Сонячна активність
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
Под термином «солнечная активность» понимают изменения физического состояния Солнца, что внешне проявляется в колебаниях интенсивности и числа таких явлений, как пятна, протуберанцы, вспышки и т. п.
Время от времени в солнечной атмосфере появляются так называемые активные области, количество которых регулярно повторяется с периодом в среднем около 11 лет.
Наиболее существенным проявлением активной области являются наблюдаемые в фотосфере солнечные пятна.
Солнечные пятна были обнаружены задолго до изобретения телескопа. О них можно прочитать в Никоновской летописи 1371 г. В тот год дымы от пожаров были настолько непрозрачны, что на расстоянии одной сажени (2 м) невозможно было разглядеть человека. Солнце сквозь мглу казалось медным диском с черными гвоздями-пятнами. Солнечные пятна сразу были приняты за «знамения», предвещающие несчастья — засухи, пожары. Конечно, пятна на Солнце существовали всегда, просто их невозможно было разглядеть невооруженным глазом. Плотный дым сыграл роль темного светофильтра.
Инструментальные наблюдения солнечных пятен начались только после изобретения подзорной «увеличительной трубы», что произошло в 1590 г., по-видимому, в Италии. В 1609 г. Галилей собственноручно изготовил трубу с плоско-выпуклым объективом и плоско-вогнутым окуляром, которую использовал в 1610 г. для астрономических наблюдений, и в частности для наблюдения солнечных пятен. В 1851 г. астроном Швабе установил существование приблизительно 11-летней периодичности появления солнечных пятен. Диаметр пятен обычно бывает от нескольких тысяч километров до нескольких десятков тысяч километров, то есть больше диаметра земного шара. Обычно пятно состоит в центральной области из тени, которая окружена менее темной полутенью. Тень дает излучение, составляющее 24% излучения фотосферы, полутень — 77%; температура фотосферы составляет 6050 К, полутени — 5680 К, тени — 4240 К (Кельвин (К) — единица термодинамической температуры в системе СИ, равная 1/273,16 от термодинамической температуры тройной точки воды, где сосуществуют одновременно лед, вода и водяной пар). Тень пятна углублена примерно на 500 км. Оно кажется как бы «дыркой» на поверхности Солнца.
Если наблюдать Солнце изо дня в день, то по перемещению пятен можно убедиться, что оно вращается вокруг своей оси и примерно через 27 дней то или иное пятно снова проходит через центральный меридиан. Интересно, что на разных широтах скорость вращения Солнца различна: на экваторе период вращения равен 24 сут 6 ч, а на полюсах примерно 35 сут.
Для характеристики солнечной активности по предложению директора Цюрихской обсерватории Р. Вольфа была введена числовая характеристика «относительное число солнечных пятен», равная сумме числа пятен и произведения числа групп пятен на 10. Вся сумма умножается на некоторый коэффициент, зависящий от условий наблюдения и инструмента. Относительное число пятен, или число Вольфа (W), не характеризует ни состава излучения, ни самого факта попадания его в земную атмосферу.
За начало 11-летнего цикла условно принято считать год минимума чисел Вольфа, причем нумерацию циклов ведут с первого цикла (1775 г.), длившегося до 1765 г. Второй цикл начался в 1766 г. В 1976 г. начался 21-й цикл, годовой максимум которого (155 единиц) был достигнут в 1980 г. и превысил максимум 20-го цикла (106 единиц — 1968 г.). По экспериментальным оценкам (А. А. Дмитриев, Н. С. Петрова) следующий 22-й цикл начался в 1986 г. и достигнет максимума (91 единица) в 1992 г., а закончится в 1996 г. Конечно, надежность такого прогноза невелика. Вблизи максимума ошибка в 1979 г. составила 1 единицу, в 1980 г. 28 единиц, в 1981 г. 5 единиц. Однако есть предположение, что 22-й цикл будет иметь меньший максимум чисел Вольфа, чем 21-й.
В хромосфере Солнца и короне над активной областью наблюдается много интереснейших явлений. За некоторое время до возникновения пятен на небольшом участке фотосферы появляется яркая область. По форме она напоминает сильно размытую лужу причудливых очертаний с бесчисленными прожилками и яркими точками. Это факелы. Диаметр факела около 1200 км, время жизни среднего факела примерно 15 сут, а большого — примерно 70— 80 сут. Температура факельных гранул примерно на 900 К выше, чем в окружающих участках. Факелы испускают слабо меняющееся рентгеновское, ультрафиолетовое и радиоизлучение.
Вспышки — один из самых быстрых процессов на Солнце. Обычно вспышка начинается с того, что за несколько минут яркость некоторого участка хромосферы в окрестности солнечного пятна сильно возрастает. После возгорания, длящегося до 5 минут, в течение нескольких десятков минут происходит постепенное ослабление свечения, вплоть до исходного состояния. Температура вспышки достигает 15 000 К. Небольшая область, занятая вспышкой (несколько тысяч квадратных километров), создает очень мощное излучение. Оно состоит из рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучей, радиоволн, быстро движущихся частиц (корпускул) и космических лучей. Все виды этого излучения оказывают сильное воздействие на явления, происходящие в земной атмосфере.
Над краем Солнца в виде пламенных струй видны протуберанцы. Протуберанцы холоднее и плотнее окружающей их короны, их температура около 7000 К. На поверхности диска Солнца протуберанцы видны в виде темных волокон; при максимуме солнечных пятен их бывает около 20, а при минимуме — примерно 4. Время жизни протуберанца около 2,3 оборота Солнца.
На движение и возникновение протуберанцев, как и на другие активные образования в солнечной атмосфере, сильное влияние оказывают магнитные поля. По-видимому, эти поля являются основной причиной всех активных явлений, происходящих в солнечной атмосфере.
Кроме того, на поверхности фотосферы можно наблюдать гранулы. Это сравнительно мелкие образования с диаметрами порядка 1000 км и температурой на 300 К выше, чем в окружающих их темных участках. Гранулы возникают в результате наличия конвективных движений; время их жизни — 5—8 мин.
Проследить всю цепь связей, приводящих к 11-летней периодичности многих процессов на Земле, пока не удается, но накопленный обширный , фактический материал не оставляет сомнений в существовании таких связей. Так, была установлена корреляция между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, колебаниями уровня озер, урожайностью сельскохозяйственных культур, размножением и миграцией насекомых, эпидемиями гриппа, тифа, холеры, числом сердечно-сосудистых заболеваний и т. д. Эти данные указывают на постоянно действующие солнечно-земные связи. Раскрытие их механизмов представляет большой научный интерес: на этой основе может быть значительно повышена точность долгосрочных прогнозов погоды и необходимых для космонавтики прогнозов интенсивности корпускулярных потоков в околоземном пространстве. Прогнозы солнечной активности, важны для работы многих медицинских учреждений. Имеются доказательства влияния солнечной активности (вернее, связанных с нею геомагнитных возмущений) на быстроту и точность реакции человека (оператора, летчика, шофера, машиниста) на изменение внешних условий.