База знаний
Астрономы, долгое время наблюдая Солнце, изучили процессы, которые происходят на его «поверхности». Оказалось, что большую роль в этих процессах играют магнитные поля. Дело в том, что вещество на Солнце всюду представляет собой намагниченную плазму. Иногда в отдельных областях напряженность магнитного поля быстро и сильно возрастает. В результате в различных областях солнечной атмосферы возникает целый комплекс явлений, называемый солнечной активностью. К таким явлениям относятся пятна, факелы, вспышки и протуберанцы.
Солнечная активность обладает периодичностью. Это можно заметить, если день за днем подсчитывать количество имеющихся на Солнце пятен. Период, когда пятен нет вообще, называют минимумом солнечной активности (год спокойного Солнца). Через 3–4 года, численно увеличиваясь и разрастаясь, пятна испещряют собой почти всю видимую поверхность нашего светила, это – максимум солнечной активности (возмущенное Солнце). Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет. Это составляет так называемый 11-летний цикл солнечной активности, который сейчас рассматривается как половина более важного 22-летнего цикла, во время которого солнечное магнитное поле претерпевает двойное обращение – северный и южный полюса меняются местами и после этого возвращаются в первоначальное положение.
В периоды максимума солнечной активности, когда на Солнце бушуют ураганы протяженностью в десятки тысяч километров, его корона имеет «растрепанный» вид. Искривленные лучи короны торчат во все стороны, как волосы на голове человека, только что вскочившего с постели. В периоды минимума солнечной активности корона вытягивается вдоль солнечного экватора наподобие крыльев или опахал.
Солнечная активность воздействует на Землю. 11-и и 22-летние циклы обнаружены и в изменении ширины древесных колец, образующихся в течение десятков и сотен лет. Это указывает, что солнечные изменения вызывали перемены климата, влияющие на рост деревьев.
Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки – геофизика, биология, медицина.
Источник
Солнечная активность
Солнце – не самая стабильная звезда. Внутри него постоянно протекают различные процессы, влияющие на силу солнечного излучения, отчего она регулярно меняется. Это и есть солнечная активность, и выражаться она может в разных формах. В каких именно, вы сегодня и узнаете.
Солнечные пятна
Солнечные пятна – это области фотосферы звезды, из которых выходят чрезвычайно мощные магнитные поля. В результате таких выбросов эти зоны начинают темнеть. Происходит это потому, что в это время значительно уменьшается перенос тепловой энергии через эти конкретные области. Пятна на Солнце – обычное явление, происходящее там постоянно. Истории известны лишь два временных периода, когда их не было совсем. Они названы минимумами Шперера и Маундера, и протекали несколько десятков лет в 13-14 и 17-18 веках. Самое большое количество пятен на Солнце было обнаружено в 1947 году. Их общая площадь составляла 18 миллиардов квадратных километров, что в сотню раз больше Земли.
Солнечные вспышки
В отличие от пятен, где потоки энергии замедляются, в этом случае они, наоборот, увеличиваются до таких масштабов, что происходит мощный взрыв. Вспышка прорывается через всю атмосферу с большой скоростью. За пару минут происходит высвобождение энергии объемом в несколько миллиардов мегатонн. После этого вырвавшееся излучение превращается в поток и несется по космосу на огромных скоростях. Это явление называется солнечным ветром, и после высвобождения оно достигает Земли примерно за 2-3 дня.
Солнечные вспышки
Корональные выбросы
Так называют выбросы вещества из солнечной короны. Энергия долго копится в зонах солнечной активности, а затем выбрасывается наружу, образуя эдакую огромную петлю. По большей части она состоит из плазмы.
Протуберанцы
Над самой поверхностью Солнца имеются «залежи» более холодного вещества. Их нельзя назвать залежами в привычном нам понимании, потому что они даже не лежат, а постоянно двигаются. Это огромные сгустки плазмы, удерживаемые магнитным полем. Они и называются протуберанцы.
Протуберанцы
Влияние на Землю
Солнечная активность оказывает непосредственное влияние как на Землю, так и на людей. Без всех этих процессов жизнь на нашей планете не существовала бы, но они же являются и одной из главных угроз для нас.
Магнитное поле Земли надежно защищает ее от облучения солнечным ветром, который происходит в результате вспышек. В полярных широтах это особенно наглядно показано. Там ветер все-таки проскальзывает сквозь магнитное поле, вызывая северное сияние.
Влияние на человека
Северное сияние – безусловно очень красивое явление, однако это не единственный побочный эффект солнечной активности. Нас также преследуют магнитные бури, которые негативно влияют не только на технику, но и на людей.
Активность на Солнце может стать причиной возникновения болезней сердечно-сосудистой системы и даже целой чумы. Ученый Чижевский еще в прошлом веке сопоставил периоды эпидемий и солнечной активности. Исследования показали, что все эти болезни пришлись на самый ее пик.
Японские ученые также рапортуют о том, что солнечные вспышки снижают количество лейкоцитов в крови человека. Именно магнитные бури влияют на плохую свертываемость крови, учащение заболеваний нервной системы, приводят к утомлению и сонливости.
Северное сияние
Влияние на природу
Флора и фауна тоже подвержена воздействию активности нашей звезды. На самом ее пике начинается нашествие саранчи, быстрее плодится рыба и даже увеличивается количество соболей.
Температура вод мирового океана постоянно изменяется в зависимости от уровня активности Солнца. А это влияет на многих морских животных и растений.
Источник
Солнечная активность
Солнце нельзя считать полностью стабильной звездой, оно постоянно меняет силу излучения, тем самым проявляется солнечная активность. Причины этой активности находятся в глубинах нашей звезды и определяются совокупностью нестационарных процессов, которые возникают и развиваются в глубинных областях звезды.
Солнечные пятна
Те области фотосферы, где выходят сильные, в несколько тысяч гауссов, магнитные поля, и являются солнечными пятнами. Они выделяются потемнениями на общем фоне поверхности. Это вызвано тем, что магнитное поле подавляет конвективные движения вещества, поэтому снижается поток переноса тепловых энергий. В 1947 году зафиксирована самая большая группа солнечных пятен. Её максимальная площадь составила около 18 млрд. км², что больше размеров нашей планеты в 100 раз. Самая долговременная группа просуществовала в 1947 году 7 месяцев.
Солнечные вспышки
Так называется процесс выделения энергии в солнечной атмосфере. Он имеет взрывной характер. Вспышки затрагивают все слои атмосферы. Они бывают и в фотосфере, и в хроносфере, и в солнечной короне. За несколько минут вспышки высвобождается энергия в миллиарды мегатонн, если исчислять её в тротиловом эквиваленте. Выделенная энергия – это электромагнитное и корпускулярное излучения. Они превращаются в потоки, называемые солнечным ветром. Это очень ионизированные частицы, мчащиеся со скоростями 300-1200 км/с. До Земли они добираются за двое-трое суток.
Корональные выбросы
Из солнечной короны происходит выброс вещества посредством энергии, накопленной в активных областях звезды. Выброс состоит из плазмы, содержащей электроны и протоны с незначительным количеством кислорода и гелия. Внешне выброс выглядит, как гигантская петля. Её основания – одно или оба – сцеплены с солнечной атмосферой. Высокое магнитное поле при этом представляется скрученными в жгут силовыми линиями.
Протуберанцы
Магнитное поле Солнца поднимает и удерживает над поверхностью более плотные и холодные (по отношению к короне) слои вещества. Это и есть протуберанец. При наблюдении они выглядят, как волокнистые или клочковатые структуры, или же постоянно движущиеся сгустки плазмы.
Влияние на Землю
Активность Солнца несомненно влияет и на нашу планету, и на её биосферу. Фактически, наша звезда определяет характер и ритм жизни планеты. Без неё существование Земли и жизни на ней невозможно, но оно же и главная опасность для них.
Воздействие на человека
Но красоту полярных сияний дополняют магнитные бури, воздействующие на работу некоторых приборов, да и на организм человека. Ученый А.Л. Чижевский Чижевский, Александр Леонидович советский учёный, биофизик, философ, поэт, художник. ещё в 20-х годах понял, что солнечная активность влияет на возникновение заболеваний. Особенно явно это проявляется в сердечно-сосудистых заболеваниях. Эпидемии, поражавшие человечество в разные века, тоже укладываются в теорию учёного. Чижевским была составлена хронология эпидемий чумы с середины пятого века до конца девятнадцатого. Вспышки смертельной болезни пришлись на пики солнечной активности.
Учёные из Японии установили, что вспышки на Солнце могут изменить количество лейкоцитов в крови. Более того, с конца XIX по вторую половину ХХ веков среднее количество лейкоцитов уменьшилось в три раза. Это полностью совпало с интенсивностью солнечной активности. Магнитные бури, рождаемые взрывами солнечной активности, приводят к сбоям механизма свёртывания крови. Нервные заболевания учащаются и обостряются. Человек быстрее утомляется, а количество дорожных происшествий увеличивается. Это происходит из-за влияния магнитных бурь на биоритмы мозга человека.
Изучение солнечной активности привело к созданию новых наук: гелиобиологии и солнечно-земной физики. Они призваны исследовать взаимную связь земной жизни и климата с активными солнечными проявлениями, потому что солнечная активность – главный стимулятор жизненных процессов.
Воздействие на природу
Животный и растительный миры тоже зависимы от солнечной активности. Именно в их высшие значения саранча собирается в полчища, а рыбы увеличивают свою численность. Даже популяции соболей, когда активность Солнца на пике, растут.
Всплески солнечной активности вполне способны отрицательно повлиять на функционирование систем связи, линий электропередач. Нарушаются системы навигации авиационных и космических объектов, возникают вихревые токи в трансформаторах и проводниках.
Источник
Что такое солнечные протуберанцы и как они образуются?
Если рассматривать Солнце в телескоп (это допускается делать только через специальные фильтры), то на его поверхности можно разглядеть языки пламени, будто вырывающиеся из недр звезды. Их называют протуберанцами.
Ранее протуберанцы удобнее всего было наблюдать во время солнечных затмений. Изучения этого явления было начато с солнечного затмения 8 июля 1842 г. Сегодняшняя аппаратура позволяет исследовать активность на поверхности Солнца круглосуточно.
Протуберанцы представляют собой сгустки плазмы, которая считается относительной холодной. У так называемых спокойных протуберанцев температура составляет порядка 10000° С, а срок их жизни измеряется неделями или даже месяцами. Но существуют и активные протуберанцы, которые раскалены до 25000° С, однако их можно наблюдать только в течение нескольких суток или часов. Больше всего впечатляют эруптивные протуберанцы, которые похожи на огромные фонтаны. Они могут подниматься на высоту в 1,7 млн км над поверхностью Солнца, в то время как диаметр нашей звезды составляет всего 1,39 млн км. Существуют эруптивные протуберанцы не более получаса. Скорость извержения такого «фонтана» может превышать 1000 км/с.
Особый класс представляют так называемые петлеобразные протуберанцы. Они представляют собой несколько облаков, которые в течение нескольких часов после возникновения объединяются, после чего растекаются по поверхности звезды.
До сих пор физики не могут полностью объяснить природу возникновения протуберанцев. Исследования показывают, что большое значение имеют силы гравитации, магнетизма и электростатическое взаимодействие. Особенностью протуберанцев является то, что в их спектре преобладает ионизированный кальций. Ясно, что именно магнитное поле Солнца позволяет протуберанцам существовать в течение продолжительного периода времени.
Известно, что количество протуберанцев на Солнце напрямую зависит от солнечной активности, то есть от числа пятен на светиле. Большая часть извержений вещества как раз происходит вблизи этих пятен. Однако замечено, что и в периоды минимальной солнечной активности протуберанцы всё равно образуются. В частности, один из них, возникший 17 апреля 2009 г. и зафиксированный спутником «Коронас-Фотон», имел диаметр в 600 тыс. км. Самый же известный протуберанец, который называют «Большим дедушкой» наблюдался в 1946 г.
Список использованных источников
Источник
Протуберанцы на Солнце: что это такое, как наша звезда излучает огненную плазму
Москва, 17.06.2021, 01:55:45, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Елена Даниленко.
Протуберанцы – одни из самых красивых явлений на Солнце. Они являются аналогами облаков в земной атмосфере, но поддерживаются магнитными полями. Протуберанец – плотное облако раскалённого ионизированного газа, выступающее из Солнца. Выступы иногда простираются на сотни тысяч километров над хромосферой Солнца. Причины их возникновения неизвестны, но, вероятно, связаны с магнитными силами.
Что такое солнечные протуберанцы, и как они появляются
Протуберанец – огромная и яркая струя солнечной плазмы, которая, начиная с хромосферы, простирается в области солнечной короны далеко на тысячи километров.
Струя может образоваться примерно за день, а может сохраняться несколько недель. Некоторые неровности могут фрагментироваться и образовывать гигантские вспышки. Выступ, наблюдаемый в 1997 году солнечным зондом SOHO, достиг расстояния 350 000 км от поверхности Солнца. А длина выпуклости, наблюдаемой 5 августа 2012 года, достигла 800 000 км. Несмотря на многочисленные исследования, механизм образования этих струй и шишек до сих пор не очень ясен.
Когда Солнце минимально активно в своём 11-летнем цикле, оно формирует меньше солнечных пятен и активных областей, чем при средней активности. Напротив, между 2011 и 2015 годами Солнце пережило свою максимальную активность, и пятна появлялись почти каждый день.
Физика солнечного цикла всё ещё является очень активной областью исследований, в которой остаётся много вопросов. На некоторых фотографиях, сделанных в особенно тихий период для Солнца, по краям были видны выступы горячей плазмы.
Выступы значительно различаются по размеру, форме и движению, и бывают двух основных типов: неподвижные (долгоживущие) и активные (временные). Первые появляются плавно и исчезают гораздо медленнее, поэтому они могут быть видны в течение нескольких месяцев. Они имеют различную форму – подвешенные облака, воронки. Они обладают огромной плавучестью и пытаются покинуть Солнце, создавая при этом не только великолепное зрелище, но и временную ударную волну в солнечной короне, называемую выбросом корональной массы, которая может вызвать геомагнитные эффекты. У неподвижных протуберанцев нет источника энергии, кроме некоторой проводимости от короны, что является небольшим эффектом, потому что тепло не может пересекать силовые линии.
Активные протуберанцы – неотъемлемая часть солнечной активности. Они быстро прорезываются и имеют время жизни от нескольких минут до нескольких часов. Брызги на Солнце представляют собой выбрасываемую неорганизованную массу. Коллимированные потоки выбросов, связанные с небольшими вспышками, называются скачками. Петлевые выступы – это последствия вспышек. В процессе вспышки поток электронов нагревает поверхность до миллионов градусов и формируется горячее плотное корональное облако.
В обоих случаях часть материала возвращается на поверхность Солнца.
Температура протуберанцев
Плотность и температура протуберанцев такая же, как и вещества хромосферы. Но на фоне горячей короны протуберанцы – холодные и плотные образования. Температура протуберанцев – приблизительно 20 000 К.
Когда можно увидеть, фото
Огненно-горячая сфера Солнца обладает множеством особых свойств. Так называемый солнечный протуберанец, вероятно, является наиболее интригующим. Энтузиасты астрономии, охотники за затмениями и наблюдатели за Солнцем не перестают восхищаться этим явлением.
Гигантские плазменные петли простираются далеко в космос от светящейся «поверхности» Солнца. К счастью наблюдателей за затмениями, их размер может во много раз превышать диаметр Земли.
Протуберанцы выходят в тонкую, чрезвычайно горячую атмосферу Солнца, называемую короной. Эти выступы часто связаны с очень мощным выбросом газа.
Для наблюдателей за Солнцем протуберанцы – это настоящая радость. Конечно, чтобы хоть как-то увидеть поверхность Солнца, нужно делать это правильно и осторожно.
Если у вас есть телескоп, оснащенный H-Alpha фильтром, вы можете увидеть эти языки красноватого пламени, взрывающиеся над краем Солнца, и даже наблюдать, как они медленно меняются в течение нескольких минут или часов. Это прекрасный способ оценить нашу звезду – источник всей энергии, которая делает возможной жизнь на Земле.
H-Alpha фильтр, позволяющий увидеть выступы на поверхности Солнца, представляет собой так называемый альфа-водородный фильтр, который передаёт длину волны света, испускаемого выступами.
Первым астрономом, описавшим протуберанцы (1733 год), считается Биргер Вассениус из Гетеборга, Швеция. А в 1868 году французский астроном Пьер Жансен и британский астроном сэр Джозеф Норман Локьер независимо друг от друга объявили о методе наблюдения за протуберанцами с помощью спектроскопа, не дожидаясь затмения.
Источник