Sunčeva aktivnost - što je to?

Solarni atmosfera dominira prekrasnim ritmu plime aktivnosti. Sunčeve pjege, od kojih su najveći su vidljive i bez teleskopa, su područja izrazito jakog magnetskog polja na površini svjetla. Tipičan zrele bijele točke je drugačija i ima oblik tratinčice. Sastoji se od tamnog središnje jezgre, koji se naziva sjena, što predstavlja toka petlje koja se proteže okomito magnetsko od dna, i lakši vlakana prstenovi ga okružuju nazvao penumbra, u kojoj je magnetsko polje se proteže prema van vodoravno.

sunčane pjege

Početkom dvadesetog stoljeća. George Ellery Hale, gledajući sa svojim novim teleskop solarne aktivnosti u stvarnom vremenu, utvrdio da je spektar mrlja sličnih spektra hladnom crvena zvijezda M-tipa. Dakle, on je pokazao da je sjena pojavljuje tamna jer je njezina temperatura samo o K 3000, a kamoli 5800 na okolno fotosfere. Magnetska i plin tlak na mjestu mora uravnotežiti okolicu. To se treba ohladiti, tako da je unutarnji tlak plina je postao znatno ispod vanjskog. „Cool” područja su intenzivni procesi. Sunčeve pjege su hlađeni suzbijanju jak području prijenosa konvekcija topline odozdo. Iz tog razloga, donja granica veličine je 500 km. Manje mrlje brzo zagrijavanje okolnog zračenja i uništena.

Unatoč nedostatku konvekcije, u točkama je puno organiziranog kretanja, uglavnom u polumjesu gdje to dopuštaju vodoravne linije polja. Primjer ovog pomaka je Eversweetov učinak. Taj protok po brzini od 1 km / s u vanjskoj polovici penumbre, koji se prostire izvan njega u obliku pokretnih predmeta. Potonji su elementi magnetskog polja koji teče prema van kroz područje oko mjesta. U kromosfokraciji iznad njega, obrnuto strujanje Everesheda pojavljuje se u obliku spirala. Unutarnja polovica penumbre kreće se prema sjeni.

U sunčevu pjega također postoje fluktuacije. Kada dio fotosfere, poznat kao "svjetlosni most", prelazi sjenu, uočava se brz horizontalni tok. Iako je polje sjene previše jaka da bi se omogućilo kretanje, malo viši u kromosfokraciji, ima brzih oscilacija s vremenom od 150 s. Preko penumbra se promatraju tzv. Putujući valovi koji se šire radijalno prema van u razdoblju od 300 sekundi.

Broj sunčanih pjega

Sunčeva aktivnost sustavno se proteže preko cijele površine svjetla između 40 ° geografske širine, što ukazuje na globalnu prirodu fenomena. Unatoč značajnim fluktuacijama ciklusa, u cjelini je impresivno redovita, što potvrđuje dobro uspostavljen red na numeričkim i latitudinalnim pozicijama točaka.

Početkom razdoblja broj grupa i njihovih veličina brzo se povećavaju sve dok se nakon 2-3 godine ne postigne maksimalan broj, a godinu dana kasnije - maksimalno područje. Prosječno trajanje grupe je oko jedne rotacije Sunca, ali mala skupina može trajati samo jedan dan. Najveće skupine mjesta i najveće erupcije najčešće se javljaju 2 ili 3 godine nakon što se dosegnu granicu broja sunčevih pjega.

Možda izgled do 10 grupa i 300 mjesta, a jedna grupa može ukupno iznositi do 200. Tijek ciklusa može biti nepravilan. Čak i pri maksimumu, broj mjesta može se privremeno značajno smanjiti.

11-godišnji ciklus

Broj mjesta se vraća na minimum približno svakih 11 godina. U ovom trenutku na Suncu postoji nekoliko manjih sličnih formacija, obično na niskim geografskim širinama, a za mjesecima mogu biti potpuno odsutni. Nove se točke počinju pojavljivati ​​na višim geografskim širinama, između 25 ° i 40 °, s polaritetom suprotnom prethodnom ciklusu.

Istodobno, mogu postojati nova mjesta na visokim geografskim širinama i stare na nižim geografskim širinama. Prva mjesta novog ciklusa su mala i žive samo nekoliko dana. Budući da je rotacija 27 dana (dulja na višim geografskim širinama), obično se ne vraćaju, a noviji su bliži ekvatoru.

Za konfiguracija 11 godina ciklusa magnetskog polariteta istih skupina mjesta u polukugle i druge hemisfere okrenut u suprotnom smjeru. Ona mijenja u narednom razdoblju. Dakle, nova mjesta na visokim geografskim širinama na sjevernoj hemisferi može imati pozitivan polaritet i pripadajući negativan i grupu iz prethodnog ciklusa na niskim geografskim širinama će imati suprotan smjer.

Postupno nestaju stare pjege, a nove se pojavljuju u velikom broju i veličinama pri nižim geografskim širinama. Njihova distribucija ima oblik leptira.

Cijeli ciklus

Budući da je konfiguracija magnetskog polariteta Sunčevog grupa mijenja se svakih 11 godina, ona se vrati na istu vrijednost svake 22 godine i to razdoblje je razdoblje potpune magnetskog ciklusa. Na početku svakog razdoblja, ukupna polje Sunca, definirane dominantnog polja stup ima isti polaritet kao na prethodnu točku. Kao jaz magnetskog toka od aktivnih regija je podijeljena na dijelove s pozitivnim i negativnim predznakom. Nakon što je veći broj pjega se pojavio i nestao u istom prostoru, nastaju velike unipolarnih područja s posebnim znakom, koji se premjestiti na odgovarajući solarne stup. Tijekom svakog minimuma na polovima dominira protok sljedeći polaritet u ovoj hemisferi, i ovo područje, vidljiv sa Zemlje.

Ali ako su sva magnetska polja uravnotežena, kako se dijele u velike jednopolarne regije koje kontroliraju polarno polje? Ovo pitanje nije bilo odgovoreno. Polja koja se približavaju polovima rotiraju sporije od sunčevih pjega u ekvatorijalnoj regiji. Na kraju, slaba polja stižu do stupca i preokrenu dominantno polje. To mijenja polaritet što vodeća mjesta novih grupa trebaju poduzeti, nastavljajući tako 22-godišnji ciklus.

Povijesni dokazi

Iako je ciklus sunčeve aktivnosti za nekoliko stoljeća bio prilično redovan, promatrane su i njegove značajne varijacije. U godinama 1955.-1970., Na sjevernoj hemisferi bilo je mnogo više mjesta, a 1990. Dominiraju južnom hemisferom. Dva ciklusa, vrhunac 1946. i 1957., bili su najveći u povijesti.

Engleski astronom Walter bulazniti pronašli dokaze o razdoblju niskog sunčeve magnetske aktivnosti, što znači da je između 1645 i 1715 godine, bilo je vrlo malo mjesta. Iako je ovaj fenomen prvi put otkrio oko 1600, tijekom tog perioda zabilježeno je nekoliko slučajeva njihovog promatranja. Ovo razdoblje naziva se minimalnim skupinom.

Iskusni promatrači izvijestili su o pojavi nove skupine točaka kao velikog događaja, ukazujući kako ih nisu vidjeli mnogo godina. Nakon 1715. godine, ovaj fenomen se vratio. To se podudara s najhladnijim razdobljem u Europi od 1500. do 1850. Međutim, veza tih pojava nije dokazana.

Postoje neki dokazi o drugim sličnim razdobljima u intervalima od oko 500 godina. Kada sunčeva aktivnost je visoka, jaka magnetska polja generirana solarnog vjetra blokirati velike energetske galaktičkih kozmičkih zraka približava svijet, što dovodi do manje formiranje ugljikom-14. mjerenje ¹⁴C u prstenovima drveta potvrđuje nisku aktivnost Sunca. Šezdesetogodišnji ciklus nije bio otkriven do 1840-ih, tako da su zapažanja do tog vremena bila nepravilna.

Prolazna područja

Pored sunčevih pjega, postoji mnogo sitnih dipola, nazvanih kratkotrajnih aktivnih područja, koje su u prosjeku manje od 24 sata, a nalaze se diljem Sunca. Njihov broj doseže 600 dnevno. Iako je kratkotrajna područja mala, mogu predstavljati značajan dio magnetskog toka svjetiljke. No budući da su neutralni i prilično mali, vjerojatno ne igraju ulogu u evoluciji ciklusa i globalnog modela polja.

izbočenjima

Ovo je jedan od najljepših fenomena koji se mogu promatrati tijekom solarne aktivnosti. Oni su slični oblacima u Zemljinoj atmosferi, ali su podržani magnetskim poljima, a ne toplinskim strujama.

Plazma iona i elektrona, koja čini sunčevu atmosferu, ne može prijeći horizontalne linije polja, unatoč sili gravitacije. Prominzije se pojavljuju na granicama između suprotnih polariteta, gdje linije polja mijenjaju smjer. Stoga su pouzdani pokazatelji oštrih prijelaza u polje.

Kao i kod kromosfere, prominencije su prozirne u bijelom svjetlu i, uz iznimku ukupnih pomračenja, treba promatrati u Halpha- (656.28 nm). Tijekom pomrčine, crvena linija halfati daje prekrasnu ružičastu nijansu prema promjenama. Njihova je gustoća znatno niža od fotosfere, jer ima previše sudara za stvaranje zračenja. Oni apsorbiraju zračenje odozdo i zrače je u svim smjerovima.

Svjetlost koju vidimo na Zemlji tijekom pomrčine je lišena rastućih zraka, tako da su prominance izgledale tamnije. Ali budući da je nebo još tamnije, onda se na pozadini čini sjajnim. Njihova temperatura je 5000-50000 K.

Vrste prominaka

Postoje dvije glavne vrste istaknutosti: mirno i prijelazno. Prve su povezane s velikim magnetskim poljima, što označava granice unipolarnih magnetskih područja ili skupina sunčevih pjegava. Budući da takva mjesta žive dulje vrijeme, isto vrijedi i za tiho izbočenje. Mogu imati različite oblike - živice, suspendirane oblake ili lijevke, ali uvijek dvodimenzionalne. Stabilna vlakna često postaju nestabilna i eruptiraju, ali mogu jednostavno nestati. Mirna bojazni žive nekoliko dana, no na magnetskoj granici mogu se formirati nove.

Prijelazna promjenjenja sastavni su dio solarne aktivnosti. To uključuje mlaznice, koje su neorganizirana masa materijala izbacena iz bljeskalice, a ugrušci su kolimirani potoci malih emisija. U oba slučaja, dio tvari se vraća na površinu.

Zglobne izbočine su posljedice tih fenomena. Tijekom flare, elektronsko topljenje zagrijava površinu na milijune stupnjeva, stvarajući vruće (više od 10 milijuna K) koronarnih promina. Oni zrače snažno, hlače i bez potpore, spuštaju se na površinu u obliku elegantnih petlji, slijedeći magnetske linije sile.

epidemije

Najspektakularniji fenomen povezan s solarnom aktivnošću su baklje, koje predstavlja oštro oslobađanje magnetske energije iz područja sunčevih zraka. Unatoč visokoj energiji, većina od njih su gotovo nevidljiva u vidljivom rasponu frekvencije, jer je emisija energija nastaje u atmosferi transparentno, a samo fotosfere koja ostvaruje relativno niske razine energije, može se vidjeti u vidljivom svjetlu.

Flare se najbolje vide u halfarnici, gdje svjetlost može biti 10 puta veća nego u susjednoj kromosfokraciji i 3 puta veća nego u kontinuumu okoline. U Halfama - velika bljeskalica će pokriti nekoliko tisuća solarnih diskova, ali u vidljivom svjetlu pojavljuju se samo nekoliko sitnih svijetlih mjesta. Energija koja se oslobađa u ovom slučaju može doseći 10³³ erg, što je jednako izlazu cijele svjetiljke u 0,25 s. Većina te energije početno se oslobađa u obliku visokoenergetskih elektrona i protona, a vidljivo zračenje je sekundarni efekt uzrokovan djelovanjem čestica na kromosfokraciji.

Vrste baklji

Raspon veličina baklji je širok - od divovskih, bombardirajući čestice na Zemlju, na jedva primjetan. Oni se obično klasificiraju pridruženim fluktuacijama rendgenskih valova s ​​valnom duljinom od 1 do 8 angstrema: Cn, Mn ili Xn za više od 10^-6, 10^-5 i 10^-4 W / m² respektivno. Dakle, M3 na Zemlji odgovara struji 3 × 10^-5 W / m². Ovaj pokazatelj nije linearan, jer mjeri samo vrh, a ne ukupnu razinu zračenja. Energija koja se oslobađa u 3-4 najveće epidemije svake godine jednaka je zbroju energije svih ostalih.

Vrste čestica nastalih bljeskovima ovise o mjestu ubrzanja. Između Sunca i Zemlje nema dovoljno tvari za ionizirajuće sudare, stoga zadržavaju izvorno stanje ionizacije. Čestice ubrzane u korona udarni valovi pokazuju tipičan koronarni ionizacije u 2 milijuna čestica K. ubrzao u flash tijela, imaju znatno veću ionizaciju i izuzetno visoke koncentracije ne³, rijedak izotop helija s jednim neutronom.

Većina velikih baklji se pojavljuje u malom broju prekomjerno aktivnih velikih skupina sunčevih pjega. Skupine su velike klastere jedne magnetne polariteta, okružene suprotnim. Iako je prognoza postojanja sunčeve aktivnosti u obliku izbijanja moguće zbog prisutnosti takvih formacija, istraživači ne mogu predvidjeti kada će se pojaviti i ne znaju što ih proizvodi.

Utjecaj na Zemlju

Osim što pruža svjetlost i toplinu, Sun djeluje na Zemlju kroz ultraljubičasto zračenje, stalnu struju sunčevog vjetra i čestice velikih bljeskova. Ultraljubičasto zračenje stvara ozonski sloj koji zauzvrat štiti planet.

Meke (dugačke valne duljine) X-zrake iz solarna korona stvoriti slojeve ionosfere, koji omogućuju kratkovalni radio poruku. U danima sunčevog zračenja korona (polako mijenja) i baklji (impulzivan) povećava, stvarajući bolje odražava sloj, ali ionosfere povećava gustoća kao čeznuti kao radiovalovi neće neće biti apsorbiran i kratkovalni komunikacija teško.

Jače (kratkotrajne) rendgenske impulse iz baklja ioniziraju najniži ionospferski sloj (D-sloj), stvarajući radio emisiju.

Rotacijsko magnetsko polje Zemlje je dovoljno jak da blokira solarni vjetar, stvarajući magnetosferu koja teče oko čestica i polja. Na bočnoj strani nasuprot svjetiljki, linije polja formiraju strukturu zvanu geomagnetski čep ili rep. Kada se solarni vjetar poveća, dolazi do oštrog porasta Zemljinog polja. Kada međuplanetarni polje je uključen u smjeru suprotnom od zemlje, ili kada pada velike oblake čestica, magnetsko polje u petlji ponovno spojeni i energije se oslobađa što stvara Aurora.

Magnetne oluje i solarna aktivnost

Svaki put veliki koronalna rupa Okreće se na Zemlju, solarni vjetar ubrzava i nastaje geomagnetska oluja. To stvara 27-dnevni ciklus, posebno vidljiv na najmanje sunčevih pjega, što vam omogućuje da napravite prognozu solarne aktivnosti. Velike epidemije i druge pojave uzrokuju koronih izbačaja, oblake energetskih čestica koje tvore struju prsten oko magnetosfera izaziva oštre fluktuacije u Zemljinu polju, pod nazivom geomagnetske oluje. Ti fenomeni ometaju radio komunikaciju i stvaraju naponske skokove na komunikacijskim vodovima na dugim putovanjima iu drugim dugim vodičima.

Možda je najintrigantnija od svih zemaljskih pojava moguće utjecaj solarne aktivnosti na klimu našeg planeta. Minimalni konj izgleda prilično razumno, ali postoje i drugi očiti učinci. Većina znanstvenika vjeruje da postoji važna veza, prikrivena nizom drugih pojava.

Budući da nabijene čestice prate magnetska polja, korpuskularno zračenje ne opaža se u svim velikim bakljama, već samo onima koji se nalaze na zapadnoj hemisferi Sunca. Sile sile sa svoje zapadne strane dospijevaju na Zemlju, tamo šalje čestice. Potonji su uglavnom protoni, jer je vodik dominantni konstitutivni element svjetiljke. Mnoge čestice, krećući se brzinom od 1000 km / s, stvaraju prednji dio udarnog vala. Tijek niskoenergetskih čestica u velikim bakljama je tako intenzivan da prijeti životu astronauta izvan Zemljinog magnetskog polja.