Основные элементы структуры хромосферы солнца водород кальций гелий

Основные элементы структуры хромосферы солнца водород кальций гелий

Хромосфера это неоднородный по структуре слой солнечной атмосферы, расположенный непосредственно над фотосферой. Название происходит от др.греч. χρομα — цвет, σφαιρα — шар, сфера, «сфера цвета». Хромосфера названа так за свою красновато-фиолетовую окраску. Она видна во время полных солнечных затмений как клочковатое яркое кольцо вокруг чёрного диска Луны, только что затмившего Солнце.

Хромосфера весьма неоднородна и состоит в основном из продолговатых вытянутых язычков (спикул), придающих ей вид горящей травы. Температура этих хромосферных струй в два-три раза выше, чем в фотосфере, а плотность в сотни тысяч раз меньше.

Общая протяжённость хромосферы 10–15 тыс. километров. Температура хромосферы растет с высотой от 6000 К до примерно 20 000 К. При такой температуре в хромосфере Солнца формируется интенсивное излучение в линиях атома водорода, в частности в линии H-альфа.

Одной из наиболее интересных деталей, которые можно наблюдать в хромосфере на изображениях в линии H-альфа, являются протуберанцы, представляющие собой области плотной холодной плазмы, проникающие высоко в корону и по этой причине видимые над солнечным лимбом. Излучение хромосферы Солнца в линии H-альфа лежит в видимой области спектра и имеет яркий красный цвет.

Рост температуры в хромосфере объясняется распространением волн и магнитных полей, проникающих в неё из конвективной зоны. Вещество нагревается примерно так же, как если бы это происходило в гигантской микроволновой печи. Скорости тепловых движений частиц возрастают, учащаются столкновения между ними, и атомы теряют свои внешние электроны: вещество становится горячей ионизованной плазмой. Эти же физические процессы поддерживают и необычайно высокую температуру самых внешних слоев солнечной атмосферы, которые расположены выше хромосферы.

фраунгоферовы линии в видимой части спектра ЭМ-волн

Многие детали на поверхности хромосферы также видны в линии излучения ионизованного кальция Ca II, расположенной в фиолетовой части солнечного спектра. Это излучение обнаружено и на других звездах солнечного типа. Благодаря этому мы теперь знаем не только о хромосфере Солнца, но и о хромосфере далеких звезд.
(источник: Солнечная космическая обсерватория ТЕСИС)

Серия изображений Солнца 23 июля 2004 г.
Следующие 6 изображений Солнца показывают, как меняется структура солнечной атмосферы при продвижении вверх от фотосферы, через хромосферу, переходный слой в корону и солнечный ветер. Указаны основные видимые структуры и верхние значения их температур. АО — активные области Солнца.
(источник: Э.В. Кононович и др. «Жизнь Земли в атмосфере Солнца»)

Все 6 снимков, расположенных выше, получены от солнечной обсерватории SOHO. Вы можете посмотреть изображение Солнца на текущую дату (−1 день), используя специальный браузер, созданный Кристианом Ларсеном (Kristian Pontoppidan Larsen). Он — специалист по прикладной физике из Дании и поклонник SOHO, которому нравится создавать прикладные web-программы и изучать связь между Солнцем, погодой и климатом.

Пояснения к программе К. Ларсена:
Двигая ползунок шкалы, расположенной сразу под изображением Солнца, вы можете рассмотреть Солнце в 4 линиях спектра с фиксированной температурой солнечного вещества, а так же в промежутках между ними. Завершают шкалу изображения, получаемые с помощью прибора Michelson Doppler Imager (MDI). Этот инструмент получает карты магнитного поля Солнца и скоростей вещества на высоте формирования линии наблюдений). MDI-Cont в линии ионизированного никеля Ni I с длиной волны λ = 6768 Å (676,8 нм), на которых можно видеть солнечные пятна, и MDI-Mag — магнитограмма солнечной поверхности с черно-белым изображением полярности пятен. Сейчас (12.09.09) крупных пятен на Солнце нет, но маленькие образования все же видны.

EIT (Extreme ultraviolet Imaging Telescope) — изображения экстремального ультрафиолетового телескопа. Изображения солнечной атмосферы представлены в нескольких длинах волн, и поэтому, показывают солнечный материал при различных температурах.
В изображениях, с длиной волны λ = 3040 Å (304 нм),
представлен яркий материал с температурой 60 000–80 000 кельвинов.
Чем выше температура, тем выше расположен данный слой в солнечной атмосфере.
При λ = 1710 Å (171 нм), Т = 1 000 000 К,
при λ = 1950 Å (195 нм), Т = 1 500 000 К,
при λ = 2840 Å (284 нм), Т = 2 000 000 К.

Часто во время затмений над поверхностью Солнца можно наблюдать причудливой формы «фонтаны», «облака», «воронки», «кусты», «арки» и прочие ярко светящиеся образования из хромосферного вещества. А не дожидаясь затмений — при помощи спектрографа или фильтра, выделяющего из общего потока солнечного излучения линию H-альфа, на поверхности хромосферы Солнца можно увидеть множество интересных деталей: яркие флокулы вокруг солнечных пятен, темные волокна, лежащие на диске, и протуберанцы над солнечным лимбом. Это самые грандиозные образования солнечной атмосферы.

Они бывают неподвижными или медленно изменяющимися, окружёнными плавными изогнутыми струями, которые втекают в хромосферу или вытекают из неё, поднимаясь на десятки и сотни тысяч километров. При наблюдении в красной спектральной линии, излучаемой атомами водорода, они кажутся на фоне солнечного диска тёмными, длинными и изогнутыми волокнами.

Протуберанцы имеют примерно туже плотность и температуру, что и хромосфера. Но они находятся над ней и окружены более высокими, сильно разреженными верхними слоями солнечной атмосферы. Протуберанцы не падают в хромосферу потому, что их вещество поддерживается магнитными полями активных областей Солнца.

Впервые спектр протуберанца вне затмения рассмотрел французский астроном Жансен Пьер Жюль Сезар (Janssen, Pierre Jules César) в Гунтуре, маленьком городке на восточном побережье Индии, во время наблюдения полного солнечного затмения 18 августа 1868 г.

В момент, когда сверкающий диск Солнца был полностью закрыт Луной, Жансен, исследуя с помощью спектроскопа оранжево-красные языки пламени, вырывавшиеся с поверхности Солнца, увидел в спектре, кроме трех знакомых линий водорода: красной, зелено-голубой и синей, новую, незнакомую — ярко-желтую. Ни одно из веществ, известных химикам того времени, не имело такой линии в той части спектра, где ее обнаружил Пьер Жюль Жансен.

Такое же открытие, независимо от Жансена, но у себя дома, в Англии, сделал Джозеф Норман Локьер (Lockyer, Joseph Norman).

25 октября 1868 г. парижская Академия наук получила два письма. Одно, написанное на следующий день после солнечного затмения (19 августа 1868 г.), пришло из Индии от Жансена; другое письмо, от 20 октября 1868 г. было из Англии от Локьера.

Письма обоих ученых были зачитаны на заседании Парижской Академии наук 26 октября с интервалом в несколько минут. В них Жансен и Локьер, независимо один от другого, сообщили об открытии одного и того же «солнечного вещества».

Это новое вещество, найденное на поверхности Солнца с помощью спектроскопа, спустя два года Локьер совместно с английским химиком Эдвардом Франкландом, в сотрудничестве с которым он работал, предложил называть «гелий» от греческого слова «солнце» — «гелиос».

Такое совпадение материалов работ свидетельствовало об объективном характере открытия нового химического вещества. Академики, пораженные столь странным совпадением, приняли постановление выбить в честь открытия вещества солнечных факелов (протуберанцев) золотую медаль.

На одной стороне этой медали выбиты портреты Жансена и Локьера, а на другой — изображение древнегреческого бога солнца Аполлона в колеснице, запряженной четверкой коней. Над колесницей надпись на французском языке: «Анализ солнечных выступов 18 августа 1868 г.».

Для наблюденя щель спектроскопа располагают так, чтобы она пересекала край Солнца, и если вблизи него находится протуберанец, то можно заметить спектр его излучения. Направляя щель на различные участки протуберанца или хромосферы, можно изучить их по частям. Спектр протуберанцев, как и хромосферы, состоит из ярких линий, главным образом водорода, гелия и кальция. Линии излучения других химических элементов тоже присутствуют, но они намного слабее.

Некоторые протуберанцы, пробыв долгое время без заметных изменений, внезапно как бы взрываются, и вещество их со скоростью в сотни километров в секунду выбрасывается в межпланетное пространство. Вид хромосферы также часто меняется, что указывает на непрерывное движение составляющих её газов.

Иногда нечто похожее на взрывы происходит в очень небольших по размеру областях атмосферы Солнца. Это так называемые хромосферные вспышки. Они длятся обычно несколько десятков минут. Во время вспышек в спектральных линиях водорода, гелия, ионизованного кальция и некоторых других элементов свечение отдельного участка хромосферы внезапно увеличивается в десятки раз. Особенно сильно возрастает ультрафиолетовое и рентгеновское излучение: порой его мощность в несколько раз превышает общую мощность излучения Солнца в этой коротковолновой области спектра до вспышки.
Пятна, факелы, протуберанцы, хромосферные вспышки — всё это проявления солнечной активности. С повышением активности число этих образований на Солнце становится больше. В хромосфере можно наблюдать появление и исчезновение поствспышечных магнитных петель. Природа этих процессов и исследование их особенностей являются одним из важных предметов современной физики Солнца.

Источник

Основные элементы структуры хромосферы солнца водород кальций гелий

Тесты по астрономии 11 класс. Тема: «Солнце»

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. Наша звезда Солнце является:

а.) Красным гигантом

+ с.) Желтым карликом

2. Каким термином характеризуется расстояние от Земли до Солнца?

+ в.) Астрономическая единица

3. Масса Солнца…

а.) Равна массе всех планет Солнечной системы

+ в.) Больше массы всех планет Солнечной системы

с.) Меньше всех планет Солнечной системы

4. Какие земные явления зависят от Солнечной активности?

а.) Землетрясения, бури, многочисленные катастрофы техногенного характера

в.) Землетрясения, ураганы, торнадо

+ с.) Магнитные бури, полярное сияние и повышение уровня ионизации в верхних слоях атмосферы

5. За счет чего Солнце излучает энергию?

6. Назовите имя ученого, доказавшего движение планет вокруг Солнца:

+ а.) Николай Коперник

в.) Джордано Бруно

с.) Галилео Галилей

7. Какова примерная температура ядра Солнца?

8. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют:

9. Какой вид излучения не относится к Солнцу?

а.) Солнечная радиация

тест 10. Какую долю (примерно) в элементном составе Солнца занимает водород?

11. Химический состав Солнца это:

+ а.) Водород, гелий, кислород, прочие элементы

в.) Водород, кислород, прочие элементы

с.) Водород, гелий

12. В каком направлении Солнце обращается вокруг своей оси?

а.) Вращение отсутствует

в.) Вращение осуществляется только отдельными слоями

+ с.) По направлению, в котором планеты движутся вокруг Солнца

13. Каким термином обозначается видимая для наблюдателя поверхность Солнца?

14. Выберите правильное определение «солнечного ветра»:

а.) Выброс вещества, находящегося в Солнечной короне

в.) Последняя из внешних оболочек Солнца

+ с.) Поток, состоящий из ионизированных частиц и распространяющийся до границ гелиосферы

15. Последний этап жизни Солнца называется:

а.) Нейтронная звезда

в.) Красный гигант

16. Назовите примерный возраст Солнца:

17. В какой области галактики Млечный Путь находится Солнце?

+ с.) Окраина рукава Ориона

18. Назовите научную миссию, занимающуюся изучением Солнца:

19. Как ученые называют фотосферные пятна, похожие на рисовые зерна:

в.) Солнечные пятна

тест-20. Какой из перечисленных терминов определяет холодные области, расположенные на яркой фотосфере?

21. Существует ли у Солнца магнитное поле?

с.) Нет достоверных данных

22. Источник энергии Солнца это:

а.) Реакции химического характера

+ в.) Термоядерные реакции синтеза (легких ядер)

23. Как называются массы звездного газа, поднимающиеся на сотни тысяч километров над поверхностью Солнца?

24. Цикл солнечной активности составляет:

25. Если на поверхности Солнца увеличивается количество пятен, то блеск звезды:

а.) Будет колебаться

+ с.) Почти не изменится

26. Определите, за сколько времени сжалось бы Солнце, если бы на нем вдруг исчезла сила газового давления:

27. Сколько планет обращается вокруг Солнца?

28. Вокруг чего движется Солнце?

а.) Только собственной оси

+ в.) Вокруг центра Галактики Млечный Путь

с.) Вокруг планеты Земля

29. Линейная скорость Солнца на экваторе составляет:

тест_30. Дайте верное определение понятию «солнечное пятно»:

а.) Вулканы на поверхности Солнца

+ в.) Области, имеющие пониженную температуру

с.) Кратеры от ударов малых небесных тел

31. При помощи, какой методики можно определить температуру на поверхности Солнца?

в.) Законов Кеплера

+ с.) Солнечного спектра

32. Назовите величину мощности излучения, приходящуюся на 1 кг Солнечного вещества?

33. За сколько суток происходит оборот Солнца вокруг собственной оси вблизи экватора?

34. Укажите среднюю плотность Солнца:

35. Когда для наблюдателя наступает солнечное затмение?

+ а.) Если Луна располагается между Солнцем и Землей

в.) Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей

с.) Нет правильного ответа

36. Назовите звезду, являющуюся наиболее близкой к Солнцу:

в.) Альфа Центавра

+ с.) Проксима Центавра

37. Звезда, наиболее близкая к планете Земля, называется:

в.) Венера («Утренняя звезда»)

с.) Полярная звезда

38. Согласно современным данным, Солнце и другие звезды сформировались из:

+ а.) Газопылевого облака

в.) Большого взрыва

с.) Остатков других звезд и планет

39. В звезду какого типа превратится Солнце в процессе старения?

+ в.) Красный гигант

с.) Красный карлик

тест*40. В ходе каких процессов на Солнце происходят космические лучи и корпускулярные потоки?

а.) при солнечном ветре

+ в.) при хроматосферных вспышках

с.) при конвекционном движении

41. Основные элементы структуры хромосферы Солнца:

+ а.) Водород, кальций, гелий

с.) Водород, гелий

42. Укажите элементы, составляющие атмосферу Солнца:

+ а.) Корона, фотосфера

с.) Солнечный ветер

43. Благодаря наличию чего в клетках растений возможен процесс фотосинтеза?

44. Дайте определение линии на диске спутника или планеты, которая отделяет освещенное (т.н. «дневное») полушарие от темного («ночного»):

45. Дайте определение понятию эклиптика:

+ а.) Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно других звезд

в.) Движение Солнца вокруг собственной оси

с.) Расположение Солнца относительно планеты Земля

46. Выберите точное определение термина «хромосфера»:

а.) Внутренняя часть атмосферы Солнца, размер которой составляет порядка нескольких тысяч километров и доступен для наблюдения с Земли в ходе солнечного затмения, излучающая красный свет за счет наличии водорода

+ в.) Внешняя область Солнца, которую мы можем наблюдать как разреженный газовый слой, разогретый до температуры примерно 6000 К, из которого осуществляется излучение энергии в космос

с.) Внешняя атмосфера Солнца, располагающаяся над хромосферой, в состав которой входит горячий газ, простирающийся на миллионы километров относительно Солнца, который можно наблюдать в ходе полного солнечного затмения

47. На какой из нижеприведенных фотографий изображена солнечная корона?

48. Выберите из представленных изображений соответствующее протуберанцу:

49. Что, по мнению ученых, является причиной сильных выбросов материи на Солнце?

а.) Наличие сильных магнитных полей, расположенных около солнечных пятен +

в.) Короткопериодические, большие по объему взрывные выбросы вещества и света

с.) Большая масса яркого газа, который поднимается на сотни тысяч километров над т.н. лимбом (видимым краем диска Солнца)

Источник