Juodas dėmes Saulės paviršiuje mūsų protėviai pastebėjo prieš tūkstančius metų, tačiau be instrumentų ilgą laiką negalėjo suprasti, ką jos reiškia – nei Saulei, nei praeinančių dangaus kūnų šešėliams. Tik XVII amžiuje, pasitelkęs savadarbį teleskopą, Galilėjus Galilėjus nustatė, kad dėmės nurodo Saulę ir sukasi su ja. Po šio atradimo paslaptingų dėmių prigimtis ilgą laiką liko nežinoma. Tiesą sakant, net ir šiandien negalime priartėti prie savo žvaigždės iš arti, kad galėtume išsamiai ištirti procesų fiziką, nepaisant to, kad šimtai teleskopų ją nuolat atidžiai stebi. Teoretikai taip pat klaidžioja juodų dėmių tamsoje.

Taigi, kas yra šios juodos dėmės ant karšto saulės paviršiaus?

Pradėkime nuo plazmos. Saulės plazma yra visiškai jonizuotos dujos. Plazma vadinama „ketvirtąja agregacijos būsena“, tačiau tokia numeracija nėra teisinga, nes Visoje visatoje plazma yra labiausiai paplitusi materijos būsena. Visos žvaigždės užpildytos plazmine medžiaga. Todėl plazma yra ne ketvirtoji, o pirmoji materijos būsena gamtoje.

Plazma ir nemokamai elektros krūviai, sukurti laidžią terpę elektros srovei, kuri sukelia jos sąveiką su magnetiniais ir elektriniais laukais.

Vikipedijoje rašoma: „Dėl gero plazmos elektrinio laidumo teigiamų ir neigiamų krūvių atskyrimas yra neįmanomas didesniais atstumais nei Debye ilgis ir didelių plazmos svyravimų laikotarpiai“.

Čia turiu pasakyti, kad esant dideliam plazmos tankiui ir galingiems konvekciniams srautams, gali atsirasti išplėstų plazmos pluoštų, kartais jie vadinami „virveliais“, „sruogelėmis“, „pluoštais“, „purkštukais“, „magnetiniais vamzdeliais“, o dabar ir „spygliukais“. "... Šie diržai yra tikri elektros srovių laidininkai. Aplink tokius lynus susidaro galingi magnetiniai laukai, kurie savo ruožtu sukuria naujus elektrinius lynus. Štai kodėl nuotraukose aplink dėmes stebime šiuos ryšulius savotiškų potėpių pavidalu, kurie sudaro magnetinius sraigtus.

Dėmės mums vizualiai atrodo juodos ir šaltos, labai šviesiame fotosferos fone, kurio efektyvi temperatūra yra 5778 0 K, iš tikrųjų jų temperatūra yra apie 4500 0. Vidutinis dėmių gylis yra 500 km.

Tokių pluoštų (laidininkų) sąveika tarpusavyje lemia abipusę erdvinę konstrukciją aplink įsivaizduojamą centrą. Taip susidaro juoda dėmė. Jonizuota medžiaga iš šis centras tiesiogine prasme „įsiurbė“ į jį supančius ryšulius. Tai galiausiai lemia greitą juodųjų dėmių išplitimą. Kadangi konvekciniai plazmos srautai kyla radialiai iš saulės vidaus, laidžios elektros gijos susidaro radialine kryptimi. Medžiagai išlindus į dėmės sritį, ji iš karto „išardoma“, sutraukiama į vieną ar kitą ryšulėlį. Todėl spinduliuotė dėmės centre mažėja daug kartų, atitinkamai mažėja ir temperatūra šioje zonoje, o tai lemia jos nematomumą.

Tiesą sakant, dėmės išsiplėtimas atsiranda dėl lygiagrečių laidininkų elektromagnetinės sąveikos su srovėmis, tekančiomis ta pačia kryptimi. Apskritime išsidėsčiusių laidininkų su srove pritraukimas praplečia šio žiedo erdvę. Pirmajame etape plazmos žiedas negali plyšti, nes pasipildo kylantys plazmos srautai centriniai regionai Saulė. Jai plečiantis, centre susilpnėja elektromagnetinės jėgos, o konvekciniai srautai pradeda prasiskverbti į viršutinius fotosferos sluoksnius, įsisprausdami į plazmos ryšulius, kurie pradeda byrėti. Tai veda prie dėmės rezorbcijos.

Mažos dėmės gali susidaryti tiek kylant, tiek besileidžiant plazmos srautams. Esant srovei žemyn, taško magnetinis laukas bus priešingas. Tokios dėmės negali egzistuoti ilgą laiką dėl plazmos slėgio konvekciniuose srautuose, sklindančiuose iš Saulės vidaus. Tuo pačiu metu dėmės, susidarančios dėl pakilimo, gali pasiekti didžiulius dydžius ir egzistuoti maždaug mėnesį.

Saulės dėmės tiesiogiai veikia klimatą ir, kaip teigė Čiževskis, socialinius procesus.

Saulės žybsniai (saulės drebėjimai)

Bet vargu ar senas astronomas
apibrėš: „Saulėtoje audra“.
Galime žiūrėti į veidą iki galo
pravėrusi burnas ir akis nesusimerkusi.

(Vladimiras Vysotskis)

Kas yra saulės audra (saulės blyksnis)? Apie ją rašo, kalbasi, diskutuoja, laukia. Tačiau niekas negali tiksliai pasakyti, kas tai yra.

Vienintelis patikimas faktas yra tai, kad blykstės neįvyksta be saulės dėmių.

Galingo blyksnio metu ultravioletinių, rentgeno ir gama spindulių srautas padidėja daug tūkstančių kartų. Radioaktyvioji fotonų spinduliuotė Žemę pasiekia praėjus aštuonioms minutėms nuo sprogimo pradžios. Po kelių dešimčių minučių atkeliauja įkrautų dalelių srautai, o po dviejų ar trijų dienų Žemę pasiekia elektronų ir protonų debesys.

Ozono sluoksnis ir visa Žemės atmosfera apsisaugo nuo mirtinų radiacijos dozių, o geomagnetinis laukas – nuo ​​įkrautų dalelių. Tačiau 100% kietosios spinduliuotės negalima apsaugoti, todėl kyla saulės pliūpsnių grėsmė. Protrūkiai gali pakenkti palydovams, apšvitinti astronautus, paveikti oro linijas ir elektros tinklus, todėl svarbu numatyti ir suprasti jų prigimtį.

„Saulės blyksniai dažniausiai atsiranda sąveikos zonose tarp priešingo magnetinio poliškumo saulės dėmių arba, tiksliau, šalia neutralios magnetinio lauko linijos, skiriančios šiaurės ir pietų poliškumo sritis. Saulės žybsnių dažnis ir galia priklauso nuo 11 metų saulės ciklo fazės.

Blykstė yra energijos šaltinis, kurio temperatūra siekia iki 30 tūkstančių laipsnių. Tai trumpas procesas, trunkantis apie vieną minutę. Ši informacija skatina mane susimąstyti apie saulės žaibą. Jei blykstė yra galinga, plazmos emisijos procesas gali tęstis. reikšmingas laikas(dešimties minučių, kartais iki valandų). Viskas priklauso nuo grandiozinio reiškinio masto.

Kadangi saulės dėmės yra nestabilūs fotosferoje vykstantys procesai, galima daryti prielaidą, kad blyksniai yra nestabilių (laikinamųjų) procesų rezultatas. Iš esmės saulės blyksnis yra galingas žaibas! Ką reiškia galingiausias? Šiame kontekste aš dedu lygiagrečiai sukrautų elementarių žaibo varžtų sumą. Šis didžiulis jonizuotų dalelių srautas vienu impulsu užsidaro tų pačių dalelių, kurias išstumia Saulės slėgis, priešingumu.

Tiesą sakant, visi šie pakinktai-laidininkai susideda iš atskirų žaibų, tačiau bendrame šviesiame fotosferos fone juos stebime šviesesnių tonų atspalvių, pulsacijų pavidalu.

Magnetinės linijos (žr. paveikslėlį žemiau), kuriomis skrieja įkrautos plazmos dalelės, turi labai mažą nuokrypį ir kyla aukštyn. Tai parodo, koks didelis ir stiprus yra saulės dėmės magnetinis laukas. Nuotraukoje matoma blykstės generavimo pradžia dėmės pakraštyje.

Tokio žaibo smūgio momentu plazmoje atsiranda galingas dujų slėgis, po kurio įvyksta vainikinės plazmos išmetimas ir saulės drebėjimas.

Saulės dėmė, kurią visu veidu nufotografavo Saulės kosmoso observatorija „Hinode“. Plazmos išstūmimas į viršų išilgai lenktų magnetinio lauko linijų.

Skirtingai nuo žemės drebėjimų, kurie Žemėje generuoja trumpus bangų pliūpsnius, Saulės viduje saulės žaibo dėka sukuriamas nuolatinis seisminis triukšmas ir galingi saulės drebėjimai. Tačiau kadangi saulės medžiaga yra ne kieta, o plazma, seisminės bangos greitai nyksta.

Saulės blyksniai yra unikalūs savo stiprumu ir galia išlaisvinti saulės šiluminę, kinetinę, seisminę ir šviesos energiją.

Saulės paviršiaus muare grūdeliai

Jei saulė būtų viduje pakankamai deguonies, tada pelenų dalelės nuolat krito ant mūsų Žemės, kaip ugnikalnių išsiveržimų metu.

Šiuo atžvilgiu noriu išreikšti dar vieną originalią mintį, kurią pradėsiu nuo klausimo: Kokias granules (ląsteles) mes stebime iš Žemės per teleskopą? Esant pakankamai dideliam padidinimui, Saulės paviršius pasirodo prieš mus muaro grūdelių pavidalu.

Granuliuota saulės paviršiaus struktūra, centre yra tamsi dėmė

Nuotraukoje aiškiai matomos ląstelės, apsuptos tamsių skirtingų formų kraštų.

Kas yra šios granulių ląstelės ir iš kur jos atsiranda?

Saulės plazma kartais lyginama su verdančiu sultiniu. Šis palyginimas yra gana teisingas, nes suteikia vizualinį modelį miniatiūroje – saulėtą paviršių. Kai verdame mėsos sultinį ant viryklės, tada užvirus puode stebime kylančius skysčio srautus, kurie išsklaido apnašas į skirtingas puses. Jei nufotografuosime savo sultinį iš viršaus, tada paveikslėlyje galime gauti vaizdą, panašų į aukščiau esantį paveikslėlį.

Eksperimento su mėsos sultiniu pagalba privedu skaitytoją prie asociatyvios minties, kad ant saulės granulių ribos yra apnašų! Saulės apnašos yra degimo produktas, įskaitant pelenus. Kaip matote iš paveikslėlio, granulės turi šviesesnį atspalvį centre, o arčiau krašto - tamsesnį. Tai patvirtina palyginimo su sultiniu versiją, t.y. centrinė grūdų dalis iškyla virš periferijos, aukščių skirtumai gali siekti keliasdešimt kilometrų, vidutinis granulių skersmuo 1000 km. Tai toks saulėtas, verdantis ir burbuliuojantis plazmos sultinys.

Dar aiškiau įsivaizduosite saulėtą paviršių, jei pažvelgsite į atogrąžų mišką iš viršaus. Dėl skirtingo medžių lajų viršūnių ir periferinės lajos dalies apšvietimo galime nustatyti aukščių skirtumą. Todėl žiūrint iš aukščio atogrąžų miškai, nevalingai pagauni save galvojant, kad apačioje ne miškas, o kupolinės žalios žemiškos kalvos.

Jei šią analogiją išplėstume ir su Saule, galime įsivaizduoti, kad jos paviršius yra didžiulė kalva, susidedanti iš ryškiai akinančios plazmos. Šios kalvos (granulės) atsiranda dėl konvekcinių, kylančių srovių, kurios sudaro savotiškas konvekcines plazmos kolonas.

Saulėje yra dėmių ir blyksnių, Saulėje – drebėjimų! Dėmės ir blyksniai gali būti stebimi vizualiai, o drebulius galima aptikti tik seismometrais. Kas ir kaip gali montuoti įrenginius Saulėje?

Šaltiniai

1. Kvazineutralumas, http://m.bankreferatov.ru/referats/.doc.html
2. Vikipedija, Saulės žybsnis, http://ru.wikipedia.org/wiki

Hinode - dirbtinis palydovasŽemė, skirta tirti saulės aktyvumą, magnetinį lauką ir spinduliuotę ultravioletinių ir rentgeno spindulių diapazonuose. Laive yra optiniai ir rentgeno teleskopai, taip pat ultravioletinių spindulių spektrometras. Prietaisas buvo sukurtas japonų, britų ir amerikiečių inžinierių pastangomis; buvo paleistas 2006 metais iš Japonijos kosmodromo Utinoura.

Senovėje Saulė buvo dievinama. Ir ne tik Saulė, bet apskritai viskas dangiška. Tikriausiai nuo tų laikų iki mūsų atėjo puikiai žinoma idealiai tobulo dangaus ir nuodėmingos, netobulos Žemės priešprieša. „Jis skiriasi kaip dangus nuo žemės“, - sakome apie dalykus, kurie nėra panašūs į viską.

Realiame pasaulyje sunku rasti religiniam kultui tinkamesnį objektą nei saulė. Saulės kulte žmonės instinktyviai išreiškė teisingą mintį apie visa, kas žemiška, priklausomybę nuo Saulės. Ir šis kultas įsiskverbė net į senovės graikų filosofiją – dangaus „tobulumo“ doktrina buvo pašventinta Aristotelio ir jo mokinių autoritetu. Tačiau tais laikais saulės garbintojai susitikdavo visuose kampeliuose pasaulis.

Tikriausiai atspėjote, iš kur gavau šį pokalbį. Kai vienas iš senovės stebėtojų pastebėjo dėmes ant Saulės, jis ne tik padarė mokslinį atradimą,

bet ir įžeidė dievybę. Atradimą įvertino tik palikuonys, atpildas už įžeidimą atėjo iškart. Dėl šių priežasčių saulės dėmių atradimas išsprendė esminį ginčą – ar dangus tobulas, ar jiems nėra svetima nieko žemiško.

Sunku pasakyti, kas pirmasis pastebėjo dėmes ant Saulės. Juos aprašė senovės kinų metraštininkai, arabų ir armėnų kronikos, rusų kronikos, viduramžių istorikai – visi jie pastebi, kad retkarčiais ant Saulės atsiranda tamsūs dariniai, labiausiai kaip vinys, tarsi įkalti į Saulę. Žodis „dėmė“ atsirado vėliau, XVII amžiuje, kai pirmą kartą pro teleskopą buvo galima pamatyti saulės dėmes.

Mokslo istorijoje pasitaiko atvejų, kai atradimą iškart ir nepriklausomai vienas nuo kito padaro keli mokslininkai. Taigi buvo XVII pradžia amžiuje, kai saulės dėmių atradimo garbei iššūkį metė trys mokslininkai – didysis italas Galilėjus Galilėjus, olandas Johanas Fabricius ir vokiečių jėzuitas profesorius Christopheris Scheineris.

Matyti saulės dėmes pro teleskopą lengva. Tereikia, akis apsaugant tamsiu filtru, nukreipti teleskopą į Saulę, o jos paviršiuje beveik visada pastebimos dėmės. Senieji saulės dėmių stebėjimai plika akimi buvo arba pamiršti, arba iki šiol nežinomi.

Pirmoji knyga apie saulės dėmes pasirodė 1611 m. Jame Johanas Fabricijus pasakoja, kad dar 1610 metų gruodį vieną rytą, stebėdamas Saulę pro teleskopą, pastebėjo ant jos juodą dėmę, kurią iš pradžių skaičiavo kaip tolimą mažą debesėlį. Tačiau po kurio laiko, Saulei jau pakilus aukštai danguje, toje pačioje Saulės disko vietoje liko keistas tamsus „debesis“. Kai kitą rytą Fabricijus pamatė tą pačią Saulės dėmę toje pačioje vietoje, visos abejonės dingo – dėmė buvo ne debesis, o priklausė Saulei!

Po kelių dienų ant Saulės atsirado nauji kulniukai, o buvusi dėmė pakeitė formą ir pastebimai pasislinko į vakarinį Saulės kraštą. Po kelių dienų jis dingo už šio krašto, bet po dviejų savaičių vėl pasirodė priešingame, rytiniame krašte. Išvada buvo tokia, kad didžiulis saulės rutulys lėtai sukasi aplink savo ašį, pilną apsisukimą užbaigdamas maždaug per mėnesį.

Fabricijaus knyga jau buvo ruošiama spaudai, kai 1611 m. kovą Scheineris pirmą kartą per savo teleskopą pastebėjo saulės dėmes ir parodė jas savo mokiniams. Tačiau, skirtingai nei Fabricijus, Scheineris publikuoti neskubėjo. Jis puikiai suprato, kad dėmės ant Saulės pirmiausia suterš jo, kaip jėzuitų profesoriaus, aristoteliškos doktrinos apie „neliečiamą dangaus tyrumą“ propaguotoją, autoritetą. Tik 1611 m. gruodį Scheineris išdrįso parašyti apie saulės dėmių atradimą, tačiau ir čia jis pasielgė gana jėzuitiškai. Nenorėdamas jokių bėdų, Scheineris teigė, kad jo atrasti dariniai yra ne Saulės dėmės, o nežinomos planetos, esančios arti Saulės, juodų dėmių pavidalu išsikišusios į saulės diską.

Galilėjus atrado saulės dėmes, matyt, 1610 m. viduryje, tačiau niekur apie savo atradimą nepranešė. Tačiau 1611 m. balandžio mėn. Romoje Galilėjus per savo teleskopą parodė saulės dėmes tiems, kurie domisi jo astronominiais atradimais. Galilėjaus atsargumas suprantamas – viskas, ką jis matė danguje, apsiginklavęs akimis teleskopu, prieštaravo ne tik Aristotelio filosofijai, bet ir bažnyčios mokymui. Esant tokiai situacijai, saulėta

dėmės gali būti paskutinis lašas, perpildantis didžiojo mokslininko priešų kantrybę.

Ir vis dėlto, kad ir kaip pavojinga, Galilėjus įsivėlė į ginčą dėl saulės dėmių prigimties. Jis stojo į Fabricijaus pusę ir naujais stebėjimais įtikinamai įrodė, kad dėmės yra ne planetos, o kažkokie dariniai Saulės paviršiuje.

Vis tiek reikėtų prisiminti geru žodžiu ir Scheiner. Jis sutiko su Galilėjaus argumentais ir uoliai stebėjo saulės dėmes iki 1627 m. Scheineris aprašė Saulės sukimosi periodą ir aprašė savo stebėjimus dideliame tome, kuriame yra apie 800 puslapių!

Ir Saulėje yra dėmių – su šia tiesa galiausiai turėjo sutikti ir nepasitikintys mokslininkai, ir ištikimi bažnytininkai. Beveik du šimtmečius astronomai toliau stebėjo saulės dėmes ant Saulės, neatrasdami nieko iš esmės naujo. Tik praėjusiame amžiuje netikėtai paaiškėjo, kad Saulės dėmių skaičius svyruoja pagal tam tikrą dėsnį.

Praėjusį šimtmetį Vokietijoje gyvenęs nuolankus vokiečių vaistininkas Heinrichas Schwabe buvo astronomijos gerbėjas. Atkreipkite dėmesį, kad ne kiekviename versle įmanomas, o juo labiau naudingas „mėgėjas“. Tikriausiai nerizikuotumėte kreiptis pagalbos į chirurgą mėgėją. Tačiau astronomijoje mėgėjai vaidino ir iš dalies vis dar atlieka didelį vaidmenį. Specialistų astronomų visada buvo mažai. Jie neturėjo laiko sekti visko, kas vyksta danguje. Čia į pagalbą atėjo daugybė astronomijos mylėtojų. Jie atrado naujas planetas ir kometas, reguliariai stebėjo kintamąsias žvaigždes ir užfiksavo meteorų atsiradimą. Žodžiu, beveik visose astronomijos srityse sąžiningas stebėtojas, apsiginklavęs net kukliu optiniu instrumentu, gali būti naudingas mokslui. Kai kurie astronomijos mylėtojai, pavyzdžiui, Heinrichas Schwabe'as, padarė puikių atradimų.

1826 m. Schwabe įsigijo nedidelį teleskopą ir pradėjo ieškoti nežinomų planetų, esančių arčiau Saulės nei Merkurijus. Ši tema tais metais buvo madinga, ir visi norėjo tapti pionieriais. Akivaizdu, kad jei yra nežinomų planetų, jos kartais turi būti projektuojamos į saulės diską. Iš pirmo žvilgsnio jie atrodys kaip saulės dėmės, tačiau konstrukcijos detalės atskleis tikrąją įtartinų objektų prigimtį. čia

kodėl Švabas su grynai vokišku punktualumu daugelį metų savo žurnaluose rašė visas Saulės dėmes.

Ir tada, ieškodamas vieno dalyko, Shvabe netikėtai atrado kažką visiškai kito. Paaiškėjo, kad maždaug kas dešimt metų saulės dėmių skaičius tampa didžiausias. Po penkerių metų ji sumažėja iki minimumo: kitomis dienomis Saulė atrodo visiškai pagal Aristotelį – akinamai švari. Pirmąją žinią apie jo atradimą Schwabe paskelbė 1843 m. Tačiau plačiai išgarsėjo tik po aštuonerių metų, kai garsus gamtininkas Aleksandras Humboltas savo knygoje „Kosmosas“ visam pasauliui pranešė apie Schwabe pastebėjimus.

Paslaptingo saulės ritmo atradimas sudomino Ciuricho observatorijos astronomą Rudolfą Wolfą. Jis surinko visus teleskopinius saulės dėmių stebėjimus, taip pat jų aprašymus senosiose kronikose. Per ilgesnį laiką ryškiau išreiškiamas ir saulės impulso ritmas. 1852 m. Wolffas nustatė, kad didžiausias saulės dėmių skaičius užpildo saulės diską kas 11,1 metų (o ne kas 10 metų, kaip apskaičiavo Schwabe). Po trejų metų, tapęs Ciuricho observatorijos direktoriumi, Vilkas pirmasis organizavo nuolatinius sistemingus saulės dėmių stebėjimus – vaizdinę vadinamojo saulės aktyvumo išraišką.

Wolffo pavyzdžiu netrukus pasekė astronomai iš kitų observatorijų. Palaipsniui susiformavo „Saulės tarnyba“ – reguliarūs iki šiol Saulės stebėjimai daugelyje observatorijų visame pasaulyje. Be to, Vilkas atrado sąsajas tarp Saulės aktyvumo ir pašvaistės, magnetinių audrų ir kitų reiškinių Žemėje. Jis buvo vienas iš Saulės atradėjų, astronomas specialistas, visą savo gyvenimą paskyręs Saulės ir saulės bei žemės santykių tyrinėjimams. Nemanykite, kad po Wolffo astronomai mėgėjai, Saulės tyrinėtojai, nebedarė atradimų. Pateiksiu tik vieną pavyzdį.

Aleksejus Petrovičius Moisejevas daugelį metų dirbo Maskvos planetariumo pridėtinių išlaidų fondo vadovu. Pirmą kartą jį pamačiau 1934 metais Maskvos astronomijos ir geodezijos draugijos Saulės skyriaus posėdyje. Aukštas, lieknas, kukliai apsirengęs Moisejevas nemėgo kalbėti apie save, apie savo atradimus.

Ilgą laiką nežinojau, kad ši jau vidutinio amžiaus mėgėjiška astronomija, ginkluota vos 34 mm objektyvo skersmens astronominiu vamzdžiu, labai prisidėjo prie Saulės ir jos veiklos tyrimo.

Moisejevas atrado, kad vaivorykštės žiedai aplink Saulę ir Mėnulį, vadinamieji galosai, yra susiję su saulės dėmėmis. Su tomis pačiomis dėmėmis, anot jo tyrimų, siejamas plunksninių debesų atsiradimo dažnis, perkūnijos dažnis ir stiprumas.

Jis buvo kantrus gamtos tyrinėtojas, kiekvieną dieną tiesiogine prasme stebėjęs Saulę. Ir taip metai iš metų, iš dešimtmečio į dešimtmetį.

Nesunku suprasti, kad tą pačią akimirką dideliame Saulės teleskope pamatysite daug daugiau dėmių nei mažame. Norint palyginti tokius nevienalyčius stebėjimus tarpusavyje, jie skaičiavimais atnešami (sumažinami) į kokį nors teleskopą, kuris imamas kaip standartas. Kitaip tariant, jie teoriškai apskaičiuoja, ką būtų galima pamatyti, jei šis teleskopas būtų pakeistas standartiniu.

Užsienyje „standartinis“ teleskopas ilgą laiką buvo laikomas tuo, per kurį kažkada stebėjo Vilkas. Sovietų Sąjungoje ilgą laiką visi saulės dėmių stebėjimai buvo sumažinti iki mažyčio Aleksejaus Petrovičiaus Moisejevo teleskopo.

Ar tai ne pagarbos ženklas kukliam mokslo darbuotojui, kuris neturėjo oficialaus astronomo diplomo, bet visą gyvenimą demonstravo save kaip tikrą mokslininką?

Daugiau įdomių straipsnių

Atsiradimas

Saulės dėmių susidarymas: magnetinės linijos prasiskverbia į saulės paviršių

Dėmės atsiranda dėl atskirų saulės magnetinio lauko dalių perturbacijų. Šio proceso pradžioje magnetinių linijų spindulys „prasiskverbia“ per fotosferą į vainiką ir sulėtina plazmos konvekcinį judėjimą granuliacinėse ląstelėse, užkertant kelią energijos perkėlimui iš vidinių sričių į išorę. vietos. Šioje vietoje pasirodo pirmasis fakelas, kiek vėliau ir į vakarus – mažas taškas vadinamas jau laikas, kelių tūkstančių kilometrų dydžio. Per kelias valandas magnetinės indukcijos vertė padidėja (esant pradinėms vertėms 0,1 Tesla), padidėja porų dydis ir skaičius. Jie susilieja vienas su kitu ir sudaro vieną ar daugiau dėmių. Didžiausio dėmių aktyvumo laikotarpiu magnetinės indukcijos dydis gali siekti 0,4 teslos.

Dėmių gyvavimo laikas siekia kelis mėnesius, tai yra, pavienes dėmes galima pastebėti per kelis Saulės apsisukimus aplink save. Būtent šis faktas (stebimų dėmių judėjimas išilgai saulės disko) buvo pagrindas įrodyti Saulės sukimąsi ir leido atlikti pirmuosius Saulės apsisukimo aplink savo ašį laikotarpio matavimus.

Dėmės dažniausiai formuojasi grupėmis, tačiau kartais būna ir viena dėmė, kuri trunka vos kelias dienas, arba dvi dėmės, kurių magnetinės linijos nukreiptos iš vienos į kitą.

Pirmoji, atsirandanti tokioje dviguboje grupėje, vadinama P tašku (anksčiau angl.), seniausia – F tašku (angl. toliau).

Tik pusė dėmių gyvena ilgiau nei dvi dienas, o tik dešimtadalis išgyvena 11 dienų slenkstį

Saulės dėmių grupės visada driekiasi lygiagrečiai saulės pusiaujui.

Savybės

Vidutinė Saulės paviršiaus temperatūra yra apie 6000 C (efektyvioji temperatūra – 5770 K, radiacijos temperatūra – 6050 K). Centrinėje, tamsiausioje dėmių vietoje temperatūra siekia tik apie 4000 C, išorinių dėmių, besiribojančių su normaliu paviršiumi, plotai – nuo ​​5000 iki 5500 C. Nepaisant to, kad dėmių temperatūra žemesnė, jų medžiaga vis dar skleidžia šviesą, nors ir mažesniu laipsniu nei likęs paviršius. Būtent dėl ​​tokio temperatūrų skirtumo stebėjimo metu atsiranda jausmas, kad dėmės tamsios, beveik juodos, nors iš tikrųjų jos ir šviečia, tačiau jų švytėjimas prarandamas ryškesnio saulės disko fone.

Dėmės yra didžiausios Saulės aktyvumo sritys. Jei dėmių yra daug, tada yra didelė tikimybė, kad magnetinės linijos vėl susijungs - linijos, einančios vienos dėmių grupės viduje, rekombinuojasi su linijomis iš kitos dėmių grupės, turinčios priešingą poliškumą. Matomas šio proceso rezultatas – saulės pliūpsnis. Radiacijos pliūpsnis, pasiekęs Žemę, sukelia stiprius jos magnetinio lauko trikdžius, sutrikdo palydovų darbą ir net paveikia planetoje esančius objektus. Dėl magnetinio lauko pažeidimų atsiradimo tikimybė Šiaurės pašvaistėžemose geografinėse platumose. Žemės jonosferoje taip pat vyksta saulės aktyvumo svyravimai, kurie pasireiškia trumpųjų radijo bangų sklidimo pasikeitimu.

Tais metais, kai saulės dėmių mažai, Saulės dydis sumažėja 0,1%. 1645–1715 metai (Maunderio minimumas) žinomi dėl visuotinio atvėsimo ir vadinami mažuoju ledynmečiu.

klasifikacija

Dėmės klasifikuojamos pagal gyvenimo trukmę, dydį, vietą.

Vystymosi etapai

Vietinis magnetinio lauko stiprinimas, kaip minėta aukščiau, sulėtina plazmos judėjimą konvekcinėse ląstelėse ir taip sulėtina šilumos perdavimą saulės paviršiui. Atvėsus šio proceso paveiktoms granulėms (apie 1000 C) jos patamsėja ir susidaro viena dėmė. Kai kurie iš jų išnyksta po kelių dienų. Kiti išsivysto į dvipolius dviejų dėmių grupes, kuriose magnetinės linijos yra priešingo poliškumo. Iš jų gali susidaryti daugybės dėmių grupės, kurios toliau padidėjus plotui penumbra sujungti iki šimtų dėmių, kurių dydis siekia šimtus tūkstančių kilometrų. Po to lėtai (per kelias savaites ar mėnesius) mažėja dėmių aktyvumas ir sumažėja jų dydis iki mažų dvigubų ar pavienių taškelių.

Didžiausios saulės dėmių grupės visada turi susijusią grupę kitame pusrutulyje (šiauriniame arba pietiniame). Tokiais atvejais magnetinės linijos palieka dėmes viename pusrutulyje, o patenka į kito pusrutulio dėmes.

Cikliškumas

Saulės aktyvumo rekonstrukcija per 11 000 metų

Saulės ciklas yra susijęs su dėmių atsiradimo dažnumu, jų aktyvumu ir gyvenimo trukme. Vienas ciklas apima maždaug 11 metų. Minimalaus aktyvumo laikotarpiais saulės dėmių būna labai mažai arba jų visai nėra, o didžiausiu jų gali būti keli šimtai. Kiekvieno ciklo pabaigoje saulės magnetinio lauko poliškumas pasikeičia, todėl teisingiau kalbėti apie 22 metų saulės ciklą.

Ciklo trukmė

11 metų yra apytikslis laiko tarpas. Nors tai vidutiniškai trunka 11,04 metų, yra ciklų, kurių trukmė svyruoja nuo 9 iki 14 metų. Vidutinės vertės taip pat keičiasi bėgant amžiams. Taigi XX amžiuje vidutinė ciklo trukmė buvo 10,2 metų. Teigiama, kad Maunderio minimumas (kartu su kitais aktyvumo minimumais) ciklą gali padidinti iki maždaug šimto metų. Remiantis Grenlandijos lede esančio izotopo Be 10 analize, buvo gauta duomenų, kad per pastaruosius 10 000 metų tokių ilgų minimumų buvo daugiau nei 20.

Ciklo trukmė nėra pastovi. Šveicarų astronomas Maxas Waldmeieris teigė, kad perėjimas nuo minimalaus prie didžiausio saulės aktyvumo vyksta kuo greičiau, tuo didesnis didžiausias šiame cikle užfiksuotų saulės dėmių skaičius.

Ciklo pradžia ir pabaiga

Magnetinio lauko erdvės ir laiko pasiskirstymas Saulės paviršiuje.

Anksčiau ciklo pradžia buvo laikoma momentu, kai Saulės aktyvumas buvo minimalus. Ačiū šiuolaikiniai metodai matavimų, atsirado galimybė nustatyti saulės magnetinio lauko poliškumo kitimą, todėl dabar ciklo pradžia imamas momentas, kai pasikeičia dėmių poliškumas.

Ciklus identifikuoja eilės numeris, pradedant pirmuoju, kurį 1749 m. pažymėjo Johanas Rudolfas Volfas. Dabartinis ciklas (2009 m. balandžio mėn.) yra 24 numeris.

XIX amžiuje ir maždaug iki 1970 metų buvo nuojauta, kad didžiausias saulės dėmių skaičius yra periodiškumas. Šie 80 metų ciklai (su mažiausiais saulės dėmių maksimumais 1800–1840 ir 1890–1920 m.) šiuo metu yra susiję su konvekciniais procesais. Kitos hipotezės rodo, kad egzistuoja dar didesni, 400 metų ciklai.

Literatūra

• Erdvės fizika. Mažoji enciklopedija, Maskva: Sovietų enciklopedija, 1986 m

Saulė
Struktūra	Šerdis · Spinduliavimo perdavimo zona · Konvekcinė zona
Atmosfera	Fotosfera · Chromosfera · Saulės karūna
Prailgintas struktūra	Heliosfera (Heliosferos srovės lapas · Smūgio bangos riba) · Heliosferos mantija · Heliopauzė · Galvos smūgio banga
Susijęs su saule reiškinius	Koroninės skylės · Koroninės kilpos · Koroninės masės išmetimai · Saulės užtemimas · Saulės dėmės · Saulės žibintuvėlis · Granulės · Mourton bangos · Iškilimas · Saulės spinduliuotė (saulės kitimai) · Spicules · Supergranuliacija · saulėtas vėjas · Saulės žybsnis
Susijusios temos	saulės sistema · Saulės dinamo
Spektrinė klasė:

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „saulės dėmės“ kituose žodynuose:

Cm … Sinonimų žodynas

Kaip saulė danguje, ant tos pačios saulės jie išdžiūvo, dėmės saulėje, dėmės saulėje.. Rusų sinonimų ir panašių posakių žodynas. pagal. red. N. Abramova, M .: Rusų žodynai, 1999. saulių saulė, (arčiausiai mūsų) žvaigždė, parhelija, ... ... Sinonimų žodynas

Šis terminas turi kitų reikšmių, žr. Saulė (nurodymas). Saulė ... Vikipedija

Šioje Saulės nuotraukoje matysite dėmes. Šios tamsios dėmės ant paviršiaus matomos iš Žemės net be teleskopo. Galilėjus pirmasis juos pamatė per teleskopą, tačiau iki šiol astronomai negalėjo paaiškinti, kas juos sukelia.

Kodėl jie tamsūs?

Nors dėmės yra tamsesnės nei aplinkinė Saulės medžiaga, jos iš tikrųjų yra neįtikėtinai karštos. Jų temperatūra gali viršyti 3500 Kelvino laipsnių, tačiau jie nėra tokie ryškūs kaip paviršius, įkaitintas iki 5800 Kelvino laipsnių. Dėl temperatūrų skirtumo jis atrodo tamsus, palyginti su likusiu Saulės paviršiumi. Jis gali būti toks didelis, kad į kai kuriuos iš jų tilptų Žemė. Saulė daugiausia yra plazma.

Plazmos judėjimas Saulės viduje sukuria galingą magnetinį lauką, panašų į Žemės magnetosferą.

Tačiau saulės magnetinis laukas nuolat kinta. Fizikai mano, kad magnetinio lauko jėgos linijos yra susisukusios ir išeina už saulės. Jie susidaro tose vietose, kur magnetinis laukas prasiskverbia į fotosferą. Nors jie atrodo tamsūs, iš tikrųjų jie yra tik keliais tūkstančiais laipsnių šaltesni už aplinkinę fotosferą.

Saulės dėmės šiandien iš SDO palydovo internetu

Žemiau pateikiamas mūsų žvaigždės rentgeno žemėlapis, nuotrauka atnaujinama kasdien. Skaičiai rodo dėmių grupes

Astronomai stebėjo saulės dėmes daugiau nei 100 metų ir sužinojo, kad jų skaičius paviršiuje didėja ir mažėja per 11 metų ciklą.

Sergejus Bogačiovas

Kaip veikia saulės dėmės

Saulės diske atsirado vienas didžiausių šių metų aktyvių regionų, o tai reiškia, kad ant Saulės vėl atsiranda dėmių – nepaisant to, kad mūsų žvaigždė įžengia į periodą. Apie saulės dėmių aptikimo pobūdį ir istoriją, taip pat apie jų poveikį žemiškoji atmosfera pasakoja Lebedevo fizinio instituto Saulės rentgeno astronomijos laboratorijos darbuotojas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras Sergejus Bogačiovas.

Pirmajame XVII amžiaus dešimtmetyje italų mokslininkas Galileo Galilei ir vokiečių astronomas ir mechanikas Christophas Scheineris, maždaug vienu metu ir nepriklausomai vienas nuo kito, patobulino prieš kelerius metus išrastą žvalgybos stiklą (arba teleskopą) ir jo pagrindu sukūrė helioskopą - prietaisas, leidžiantis stebėti Saulę projektuojant jos atvaizdą ant sienos. Šiuose vaizduose jie aptiko detalių, kurias būtų galima supainioti su sienų defektais, jei jos nejudėtų kartu su vaizdu – mažos dėmės, besidriekiančios idealaus (ir iš dalies dieviškojo) centrinio dangaus kūno – Saulės – paviršiuje. Taip į mokslo istoriją įėjo saulės dėmės, o mūsų gyvenime yra posakis, kad pasaulyje nėra nieko idealaus: „Ir Saulėje yra saulės dėmės“.

Saulės dėmės yra pagrindinis bruožas, kurį galima pamatyti mūsų žvaigždės paviršiuje nenaudojant sudėtingų astronominių metodų. Matomi dėmių matmenys yra maždaug vienos lanko minutės (10 kapeikų monetos dydis iš 30 metrų atstumo), o tai yra ties žmogaus akies skiriamosios gebos riba. Tačiau šiems objektams aptikti pakanka labai paprasto optinio įrenginio, padidinančio vos kelis kartus, o tai, tiesą sakant, Europoje įvyko XVII amžiaus pradžioje. Tačiau pavienių dėmių stebėjimų reguliariai pasitaikydavo ir prieš tai, dažnai jie būdavo daromi tiesiog akimis, tačiau likdavo nepastebėti ar nesuprasti.

Kurį laiką jie bandė paaiškinti dėmių prigimtį nepaveikdami Saulės idealumo, pavyzdžiui, kaip debesys saulės atmosferoje, tačiau greitai paaiškėjo, kad jos yra vidutiniškai susijusios su saulės paviršiumi. Tačiau jų prigimtis liko paslaptimi iki XX amžiaus pirmosios pusės, kai Saulėje pirmą kartą buvo aptikti magnetiniai laukai ir paaiškėjo, kad jų koncentracijos vietos sutampa su dėmių susidarymo vietomis.

Kodėl dėmės atrodo tamsios? Visų pirma, reikia pastebėti, kad jų tamsumas nėra absoliutus. Greičiau tai panašu į tamsų žmogaus, stovinčio apšviesto lango fone, siluetą, ty matomas tik labai ryškios aplinkos šviesos fone. Jei pamatuosite dėmės „ryškumą“, pamatysite, kad ji taip pat skleidžia šviesą, tačiau tik 20–40 procentų įprastos Saulės šviesos. Šio fakto pakanka taško temperatūrai nustatyti be jokių papildomų matavimų, kadangi Saulės šiluminės spinduliuotės srautas yra vienareikšmiškai susijęs su jos temperatūra pagal Stefano-Boltzmanno dėsnį (radiacijos srautas proporcingas spinduliuojančio kūno temperatūrai iki ketvirtos). galia). Jei įprasto Saulės paviršiaus ryškumą, kurio temperatūra yra apie 6000 laipsnių Celsijaus, laikysime vienetu, tada saulės dėmių temperatūra turėtų būti apie 4000–4500 laipsnių. Tiesą sakant, taip ir yra – saulės dėmės (o vėliau tai patvirtino ir kiti metodai, pavyzdžiui, spektroskopiniai spinduliuotės tyrimai) yra tiesiog žemesnės temperatūros saulės paviršiaus sritys.

Dėmių ryšys su magnetiniais laukais paaiškinamas magnetinio lauko įtaka dujų temperatūrai. Ši įtaka siejama su konvekcinės (virimo) zonos buvimu Saulėje, kuri tęsiasi nuo paviršiaus iki maždaug trečdalio saulės spindulio gylio. Verdanti saulės plazma nuolat kelia karštą plazmą iš jos vidaus į paviršių ir taip padidina paviršiaus temperatūrą. Tose vietose, kur Saulės paviršių perveria stipraus magnetinio lauko vamzdeliai, konvekcijos efektyvumas slopinamas tol, kol ji visiškai sustoja. Dėl to Saulės paviršius, nemaitinamas karšta konvekcine plazma, atšąla iki maždaug 4000 laipsnių temperatūros. Susidaro dėmė.

Šiandien dėmės daugiausia tiriamos kaip aktyvių saulės sričių centrai, kuriuose telkiasi saulės blyksniai. Faktas yra tas, kad magnetinis laukas, kurio „šaltinis“ yra dėmės, į Saulės atmosferą atneša papildomų energijos atsargų, kurios yra „nereikalingos“ Saulei, ir ji, kaip ir bet kuri fizinė sistema, siekianti sumažinti savo energiją bando jų atsikratyti. Ši papildoma energija vadinama laisva energija. Yra du pagrindiniai energijos pertekliaus išmetimo mechanizmai.

Pirmasis yra tada, kai Saulė tiesiog išmeta į tarpplanetinę erdvę ją apsunkinančią atmosferos dalį kartu su magnetinių laukų, plazmos ir srovių pertekliumi. Šie reiškiniai vadinami vainikinių masių išmetimu. Atitinkamos emisijos, sklindančios iš Saulės, kartais pasiekia milžiniškus kelių milijonų kilometrų matmenis ir yra ypač pagrindinė magnetinių audrų priežastis – tokio plazmos krešulio poveikis Žemės magnetiniam laukui jį išbalansuoja, verčia vibruoti ir taip pat didėja elektros srovės tekančią Žemės magnetosferoje, kuri yra magnetinės audros esmė.

Antrasis būdas – saulės blykstės. Šiuo atveju laisva energija deginama tiesiai saulės atmosferoje, tačiau to pasekmės gali pasiekti ir Žemę – kietos spinduliuotės srautų ir įkrautų dalelių pavidalu. Toks smūgis, kuris gamtoje yra radiacija, yra viena iš pagrindinių erdvėlaivių, taip pat ir pašvaistės, gedimo priežasčių.

Tačiau radus dėmę Saulėje, neverta iš karto ruoštis saulės žybsniams ir magnetinėms audroms. Gana dažna situacija, kai Saulės diske atsiradusios saulės dėmės, net ir rekordiškai didelės, nesukelia net minimalaus Saulės aktyvumo lygio padidėjimo. Kodėl taip atsitinka? Taip yra dėl magnetinės energijos išsiskyrimo į Saulę pobūdžio. Tokios energijos negali išlaisvinti vienas magnetinis srautas, kaip ir ant stalo gulintis magnetas, kad ir kaip jis būtų supurtytas, nesukels jokio saulės pliūpsnio. Turėtų būti bent du tokie srautai ir jie turėtų turėti galimybę sąveikauti vienas su kitu.

Kadangi vienas magnetinis vamzdelis, persmelkiantis Saulės paviršių dviejose vietose, sukuria dvi dėmes, tai visos dėmių grupės, kuriose yra tik dvi ar viena dėmelė, nepajėgios sukurti blyksnių. Šias grupes sudaro viena gija, kuri neturi su kuo bendrauti. Tokia dėmių pora gali būti milžiniška ir egzistuoti Saulės diske ištisus mėnesius, gąsdindama Žemę savo dydžiu, tačiau nesukurs nė vieno, net minimalaus žybsnio. Tokios grupės turi klasifikaciją ir yra vadinamos Alfa tipu, jei yra viena vieta, arba Beta, jei jų yra dvi.

Sudėtinga Beta-Gamma-Delta tipo saulės dėmė. Viršuje - dėmė matomame diapazone, apačioje - magnetiniai laukai, rodomi SDO kosmoso observatorijos HMI prietaisu

Jei radote pranešimą apie naujos Saulės dėmės atsiradimą, nepatingėkite ir pažiūrėkite į grupės tipą. Jei tai yra alfa ar beta, galite nesijaudinti – artimiausiomis dienomis Saulė nesukels jokių blyksnių ar magnetinių audrų. Sudėtingesnė klasė yra gama. Tai saulės dėmių grupės, kuriose yra keletas šiaurės ir pietų poliariškumo saulės dėmių. Tokioje srityje bendrauja mažiausiai du magnetinis srautas... Atitinkamai tokia sritis praras magnetinę energiją ir kurs saulės aktyvumą. Ir galiausiai paskutinė klasė yra Beta Gamma. Tai yra sunkiausios sritys, kurios labiausiai painioja magnetinis laukas... Jei tokia grupė atsirastų kataloge, neabejotina, kad Saulė šią sistemą išardys bent kelias dienas, degindama energiją pliūpsnių pavidalu, įskaitant didelius, ir išskirdama plazmą, kol supaprastins šią sistemą iki paprastos Alfa. arba beta konfigūracija.

Tačiau, nepaisant „gąsdinančio“ dėmių ryšio su blyksniais ir magnetinėmis audromis, nereikėtų pamiršti, kad tai vienas ryškiausių astronominių reiškinių, kurį galima stebėti iš Žemės paviršiaus mėgėjiškais instrumentais. Galiausiai, saulės dėmės yra labai gražus objektas – tiesiog pažiūrėkite į jų didelės raiškos vaizdus. Tiems, kurie net ir po to negali pamiršti neigiamų šio reiškinio aspektų, gali paguosti tuo, kad Saulės dėmių skaičius vis dar yra palyginti mažas (ne daugiau kaip 1 proc. disko paviršiaus, ir dažnai daug mažiau).

Nemažai žvaigždžių tipų, bent jau raudonosios nykštukės, „kenčia“ daug labiau – dėmės jose gali apimti iki dešimčių procentų ploto. Galite įsivaizduoti, ką turi hipotetiniai atitinkamų planetų sistemų gyventojai, ir dar kartą pasidžiaugti, prie kokios gana ramios žvaigždės mums pasisekė gyventi.