искаше да стане пионер. Очевидно, ако има неизвестни планети, те трябва понякога да бъдат проектирани върху слънчевия диск. На пръв поглед те ще изглеждат като слънчеви петна, но детайлите на структурата ще разкрият истинската природа на подозрителните обекти. Тук

защо Швабе, с чисто немска точност, записва в своите дневници в продължение на много години всички слънчеви петна, появяващи се на Слънцето.

И тогава, търсейки едно нещо, Швабе изведнъж откри нещо съвсем различно. Оказа се, че приблизително на всеки десет години броят на слънчевите петна става най-голям. Пет години след това пада до минимум: в други дни Слънцето изглежда напълно аристотеловско – ослепително чисто. Швабе публикува първия доклад за своето откритие през 1843 г. Но това става широко известно едва осем години по-късно, когато известният натуралист Александър Хумболт в книгата си „Космос“ информира целия свят за наблюденията на Швабе.

Откриването на мистериозния слънчев ритъм заинтересува астронома от Цюрихската обсерватория Рудолф Волф. Той събра всички телескопични наблюдения на слънчеви петна, както и тяхното описание в древни хроники. В по-дълъг период от време ритъмът на слънчевия пулс е по-ясно изразен. През 1852 г. Волф установява, че максималният брой петна запълва слънчевия диск на всеки 11,1 години (а не веднъж на всеки 10 години, както изчислява Швабе). Три години по-късно, след като става директор на Цюрихската обсерватория, Волф организира за първи път редовни систематични наблюдения на слънчевите петна, визуален израз на така наречената слънчева активност.

Примерът на Волф скоро беше последван от астрономи в други обсерватории. Постепенно се формира "слънчева служба" - редовни, безкрайни наблюдения на слънцето и до днес в много обсерватории по света. Освен това Улф открива връзки между слънчевата активност и полярните сияния, магнитните бури и други явления на Земята. Той е един от откривателите на Слънцето, специалист астроном, посветил целия си живот на изучаване на Слънцето и слънчево-земните връзки. Не мислете, че след Волф астрономите аматьори, изследователите на Слънцето, вече не са правили открития. Ще дам само един пример.

Алексей Петрович Моисеев дълги години работи в Московския планетариум като ръководител на фонда за диапозитиви. За първи път го видях през 1934 г. на заседание на Слънчевия отдел на Московското астрономическо и геодезическо дружество. Висок, слаб, скромно облечен, Моисеев не обичаше да говори за себе си, за своите открития.

Дълго време не знаех, че този вече възрастен любител астроном, въоръжен с астрономическа тръба с диаметър на лещата само 34 mm, има голям принос в изучаването на Слънцето и неговата активност.

Моисеев откри, че дъговите пръстени около Слънцето и Луната, така наречените ореоли, са свързани със слънчеви петна. Със същите петна, според неговите изследвания, се свързва честотата на поява на перести облаци, честотата и силата на гръмотевичните бури.

Той беше търпелив изследовател на природата, буквално наблюдавайки Слънцето всеки ден. И така от година на година, от десетилетие на десетилетие.

Лесно е да се разбере, че в същия момент в голям телескоп на Слънцето ще видите много повече слънчеви петна, отколкото в малък. За да се сравнят такива разнородни наблюдения едно с друго, те се изчисляват (редуцират) към някакъв телескоп, взет за еталон. С други думи, те теоретично изчисляват какво може да се види, ако този телескоп бъде заменен със стандартен.

В чужбина "стандартният" телескоп отдавна се смята за този, в който Волф някога е наблюдавал. В Съветския съюз дълго време всички наблюдения на слънчеви петна се свеждаха до миниатюрния телескоп на Алексей Петрович Моисеев.

Не е ли това знак на уважение към един скромен научен работник, който нямаше официална диплома по астрономия, но който се проявяваше като истински учен през целия си живот?

Още интересни статии

Периодично Слънцето се покрива с тъмни петна по целия периметър. За първи път са открити с невъоръжено око от древни китайски астрономи, а официалното откриване на петната е в началото на 17 век, 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 въртило твърдо, а скоростта на въртене на материята му е различна в зависимост от географските ширини.

Към днешна дата 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 на гореща плазма. Петната обаче все още не са напълно разбрани.

Например, астрономите не могат да кажат точно какво причинява по-ярките ресни, които заобикалят тъмната част на петното. На дължина те могат да бъдат до две хиляди километра, на ширина до сто и петдесет. Изследването на петна е затруднено от относително малкия им размер. Въпреки това, има мнение, че нишките са възходящи и низходящи потоци от газ, образувани в резултат на факта, че горещата материя от недрата 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.

Разкрита мистерията на тъмните слънчеви петна

Учените са разбрали естеството на ярките нишки, оформящи тъмните петна на Слънцето. Тъмните петна на Слънцето са области с по-студена материя. Те се появяват, защото много високата магнитна активност на Слънцето може да попречи на равномерния поток от гореща плазма. Към днешна дата обаче много подробности за структурата на петна остават неясни.

По-специално, учените нямат недвусмислено обяснение за природата на по-светлите 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 потоци от газ - гореща материя се издига от недрата на Слънцето към повърхността, където се разпространява, охлажда и пада с голяма скорост.

Авторите на новата работа са наблюдавали звездата с помощта на шведски соларен телескоп с диаметър на главното огледало един метър. Учените са открили тъмни низходящи газови потоци, движещи се със скорост около 3,6 хиляди километра в час, както и ярки възходящи потоци, чиято скорост е била около 10,8 хиляди километра в час.

Наскоро друг екип от учени успя да постигне много значителен резултатв изследването на Слънцето - устройствата на НАСА STEREO-A и STEREO-B са 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 установи, че петното изглежда прорязва ярък мост от светлина.

Ескилдсен наблюдава слънчевата активност от домашната си обсерватория в Окала, Флорида. На снимките на тъмно петно ​​#1236 той забеляза един 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.

Приложих лилав Ca-K филтър, който подчертава ярките магнитни прояви около групата слънчеви петна. Също така беше перфектно видимо как светлинният мост разрязва слънчевото петно ​​на две части, обяснява Ескилдсен феномена.

Естеството на светлинните мостове все още не е напълно разбрано. Тяхната поява много често предвещава разпадането на слънчевите петна. Някои изследователи отбелязват, че светлинните мостове са резултат от кръстосаното пресичане на магнитни полета. Тези процеси са подобни на тези, които причиняват ярки слънчеви изригвания.

Можем да се надяваме, че в близко бъдеще на това място ще се появи ярка светкавица или петно ​​№ 1236 може най-накрая да се раздели наполовина.

Тъмните слънчеви петна са относително студени региони на Слънцето, които се появяват там, където силни магнитни полета достигат повърхността на звезда, смятат учените.

НАСА заснема рекордно големи слънчеви петна

Американската космическа агенция е регистрирала големи петна по повърхността на Слънцето. Снимки на слънчеви петна и тяхното описание можете да видите на уебсайта на НАСА.

Наблюденията са извършени на 19 и 20 февруари. Петната, открити от експертите на НАСА, са различни висока скорострастеж. 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. Поради засилването на полето, активността на заредените частици се потиска в тези области, в резултат на което температурата на повърхността на петната се оказва 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, а останалата част се оттича към полюсите, където могат да се наблюдават под формата на полярни сияния. Мощните слънчеви изригвания могат да повредят сателитите, електрическите уреди и електрическите мрежи на Земята.

Тъмните петна изчезват от слънцето

Учените са притеснени, защото на повърхността на Слънцето не се вижда нито едно тъмно петно, което беше наблюдавано преди няколко дни. И това въпреки факта, че звездата е в средата на 11-годишния цикъл на слънчева активност.

Обикновено тъмните петна се появяват на тези места, където има повишена магнитна активност. Това може да са слънчеви изригвания или изхвърляне на коронална маса, които освобождават енергия. Не е известно какво е причинило такова затишие в периода на активиране на магнитната 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, те не знаят как да предвидят неговата активност, казва слънчевият физик Тони Филипс.

На същото мнение е и Алекс Йънг от центъра на Goddard Space Flight. Наблюдаваме слънцето в детайли едва от 50 години. Не е толкова дълго, като се има предвид, че е в орбита от 4,5 милиарда години, отбелязва Янг.

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

Олмеките - мистерията на Сан Лоренцо

VLA телескоп

Създаването е мотивирано от необходимостта, ясно призната в началото на шейсетте години, да има инструмент, способен да изгражда изображения и в същото време да има максимума ...

Текстове за едностранични сайтове

Едностраничните сайтове, както подсказва името им, са една уеб страница, която хоства максимум полезна информацияза това, ...

стволови клетки

Стволовите клетки са може би най-удивителното откритие на науката. Терапията със стволови клетки е откритието на един век в медицината, което може да промени...

Римска баня

Римските бани или баните са едни от най-удивителните структури, достигнали до нас от древността. Термите са възникнали през...

Ремонт на пластмасови прозорци

Някои от основните функции на вашия доставчик на прозорци са да ви информира за качествените материали, използвани в производството на крила, рамки и...

История на обучението

Първите съобщения за слънчеви петна датират от 800 г. пр.н.е. д. в Китай .

Скици на петна от хрониката на Джон от Уорчестър

Петната са нарисувани 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 според него местата са черни

бъди знак на слънцето, местата са черни на слънцето като гвоздеи и тъмнината беше голяма

Първите проучвания се фокусираха върху природата на петната и тяхното поведение. Въпреки факта, че физическата природа на петната остава неясна до 20 век, наблюденията продължават. До 19 век вече има достатъчно дълга поредица от наблюдения на слънчеви петна, за да се забележат периодични промени в активността на Слънцето. 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 излъчване на петна, в сравнение с околните области на Слънцето, е намален.

възникване

Появата на слънчево петно: магнитните линии проникват в повърхността на Слънцето

Петната възникват в резултат на смущения в отделни участъци от магнитното поле на Слънцето. В началото на този процес тръбите на магнитното поле „пробиват“ през фотосферата в областта на короната и силното поле потиска конвективното движение на плазмата в гранулите, предотвратявайки трансфера 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 рамките на няколко часа стойността на магнитната индукция нараства (при първоначални стойности от 0,1 Tesla), размерът и броят на порите се увеличават. Те се сливат помежду си и образуват едно или повече петна. В периода на най-голяма активност на петната величината 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 в групи, но понякога има едно петно, което живее 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 англ. предходен), източен - "роб", "опашка" или "F-точка" (от англ. следното).

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 слънчевите петна се появяват на високи хелиографски ширини (от порядъка на ±25-30°), а с напредването на цикъла петната мигрират към слънчевия екватор, достигайки ширини от ±5° -10° в края на цикъла. Този модел се нарича "закон на Шперер".

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").

Имоти

Средната температура на повърхността на Слънцето е около 6000 K (ефективната температура е 5770 K, температурата на излъчване е 6050 K). Централната, най-тъмната област на петната има температура само около 4000 K, външните области на петната, граничещи с нормалната повърхност, са от 5000 до 5500 K. Въпреки факта, че температурата на петната е по-ниска, тяхното вещество все още излъчва светлина, макар и в по-малка степен от останалата повърхност. Именно поради тази температурна разлика при наблюдение се създава впечатлението, че петната са тъмни, почти черни, въпреки че всъщност те също светят, но блясъкът им се губи на фона на по-ярък слънчев диск.

Централната тъмна част на петното се нарича сянка. Обикновено диаметърът му е около 0,4 от диаметъра на петното. На сянка силата на магнитното поле и температурата са сравнително еднакви, а интензитетът на светене във видимата светлина е 5-15% от фотосферната стойност. Сянката е заобиколена от полусянка, състояща се от светли и тъмни радиални влакна с интензитет на светене от 60 до 95% от фотосферния.

Повърхността на Слънцето в района, където се намира петното, се намира приблизително на 500-700 км 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 магнитните линии да се свържат отново - линиите, преминаващи вътре в една група петна, се рекомбинират с линии от друга група петна, които имат противоположна полярност. Видимият резултат от този процес е слънчево изригване. Изблик на радиация, достигайки Земята, причинява силни смущения в нейното магнитно поле, нарушава работата на сателитите и дори засяга обекти, разположени на планетата. Поради нарушения на магнитното поле на Земята, вероятността от полярно сияние в ниски географски ширини се увеличава. Йоносферата на Земята също е подложена на колебания в слънчевата активност, което се проявява в промяна в разпространението на късите радиовълни.

Класификация

Петната се класифицират в зависимост от продължителността на живота, размера, местоположението.

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 около 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 с магнитни линии с противоположна полярност. От тях могат да се образуват групи от много петна, които при по-нататъшно увеличаване на площта полусянкаобединяват до стотици петна, достигащи размери от стотици хиляди километри. След това се наблюдава бавно (в продължение на няколко седмици или месеци) намаляване на активността на петната и техният размер намалява до малки двойни или единични точки.

Повечето големи групислънчевите петна винаги имат свързана група в другото полукълбо (северно или южно). Магнитни линиив такива случаи те оставят петна в едното полукълбо и влизат 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 петна. Груповите площи, които удобно се измерват в милионни от площта на слънчевото полукълбо (m.s.p.), варират от няколко m.s.p. до няколко хиляди m.s.p.

Максималната площ за целия период на непрекъснати наблюдения на групи слънчеви петна (от 1874 до 2012 г.) имаше група № 1488603 (според каталога на Гринуич), която се появи на слънчевия диск на 30 март 1947 г., в максимума на 18-ти 11-годишен цикъл на слънчева активност. Към 8 април общата му площ достига 6132 м.с.п. (1,87 10 10 km², което е повече от 36 пъти площта на земното кълбо). Във фазата на своето максимално развитие тази група се състоеше от повече от 170 отделни слънчеви петна.

цикличност

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 слънчевите петна 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 дължина от 9 до 14 години. Средните стойности също се променят през вековете. И така, през 20 век средна дължинацикълът е 10,2 години.

Формата на цикъла не е постоянна. Швейцарският астроном Макс Валдмайер твърди, че преходът от минимална към максимална слънчева активност става 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 съвременните методи за измерване стана възможно да се определи промяната в полярността на слънчевото магнитно поле, така че сега моментът на промяна на полярността на петната 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.

• Последен ред данни - прогноза

Има честота на промяна максимален бройслънчеви петна с характерен период от около 100 години („веков цикъл“). Последните спадове на този цикъл са били около 1800-1840 и 1890-1920. Има предположение за съществуването на цикли с още по-голяма продължителност.

Вижте също

Бележки

Връзки

• Обединена база данни за магнитни полета на слънчеви петна - включва изображения на слънчеви петна от периода 1957-1997 г.
• Изображения на слънчеви петна от обсерваторията Локарно Монти - обхваща периода 1981-2011 г.
• Космическа физика. Малка енциклопедия М.: Съветска енциклопедия, 1986

Анимации-схеми на процеса на възникване на слънчевите петна

• как се образуват слънчевите петна? (Как се образуват слънчевите петна?)

слънце
Структура	Ядро · Лъчиста трансферна зона · конвективна зона
атмосфера	Фотосфера · Хромосфера · слънчева корона
Разширено структура	Хелиосфера (Хелиосферен токов лист · граница на ударна вълна) · хелиосферна мантия · хелиопауза · носова ударна вълна
отнасящи се до слънцето явления	Слънчево затъмнение · Слънчева активност ( слънчеви петна · слънчеви изригвания · изхвърляне на коронална маса) · Слънчева радиация (Вариации на слънчевата радиация) · коронални дупки · Коронални бримки · факли · Гранули · флокули · Изпъкналости и влакна · Спикули · Супергранулация · слънчев вятър · Мортън вълна
Свързани теми