Что называется факелами солнца

Солнечный факел

Со́лнечными фа́келами называют яркие поля, окружающие солнечные пятна. По сути дела, факелы представляют собой более яркие по сравнению с общим фоном образования, которые могут занимать большую часть видимой поверхности Солнца.

Содержание

Структура факелов

Структура факелов достаточно сложная. Она состоит из большого количества прожилок, ярких узелков, точек, иными словами факельных гранул, величина каждой из которых составляет до 30000 км.

Образование факелов

Солнечные факелы образуются в активных областях магнитного поля Солнца. Как и всё в природе, факелы не появляются просто так. Их возникновение обусловлено одним из свойств магнитного поля, а именно: магнитное поле препятствует движению вещества в том случае, когда оно происходит поперек силовых линий. Если энергия магнитного поля велика, то возможно движение вещества исключительно вдоль силовых линий. В противном случае, слабое магнитное поле в факельной области не способно остановить достаточно мощных конвективных движений, хотя и может придать им более упорядоченный характер. Стоит отметить, что беспорядочные движения происходят как в вертикальной плоскости (в большей мере), так и в горизонтальной. Последние приводят к появлению трения между отдельными частями конвекции, а затем тормозятся магнитным полем, напряжённость которого в области факела гораздо меньше, чем в других областях. Это позволяет газам подниматься выше и переносить гораздо больший поток энергии. Таким образом, факелы появляются при усилении конвекции, которое вызвано слабым магнитным полем.

Особенности факелов

Ближе к центру факелы практически не видны, зато на лимбе солнечного диска они очень заметны. Эта особенность указывает на то, что на некотором уровне в фотосфере температура факелов отличается от температуры соседних факелов, расположенных в других областях, на 200 – 300 К. По сравнению же с температурой окружающей среды, температура факелов больше примерно на 2000 К. Как правило, факелы объединяются в факельные поля. Нередко встречаются факельные поля, в которых не появляются пятна. Таким образом можно сделать вывод, что в факелах не обязательно должны быть солнечные пятна. Продолжительность жизни солнечного факела составляет 3-4 месяца. Также, как и количество пятен, количество факелов влияет на такую характеристику, как солнечная активность.

См. также

Солнце
Структура	Ядро · Зона лучистого переноса · Конвективная зона
Атмосфера	Фотосфера · Хромосфера · Солнечная корона
Расширенная структура	Гелиосфера (Гелиосферный токовый слой · Граница ударной волны) · Гелиосферная мантия · Гелиопауза · Головная ударная волна
Относящиеся к Солнцу феномены	Солнечное затмение · Солнечная активность (Солнечные пятна · Солнечные вспышки · Корональные выбросы массы) · Солнечная радиация (Вариации солнечного излучения) · Корональные дыры · Корональные петли · Факелы · Гранулы · Флоккулы · Протуберанцы и волокна · Спикулы · Супергрануляция · Солнечный ветер · Волна Мортона
Связанные темы	Солнечная система · Солнечное динамо · Звёздная эволюция
Спектральный класс: G2

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Солнечный факел» в других словарях:

Межпланетное магнитное поле — Возникновение ударных волн при столкновении солнечного ветра с межзвездной средой. Солнечный ветер поток ионизированных частиц (в основном гелиево–водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300–1200 км/с в окружающее… … Википедия

Светило — Солнце Основные характеристики Среднее расстояние от Земли 1,496×1011 м (8,31 световых минут) Видимая звёздная величина (V) −26,74m … Википедия

Звёздные пятна — Группа пятен на Солнце, сфотографированная в видимом свете. Снимок сделан космическим аппаратом 13 декабря 2006 года. Солнечные пятна тёмные области на Солнце, температура которых понижена примерно на 1500 К по сравнению с окружающими участками… … Википедия

Пятна на Солнце — Группа пятен на Солнце, сфотографированная в видимом свете. Снимок сделан космическим аппаратом 13 декабря 2006 года. Солнечные пятна тёмные области на Солнце, температура которых понижена примерно на 1500 К по сравнению с окружающими участками… … Википедия

Протуберанцы — (нем. Protuberanzen, от лат. protubero вздуваюсь) плотные конденсации холодного вещества, которые поднимаются и удерживается над поверхностью Солнца магнитным полем. Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго … Википедия

Радиация Солнца — Схема распространения солнечной радиации в атмосфере Земли. Солнечная радиация электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу … Википедия

Вспышка солнечная — Солнечная вспышка, фотография спутника Солнечная вспышка это уникальный по мощности процесс выделения энергии (световой, тепловой и кинетической) в атмосфере Солнца. Вспышки так или иначе охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу,… … Википедия

Затмение Солнца — Солнечное затмение затмение, которое происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем, и загораживает (затмевает) его. Поскольку Луна светит отражённым светом, и перед затмением обращена к нам неосвещённой стороной, то непосредственно … Википедия

Зона конвекции — Зона конвекции область Солнца (или более обще, звезды) в которой перенос энергии из внутренних районов во внешние происходит главным образом путём активного перемешивания вещества конвекции. Содержание 1 Расположение и строение 2 Конвективные… … Википедия

Зона радиации — Строение Солнца Зона лучистого переноса средняя зона Солнца. Располагается непосредственно над солнечным ядром. Выше зоны лучистого переноса находится конвективная зона. Нижней границей зоны считают линию, ниже которой происходят ядерные реакции … Википедия

Источник

Пятна и факелы на солнце

Солнечные пятна — это тёмные образования на диске Солнца. В телескоп видно, что крупные пятна имеют довольно сложное строение: тёмную область тени окружает полутень, диаметр которой более чем в два раза превышает размер тени. Если пятно наблюдается на краю солнечного диска, то создаётся впечатление, что оно похоже на глубокую тарелку. Происходит это потому, что газ в пятнах прозрачнее, чем в окружающей атмосфере, и взгляд прони кает глубже.

По величине пятна бывают очень разными — от малых, диаметро? примерно 1000-2000 км, до гигантских, значительно превосходящие размеры нашей планеты. Отдельны» пятна могут достигать в поперечнике 40 тыс. километров. А самое боль шое из наблюдавшихся пятен достигало 100 тыс. километров.

Установлено, что пятна — это места выхода в солнечную атмосферу сильных магнитных полей. Магнит ные поля уменьшают поток энергии идущий от недр светила к фотосфе ре, поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает. Пятна холоднее окружающего их вещества примерно на 1500 К, а следовательно, и менее ярки. Вот почему на общем фоне они выглядят тёмными.

Солнечные пятна часто образуют группы из нескольких больших и малых пятен, и такие группы могут занимать значительные области на солнечном диске. Картина группы всё время меняется, пятна рождаются, растут и распадаются. Живут группы пятен долго, иногда на протяжении двух или трёх оборотов Солнца (период вращения Солнца составляет примерно 27 суток).

Факелы

Практически всегда пятна окружены яркими полями, которые называют факелами. Факелы горячее окружающей атмосферы примерно на 2000 К и имеют сложную ячеистую структуру. Величина каждой ячейки — около 30 тыс. километров. В центре диска контраст факелов очень мал, а ближе к краю увеличивается, так что лучше всего они заметны именно по краям. Факелы живут ещё дольше, чем пятна, иногда три-четыре месяца. Они не обязательно существуют вместе с пятнами, очень часто встречаются факельные поля, внутри которых пятна никогда не появляются. По-видимому, факелы тоже являются местами выхода магнитных полей в наружные слои Солнца, но эти поля слабее, чем в пятнах.

Количество пятен и факелов характеризует солнечную активность, максимумы которой повторяются через каждые 11 лет. В годы минимума на Солнце долгое время может не быть ни одного пятна, а в максимуме их число обычно измеряется десятками.

Источник

Факелы на Солнце

Факелы на Солнце — это одно из явлений, которое периодически происходит на так называемой поверхностной части Солнца. Точнее они возникает в верхней части фотосферы и хромосферы, а также очень часто и в зоне пятен.

На фото вы можете видеть солнечные факелы в виде желтоватых пятен в правой части Солнца. Природа появления этого солнечного явления, обусловлено магнитной активностью некоторых областей Солнца, из-за препятствия магнитным полем прохождения вещества.

По своей сути факелы являются скоплением более горячего газа (температура факелов в среднем приблизительно на 2000 К больше окружающей среды), и по этой причине они излучают большое количество света. Иными словами они довольно таки яркие. Хоть и зачастую факелы проявляют себя в области пятен, но яркость света испускаемых факелами наравне с яркостью светимости центральной части солнечного диска. Их хорошо видно, когда они преодолевают границы самых ярких частей фотосферы (это явление называется «явление потемнения к краю»).

А вот небольшое видео SDO, демонстрирующее это явление:

Если наблюдать Солнце на длине волны, которая соответствует центру спектральной полосы поглощения, то факелы можно четко видеть и в центральной части солнечного диска. Также довольно часто они очень растягиваются, образуя факельные поля, и иногда занимают до 20% поверхности Солнца. Факелы имеют большое влияние на солнечную активность. Чем больше факелов, тем выше степень активности Солнца. Жизненный цикл факелов имеет общие сходства с циклом солнечных пятен. Их продолжительность жизни, в среднем составляет 3-5 месяцев.

Источник

§ 20. Строение солнечной атмосферы

1. Из каких оболочек состоит атмосфера Солнца?

Атмосфера Солнца состоит фотосферы, хромосферы и короны.

2. Что такое фотосфера Солнца?

Фотосфера — слой, из которого исходит практически всё видимое излучение Солнца.

3. Какие объекты характерны для фотосферы Солнца?

Грануляция — Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул в фотосфере. Солнечные пятна — области Солнца, температура которых ниже, чем окружающих участков. Факелы — яркие области, в зоне которых часто и развиваются тёмные пятна.

4. Почему солнечные пятна темнее, чем фотосфера?

Солнечные пятна темнее, чем фотосфера, потому что температура в этих областях ниже.

5. Что понимают под грануляцией?

Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул (огромных пузырей плазмы) в фотосфере называется грануляцией.

6. Что понимают под хромосферой и короной Солнца?

Над фотосферой простирается хромосфера Солнца. Общая её протяжённость 10-15 тыс. км.

Солнечная корона — самая внешняя разряжённая и горячая оболочка Солнца, распространяющаяся от него на несколько солнечных радиусов и имеющая температуру плазмы до 1 млн градусов.

7. Какие явления наблюдаются в хромосфере и короне Солнца?

Хромосфера представляется наблюдателю в виде продолговатых вытянутых язычков или зубчиков — спикул — длиной порядка 10 тыс. км.

Вспышка — наиболее мощный взрывной процесс в активной области атмосферы Солнца.

Протуберанец — гигантское плазменное образование в солнечной короне в виде выступов и арок, опирающихся на хромосферу.

8. Что такое солнечная активность и какова её цикличность?

Совокупность нестационарных процессов, периодически возникающих в солнечной атмосфере, называется солнечной активностью. Проявлением солнечной активности являются пятна, факелы в фотосфере, протуберанцы, вспышки и выбросы вещества в атмосфере и короне.

Источник

Что называется факелами солнца

§ 19. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ СОЛНЦА

Условно в атмосфере Солнца выделяют три основных слоя: фотосферу (самый нижний слой), хромосферу и корону.

1. Фотосфера. Доступная непосредственному наблюдению светящаяся «поверхность» Солнца называется фотосферой. Никакой «поверхности» в обычном смысле этого слова Солнце, конечно, не имеет. На самом деле фотосфера представляет собой нижний слой солнечной атмосферы, толщина которого 300—400 км. Именно она излучает практически всю приходящую к нам солнечную энергию, так как из-за непрозрачности вещества фотосферы солнечное излучение из более глубоких слоев Солнца к нам уже не доходит и их увидеть невозможно. Плотность фотосферы не превышает порядка 10 -4 кг/м 3 , а число атомов преобладающего в фотосфере водорода — порядка 10 17 в объеме 1 см 3 . Температура в фотосфере растет с глубиной, в среднем она близка к 6000 К.

Рис. 69. Участок фотосферы Солнца.

Нарисунке 69 показан участок фотосферы, сфотографированный с помощью телескопа, поднятого на стратостате. На нем видно крупное солнечное пятно и множество зерен ( гранул ). Гранулы ярче и, следовательно, горячее, чем окружающие его участки фотосферы. Размеры гранул неодинаковы и составляют в среднем несколько сотен километров. Время существования отдельных гранул — около 8 мин. Непрерывно появляющиеся и исчезающие гранулы свидетельствуют о том, что вещество, из которого состоит фотосфера, находится в движении. Один из видов движений в фотосфере и подфотосферных слоях — вертикальный подъем и опускание вещества. Такое колебательное движение связано с конвекцией: начиная с некоторой глубины (примерно 0,3 радиуса Солнца) вещество на Солнце перемешивается, подобно воде в сосуде, подогреваемой снизу. Гранулы — это верхушки конвективных потоков, проникающих в фотосферу. Гранулы всегда наблюдаются на всей поверхности Солнца, которую иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Другие детали фотосферы (пятна, факелы) появляются лишь время от» времени.

Еще задолго до изобретения телескопа люди замечали на неярком заходящем Солнце или на Солнце, видимом сквозь легкие облака, темные пятна. Прежде не только не знали, что представляют собой пятна, но и не допускали мысли о том, что пятна находятся на Солнце. Лишь теперь, спустя три с половиной столетия с тех пор, как Галилей доказал, что пятна — это реальные образования на поверхности Солнца, начинает выясняться их физическая природа.

Солнечные пятна значительно крупнее гранул. Диаметры наибольших пятен достигают десятков тысяч километров. Пятна — непостоянные, изменчивые детали фотосферы, существующие от нескольких дней до нескольких месяцев. Иногда на Солнце не бывает пятен совсем, а иногда одновременно наблюдаются десятки крупных пятен. Многолетние наблюдения пятнообразовательной деятельности Солнца показали, что имеются циклические колебания числа пятен. Средняя продолжительность цикла составляет примерно 11 лет (рис. 70).

Рис. 70. 11-летний цикл солнечной активности.

Рис. 71. Группа солнечных пятен.

Центральнаячасть пятна — ядро (или тень ) — окружена волокнистой полутенью (см. рис. 69). Вблизи края солнечного диска круглое пятно видно как эллиптическое, а совсем близко от края диска — как узкая полоска полутени. Это можно объяснить тем, что пятно представляет собой коническую воронку, глубина которой примерно 300—400 км. Пятна кажутся темными лишь по контрасту с фотосферой. На самом деле температура ядра (самой холодной части пятна) около 4300 К, т. е. выше температуры электрической дуги, на которую, как известно, невозможно смотреть без защитных очков. Линии в спектре пятен заметно расщеплены. Это явление объясняется тем, что вещество пятен подвержено действию сильных магнитных полей. Обычно пятна наблюдаются группами (рис. 71). Пятно в группе, которое располагается первым по направлению вращения Солнца, называется головным , последнее пятно в группе — хвостовым . Головные и хвостовые пятна имеют противоположную полярность, например головные — северный магнитный полюс, а хвостовые — южный, т. е. в целом группа пятен напоминает гигантский магнит. Магнитное поле пятен в тысячи раз превосходит общее магнитное поле Солнца. Поэтому солнечные пятна подобны «магнитным островам» в фотосфере Солнца. Замечательно, что в соседних 11-летних циклах группы пятен изменяют свою полярность. Например, если в данном 11-летнем цикле все головные пятна групп в северном полушарии Солнца имели северный магнитный полюс, то в следующем цикле северный магнитный полюс будет у хвостовых пятен.

Магнитное поле пятен — одна из наиболее важных характеристик. Именно с магнитным полем связана и причина появления солнечных пятен. Дело в том, что сильное магнитное поле способно замедлить конвекцию плазмы. В местах, где конвекция замедлена, на поверхность поступает меньше энергии, там образуются более холодные и темные участки фотосферы — солнечные пятна.

Фотосферные факелы — детали более светлые (а значит, и более горячие), чем фотосфера. Если группа пятен находится вблизи края солнечного диска, то вокруг нее обычно видно множество факелов — факельное поле. Факелы возникают незадолго до появления солнечных пятен и существуют в среднем в три раза дольше пятен. В местах, где наблюдаются факелы, на поверхность Солнца выносится более горячее вещество, чем в других участках фотосферы. Это связано с местным усилением конвекции в подфотосферных слоях.

2. Хромосфера. В моменты полных солнечных затмений хорошо видны внешние области атмосферы Солнца — хромосфера (розового цвета) и серебристо-жемчужная корона . Яркость хромосферы и короны во много раз меньше яркости фотосферы. Из-за рассеяния солнечного света в земной атмосфере эти слабосветящиеся внешние оболочки не удается видеть вне затмения без специальных приспособлений.

Хромосфера простирается до высоты 10—14 тыс. км. В ее самых нижних слоях температура около 5000 К, а затем, по мере подъема над фотосферой, она начинает постепенно расти, достигая в верхних слоях атмосферы (2•10 4 — 5•10 4 ) К.

Рис. 72. Участок хромосферы над солнечным пятном.

Внезатмения хромосферу можно наблюдать, если выделить очень узкий участок спектра и получить изображение Солнца в монохроматическом свете, длина волны которого соответствует какой-нибудь одной спектральной линии, например, водородной линии Н_α. Тогда можно увидеть, что хромосфера состоит из темных и светлых узелков, образующих сетку. Размеры ячеек хромосферной сетки значительно превосходят размеры гранул фотосферы, достигая 30 — 50 тыс. км. Яркость хромосферы неодинакова. Наиболее яркие ее участки ( хромосферные факелы ) расположены над фотосферными факелами и пятнами (рис. 72).

В хромосфере наблюдаются самые мощные и быстро развивающиеся процессы, называемые вспышками . В ходе развития вспышки сначала увеличивается яркость небольшого участка хромосферы, но затем становится яркой область, охватывающая десятки миллиардов квадратных километров (рис. 73). Слабые вспышки исчезают через 5—10 мин, а самые мощные продолжаются несколько часов. Небольшие вспышки происходят на Солнце по нескольку раз в сутки, мощные наблюдаются значительно реже. Обычно вспышки появляются над пятнами, особенно над теми, которые быстро изменяются. По характеру явления (стремительность развития, огромное энерговыделение — до 10 25 — 10 26 Дж) вспышки представляют собой взрывные процессы, при которых освобождается энергия магнитного поля солнечных пятен. Вспышки сопровождаются мощным ультрафиолетовым, рентгеновским и радиоизлучением. В межпланетное пространство выбрасываются электрически заряженные частицы ( корпускулы ).

Рис. 73. Развитие солнечной вспышки.

Рис. 74. Протуберанец на Солнце.

На краю солнечного диска хорошо видны протуберанцы (рис. 74) — гигантские яркие выступы или арки, как бы опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону. Спокойные протуберанцы существуют несколько недель и даже месяцев. Вещество протуберанцев поглощает и рассеивает идущее снизу излучение, а потому, проецируясь на яркий диск Солнца, протуберанцы выглядят как темные волокна. В отличие от спокойных протуберанцев, часто наблюдаются протуберанцы, для которых характерны очень быстрые движения и выбросы веществ в корону.

3. Солнечная корона. Внутренние области короны , удаленные от фотосферы на расстояние до одного радиуса Солнца, можно наблюдать не только во время солнечных затмений, но и вне затмения с помощью коронографа — специального телескопа, в фокусе объектива которого ставится зачерненный диск («искусственная Луна»). Коронографы устанавливают в горах на высоте не ниже 2000 м над уровнем моря, где солнечное излучение значительно меньше рассеивается земной атмосферой.

Рис. 75. Вид Солнца во время полного затмения.

Рис. 76. Изменение вода солнечной короны.

Форма короны не остается постоянной (рис. 76). В годы, когда на поверхности Солнца много пятен, корона почти круглая. Когда же пятен мало, корона сильно вытянута в плоскости экватора Солнца. Корона неоднородна: в ней наблюдаются лучи, дуги, отдельные сгущения вещества, полярные «щеточки» (короткие прямые лучи, наблюдаемые у полюсов) и т. д. Детали короны неразрывно связаны с пятнами и факелами, а также с явлениями, происходящими в хромосфере. Все детали короны вращаются с той же угловой скоростью, что и расположенные под ними участки фотосферы.

Как далеко простирается корона? По фотографиям, полученным во время затмений, корону удается проследить на расстоянии до нескольких солнечных радиусов от края Солнца. Отдельные выбросы солнечной плазмы, которые как бы входят в состав сверхкороны Солнца, достигают земной орбиты. Сверхкорона была открыта радиоастрономическими методами. Огромная протяженность короны объясняется большими скоростями входящих в нее частиц, а значит, и высокой температурой короны. Этот вывод подтверждает исследование спектра короны. Ряд линий в спектре короны оставался загадочным вплоть до 40-х гг. Оказалось, что эти линии принадлежат многократно ионизованным атомам хорошо известных на Земле элементов, например атомам железа, лишенным 13 электронов. Такая высокая ионизация в очень разреженном веществе короны возможна при температуре не менее 10 6 К. Следовательно, наблюдая корону, можно изучать в космической лаборатории высокотемпературную разреженную плазму в естественных условиях.

Поскольку средняя температура фотосферы около 6000 К, то она своим излучением не может нагреть солнечную корону до более высокой температуры. Согласно одной из гипотез, конвективные движения газа внутри Солнца создают сжатия и разрежения (волны), которые переносят энергию из внутренних слоев Солнца в его атмосферу. Энергия волнового движения нагревает вещество хромосферы и короны. Разреженный газ хромосферы и короны излучает мало и, получая большой приток энергии снизу, сильно нагревается.

4. Солнечная активность. Комплекс нестационарных образований в атмосфере Солнца (пятна, факелы, протуберанцы, вспышки и др.) называется солнечной активностью. Так, солнечные пятна всегда связаны с фотосферными факелами, вспышки и протуберанцы в большинстве случаев образуются над «возмущенной» фотосферой и т. д. Области на Солнце, где наблюдаются пятна, факелы, вспышки, протуберанцы и другие проявления солнечной активности, называются активными областями (или центрами активности). Как мы видели, центры активности, зарождаясь на некоторой глубине под фотосферой, простираются далеко в солнечную корону. Связующее звено между различными ярусами центров активности — магнитное поле.

Не только появление пятен, но и солнечная активность в целом имеет 11-летнюю цикличность. В годы максимума солнечной активности на Солнце много центров активности ( возмущенное Солнце). В годы минимума центров активности мало ( спокойное Солнце). Необычным был максимум предыдущего (22-го) цикла солнечной активности. Он отличался высокой активностью (в частности, большим числом пятен) и продолжительностью (растянутостью на несколько лет — примерно с 1989 по 1992 г .).

Источник

➤