1 Солнце и солнечная активность С. А. Красоткин 1, Э. В. Кононович 2


АКТИВНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЕ



страница12/18
Дата22.06.2019
Размер1.08 Mb.
ТипГлава
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   18

5. АКТИВНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЕ

5.1 Основные сведения


Временами в солнечной атмосфере возникают быстро меняющиеся активные образования, резко отличающиеся от окружающих невозмущенных областей, свойства и структура которых совсем или почти совсем не меняются со временем. В фотосфере, хромосфере и короне проявления солнечной активности весьма различны. Однако все они связаны общей причиной. Такой причиной является магнитное поле, усиление и изменение которого всегда сопровождается возникновением активных образований. Часть солнечной атмосферы, где происходят такие изменения, называется активной областью. Возникновение активной области является развитием структур невозмущенной атмосферы и, в первую, очередь ячеек хромосферной сетки.

В свою очередь, структура всей солнечной атмосферы, как невозмущенной, так и возмущенной (активной), тесно связана с конвективной зоной. Рис. 5.1.1 схематически изображает эту связь. Структурные элементы конвекции возникают в масштабах локальной шкалы высоты, пропорциональной температуре. Поэтому наибольшего размера так называемые гигантские ячейки достигают у нижнего основания конвективной зоны. По размерам они близки к общей ее протяженности.

Самые верхние слои конвективной зоны имеют структуру с размерами порядка 1000 км, подобную фотосферной грануляции. Место между этими крайними по масштабам структурами занимают супергранулы, верхние части которых проявляют себя в виде хромосферной сетки, уплотнения на границах которой соответствуют области возникновения спикул. Происхождение и причина изменения магнитных полей на Солнце не вполне ясны. С одной стороны, магнитные поля могут быть сконцентрированы в каком-либо слое Солнца (например, у основания конвективной зоны). С другой стороны, они могут периодически усиливаться в результате своеобразного процесса, напоминающего возбуждение магнитного поля в динамо-машине (магнитное динамо). Вследствие явления индукции плазма, как правило, не может перемещаться поперек силовых линий магнитного поля, но свободно течет вдоль них. Поэтому в большинстве случаев космической плазмы в зависимости от соотношения между энергиями магнитного поля и макроскопических движений плазма либо течет вдоль силовых линий сильного магнитного поля, либо увлекает в своем движении силовые линии слабого магнитного поля. В первом случае говорят, что плазма как бы “приклеена” к силовым линиям магнитного поля, во втором – о “вмороженности” поля в плазму.


Рисунок 5.1.1. Схема строения внешних слоев Солнца

5.2 Пятна


Наиболее известным и легче всего наблюдаемым проявлением солнечной активности являются солнечные пятна, как правило возникающие целыми группами. Появление группы солнечных пятен – важнейший признак начала развития активной области.

Отдельное солнечное пятно появляется в виде крошечной поры, едва отличающейся от темных промежутков между гранулами. Через день пора развивается в круглое темное пятно с резкой границей, диаметр которого постепенно увеличивается вплоть до размеров в несколько десятков тысяч километров (рис. 5.2.1). Это явление сопровождается плавным увеличением напряженности магнитного поля, которое в центре крупных пятен достигает нескольких тысяч эрстед. Магнитное поле пятен измеряют по зеемановскому расщеплению магниточувствительных линий в его спектре.

Отдельные пятна группы преимущественно появляются на западном и восточном краях области, где сильнее других развиваются два пятна -- ведущее (западное) и хвостовое (восточное). Магнитные поля обоих главных пятен и примыкающих к ним мелких всегда обладают противоположной полярностью, поэтому такую группу пятен называют биполярной. Через три-четыре дня после появления большого пятна вокруг него возникает менее темная полутень, имеющая характерную радиальную структуру. Она окружает центральную часть пятна, называемую тенью. С течением времени площадь, занимаемая группой пятен, постепенно возрастает, достигая наибольшего значения примерно на десятый день. После этого пятна начинают постепенно уменьшаться и исчезать, сначала наиболее мелкие из них, затем хвостовое (предварительно распавшись на несколько пятен), наконец, ведущее. В целом весь этот процесс длится около двух месяцев, однако многие группы солнечных пятен не успевают пройти всех описанных стадий и исчезают раньше. Центральная часть пятна (тень) только кажется черной из-за большой яркости фотосферы. На самом деле в центре пятна яркость уменьшена только раз в десять, а яркость полутени составляет примерно 3/4 яркости фотосферы. На основании закона Стефана-Больцмана это означает, что температура в пятне на 2 – 2.5 тыс. К меньше, чем в фотосфере.





Рисунок 5.2.1. Солнечное пятно с развитой полутенью

Понижение температуры в пятне объясняется влиянием магнитного поля. Магнитное поле, особенно если оно сильное, тормозит движение вещества, происходящее поперек силовых линий. Поэтому в конвективной зоне в области пятна ослабляется циркуляция газов, которая переносит из глубины наружу существенную часть энергии. В результате температура пятна оказывается меньше, чем в невозмущенной фотосфере. Большая концентрация магнитного поля в тени ведущего и хвостового пятна наводит на мысль, что основная часть магнитного потока активной области на Солнце заключена в гигантской трубке силовых линий, выходящей из тени пятна северной полярности и входящей обратно в пятно южной полярности (рис. 5.1.1.). Вместе с тем из-за большой проводимости солнечной плазмы и явления самоиндукции магнитные поля напряженностью в несколько тысяч эрстед не могут ни возникнуть, ни исчезнуть за несколько дней, соответствующих времени появления и распада группы пятен. Отсюда можно предположить, что магнитные трубки находятся где-то в конвективной зоне, возможно у ее основания, а возникновение групп солнечных пятен связано с всплыванием этих трубок. Плавучесть трубок обусловлена их расширением из-за дополнительного давления, создаваемого сильным магнитным полем внутри трубки.



Каталог: model
model -> Общие положения 1Назначение Модели угроз 8
model -> Проект ниох со ран «Фундаментальные основы создания органических и гибридных наноструктурированных материалов для фотоники, сенсорики, электроники»
model -> Изложение двигатель, коробка передач и полный привод Ходовая часть нового Porsche Cayenne 14
model -> Материалы и инструменты
model -> Деятельности музея муниципального образования ульяновской области
model -> Масштабные изменения в структуре нашего общества привели к увеличению количества проблем воспитания детей во многих семьях, вследствие чего возникает острая необходимость в пересмотре системы воспитания детей в целом, а именно


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   18


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница