Sunčeve pjege

Sunce je jedina od svih zvijezda koju ne vidimo kao svjetlucavu tačku, već kao sjajni disk. Zahvaljujući tome, astronomi su u mogućnosti da proučavaju različite detalje na njegovoj površini.

Šta je sunčeve pjege?

Sunčeve pjege su daleko od stabilnih formacija. Oni nastaju, razvijaju se i nestaju, a pojavljuju se novi koji zamjenjuju one koji su nestali. Povremeno se formiraju džinovske mrlje. Tako je u aprilu 1947. na Suncu uočena složena tačka: njena površina je premašila površinu zemaljske kugle za 350 puta! Bilo je jasno vidljivo golim okom 1.

Sunčeve pjege

Ovako velike mrlje na Suncu primećene su od davnina. U Nikonovom letopisu za 1365. godinu može se naći pomen kako su naši preci u Rusiji kroz dim šumskih požara videli „tamne mrlje, poput eksera” na Suncu.

Pojavljujući se na istočnoj (lijevoj) ivici Sunca, krećući se duž njegovog diska s lijeva na desno i nestajući iza zapadne (desne) ivice dnevne svjetlosti, sunčeve pjege pružaju odličnu priliku ne samo da se provjeri rotacija Sunca oko svoje ose. , ali i da se odredi period ove rotacije (tačnije, određen je Doplerovim pomakom spektralnih linija). Mjerenja su pokazala: period rotacije Sunca na ekvatoru je 25,38 dana (u odnosu na posmatrača na Zemlji u pokretu - 27,3 dana), u srednjim geografskim širinama - 27 dana i na polovima oko 35 dana. Dakle, Sunce brže rotira na ekvatoru nego na polovima. Rotacija zona svetiljka pokazuje njeno gasovito stanje. Centralni dio velike mrlje izgleda potpuno crno u teleskopu. Ali mrlje izgledaju samo tamne jer ih posmatramo na pozadini svijetle fotosfere. Kada bi se ta tačka mogla posebno ispitati, videli bismo da svetli jače od električnog luka, jer je njena temperatura oko 4.500 K, odnosno 1.500 K niža od temperature fotosfere. Sunčeva pjega srednje veličine na noćnom nebu izgledala bi sjajno kao Mjesec u punom mjesecu. Samo mrlje emituju ne žutu, već crvenkastu svjetlost.

Tipično, tamna jezgra velike mrlje okružena je sivom polusjenom, koja se sastoji od svijetlih radijalnih vlakana smještenih na tamnoj pozadini. Cijela ova struktura je jasno vidljiva čak i malim teleskopom.

Sunčeve pjege

Davne 1774. godine, škotski astronom Alexander Wilson (1714-1786), posmatrajući mrlje na rubu solarnog diska, zaključio je da su velike mrlje udubljenja u fotosferi. Naknadni proračuni su pokazali da "dno" tačke leži ispod nivoa fotosfere u prosjeku 700 km. Jednom riječju, mrlje su džinovski lijevci u fotosferi.

Oko mrlja u vodikovim zracima jasno je vidljiva vrtložna struktura hromosfere. Ova struktura vrtloga ukazuje na postojanje nasilnog kretanja gasa oko tačke. Isti uzorak stvaraju gvozdene strugotine izlivene na list kartona ako se ispod njih stavi magnet. Ova sličnost navela je američkog astronoma Georgea Halea (1868-1938) da posumnja da su sunčeve pjege ogromni magneti.

Hale je znao da se spektralne linije cijepaju ako je plin koji emituje u magnetskom polju (tzv. Zeeman splitting). A kada je astronom uporedio količinu cijepanja uočenog u spektru sunčevih pjega s rezultatima laboratorijskih eksperimenata With gasa u magnetnom polju, otkrio je da su magnetna polja tačaka hiljadama puta veća od indukcije Zemljinog magnetnog polja. Jačina magnetnog polja na površini Zemlje je oko 0,5 ersteda. A na sunčevim pjegama uvijek je više od 1500 oersteda - ponekad dostiže i 5000 oersteda!

Otkriće magnetske prirode sunčevih pjega jedno je od najvažnijih otkrića u astrofizici početkom 20. stoljeća. Po prvi put je ustanovljeno da ne samo naša Zemlja, već i druga nebeska tijela imaju magnetna svojstva. Sunce je u tom pogledu došlo do izražaja. Samo naša planeta ima konstantno dipolno magnetno polje sa dva pola, a magnetno polje Sunca ima složenu strukturu, i štaviše, „preokreće“, odnosno menja svoj znak, odnosno polaritet. I iako su sunčeve pjege vrlo jaki magneti, ukupno magnetno polje Sunca rijetko prelazi 1 ersted, što je nekoliko puta više od prosječnog polja Zemlje.

Jako magnetno polje u grupi bipolarnih sunčevih pjega

Snažno magnetno polje sunčevih pjega je upravo razlog njihove niske temperature. Uostalom, polje stvara izolacijski sloj ispod sunčeve pjege i zahvaljujući tome naglo usporava proces konvekcije - smanjuje protok energije iz dubine zvijezde.

Velike mrlje radije se pojavljuju u parovima. Svaki takav par se nalazi gotovo paralelno sa solarnim ekvatorom. Vodeća, ili glavna tačka, obično se kreće malo brže od zadnje (repne) tačke. Zbog toga se tokom prvih nekoliko dana fleke udaljavaju jedna od druge. Istovremeno se povećava veličina mrlja.

Često se između dvije glavne točke pojavljuje "lanac" malih mrlja. Jednom kada se to dogodi, repna tačka se može brzo raspasti i nestati. Ostaje samo vodeće mjesto koje se sporije smanjuje i živi u prosjeku 4 puta duže od svog pratioca. Sličan razvojni proces karakterističan je za gotovo sve velika grupa sunčeve pjege. Većina fleka traje samo nekoliko dana (čak i nekoliko sati!), dok druge traju i po nekoliko mjeseci.

Mrlje, čiji promjer dostiže 40-50 hiljada km, mogu se vidjeti golim okom kroz filter (gusto zadimljeno staklo).

Šta su solarne baklje?

1. septembra 1859. godine, dva engleska astronoma - Richard Carrington i S. Hodgson, nezavisno posmatrajući Sunce u bijeloj svjetlosti, iznenada su među jednom grupom sunčevih pjega ugledali nešto poput munje. Ovo je bilo prvo opažanje novog, još uvijek nepoznatog fenomena na Suncu; kasnije je nazvana solarna baklja.

Šta je solarna baklja? Ukratko, ovo je snažna eksplozija na Suncu, uslijed koje se brzo oslobađa kolosalna količina energije akumulirane u ograničenom volumenu sunčeve atmosfere.

Najčešće se baklje javljaju u neutralnim područjima koja se nalaze između velikih mrlja suprotnog polariteta. Tipično, razvoj baklje počinje naglim povećanjem svjetline područja baklje - područja svjetlije, a time i toplije fotosfere. Tada dolazi do katastrofalne eksplozije, tokom koje se solarna plazma zagreva do 40-100 miliona K. To se manifestuje u višestrukom porastu kratkotalasnog zračenja Sunca (ultraljubičastog i rendgenskog zračenja), kao i u intenziviranju “radio glasa” dnevne svjetlosti i u emisiji ubrzanih solarnih čestica (čestica). A neke od najmoćnijih baklji čak generiraju sunčeve kosmičke zrake, čiji protoni postižu brzinu jednaku polovini brzine svjetlosti. Takve čestice imaju smrtonosnu energiju. Oni su sposobni gotovo nesmetano prodirati u svemirsku letjelicu i uništiti ćelije živog organizma. Zbog toga, sunčevi kosmički zraci mogu predstavljati ozbiljnu opasnost za posadu uhvaćenu iznenadnim bljeskom tokom leta.

Dakle, sunčeve baklje emituju zračenje u obliku elektromagnetnih talasa i u obliku čestica materije. Pojačavanje elektromagnetnog zračenja događa se u širokom rasponu valnih duljina - od tvrdih rendgenskih i gama zraka do kilometarskih radio valova. U ovom slučaju, ukupni fluks vidljivog zračenja uvijek ostaje konstantan do djelića procenta. Slabe baklje na Suncu se skoro uvijek javljaju, a velike se javljaju jednom u nekoliko mjeseci. Ali tokom godina maksimalne solarne aktivnosti, velike sunčeve baklje se javljaju nekoliko puta mjesečno. Obično mali bljesak traje 5-10 minuta; najmoćniji - nekoliko sati. Za to vrijeme, oblak plazme težine do 10 milijardi tona se izbacuje u skoro solarni prostor i oslobađa se energija koja je ekvivalentna eksploziji desetina ili čak stotina miliona hidrogenskih bombi! Međutim, snaga čak i najvećih baklji ne prelazi stoti dio procenta snage ukupnog zračenja Sunca. Stoga, tokom bljeska nema primjetnog povećanja svjetline naše dnevne svjetlosti.

Tokom leta prve posade na američkoj orbitalnoj stanici Skylab (maj-jun 1973.), bilo je moguće snimiti bljesak u svjetlu pare željeza na temperaturi od 17 miliona K, koja bi trebala biti toplija nego u centru solarni termonuklearni reaktor. I unutra poslednjih godina Pulsi gama zračenja su snimljeni iz nekoliko baklji.

Takvi impulsi vjerovatno duguju svoje porijeklo uništenje parovi elektron-pozitron. Pozitron je, kao što je poznato, antičestica elektrona. Ima istu masu kao i elektron, ali je obdaren suprotnim električnim nabojem. Kada se elektron i pozitron sudare, kao što se može dogoditi u solarnim baklji, oni se odmah uništavaju, pretvarajući se u dva fotona gama zraka.

Kao i svako zagrejano telo, Sunce neprekidno emituje radio talase. Thermal radio emisija tihog sunca, kada na njemu nema mrlja ili bljeskova, on stalno dolazi iz hromosfere na milimetarskim i centimetarskim talasima i iz korone na talasima metra. Ali čim se pojave velike mrlje, javlja se bljesak, nastaju jaki radio valovi na pozadini mirne radio emisije. radio rafali... I tada se radio-emisija Sunca naglo povećava za hiljade, ili čak milione puta!

Fizički procesi koji dovode do solarnih baklji su vrlo složeni i još uvijek slabo shvaćeni. Međutim, sama činjenica da se sunčeve baklje pojavljuju gotovo isključivo u velikim grupama sunčevih pjega ukazuje na to da su baklje povezane s jakim magnetnim poljima na Suncu. A baklja, po svemu sudeći, nije ništa drugo do kolosalna eksplozija uzrokovana iznenadnom kompresijom solarne plazme pod pritiskom jakog magnetskog polja. Energija magnetnih polja, nekako oslobođena, izaziva sunčevu baklju.

Zračenje solarnih baklji često dopire do naše planete, snažno utječući na gornje slojeve Zemljine atmosfere (jonosferu). One također dovode do pojave magnetnih oluja i aurore, ali o tome u budućnosti.

Ritmovi sunca

Godine 1826., njemački astronom amater, farmaceut Heinrich Schwabe (1789-1875) iz Desaua, započeo je sistematska posmatranja i skiciranja sunčevih pjega. Ne, on uopšte nije nameravao da proučava Sunce - zanimalo ga je nešto sasvim drugo. U to vrijeme se smatralo da se nepoznata planeta kreće između Sunca i Merkura. A pošto ga je bilo nemoguće vidjeti blizu sjajne zvijezde, Schwabe je odlučio promatrati sve što je bilo vidljivo na solarnom disku. Uostalom, ako takva planeta zaista postoji, onda će prije ili kasnije sigurno proći preko Sunčevog diska u obliku malog crnog kruga ili tačke. A onda će konačno biti "uhvaćena"!

Međutim, Schwabe je, prema vlastitim riječima, “otišao u potragu za magarcima svog oca i pronašao kraljevstvo”. Godine 1851. u knjizi “Kosmos” Aleksandra Humboldta (1769-1859) objavljeni su rezultati Schwabeovih zapažanja, iz kojih je proizilazilo da se broj sunčevih pjega prilično redovno povećava i smanjuje u periodu od 10 godina. Ova periodičnost u promjeni broja sunčevih pjega, kasnije nazvana 11-godišnji ciklus solarne aktivnosti, otkrio je Heinrich Schwabe 1843. Kasnija zapažanja su potvrdila ovo otkriće, a švicarski astronom Rudolf Wolf (1816-1893) je pojasnio da se maksimumi u broju sunčevih pjega ponavljaju u prosjeku svakih 11,1 godinu.

Dakle, broj spotova varira iz dana u dan i iz godine u godinu. Da bi sudio o stepenu solarne aktivnosti na osnovu broja sunčevih pjega, Wolf je 1848. godine uveo koncept relativnog broja sunčevih pjega, ili tzv. Vukovi brojevi. Ako sa g označimo broj grupa tačaka, a sa f ukupan broj tačaka, onda je Wolfov broj - W - izražen formulom:

Ovaj broj, koji određuje mjeru Sunčeve aktivnosti sunčevih pjega, uzima u obzir i broj grupa sunčevih pjega i broj samih pjega uočenih određenog dana. Štaviše, svaka grupa je jednaka deset jedinica, a svako mjesto se uzima kao jedinica. Ukupan rezultat za dan - relativni Wolf broj - je zbir ovih brojeva. Recimo da na Suncu posmatramo 23 tačke koje čine tri grupe. Tada će Vukov broj u našem primjeru biti: W = 10 3 + 23 = 53. U periodima minimalne solarne aktivnosti, kada na Suncu nema ni jedne tačke, ona se pretvara u nulu. Ako na Suncu postoji samo jedna tačka, onda će Vukov broj biti jednak 11, a u danima maksimalne solarne aktivnosti ponekad je veći od 200.

Kriva prosječnog mjesečnog broja sunčevih pjega jasno pokazuje prirodu promjena sunčeve aktivnosti. Takvi podaci dostupni su od 1749. godine do danas. Prosjekom za 200 godina utvrđeno je da je period promjene sunčevih pjega 11,2 godine. Istina, u proteklih 60 godina, aktivnost sunčevih pjega naše dnevne svjetlosti se nešto ubrzala i ovaj period se smanjio na 10,5 godina. Osim toga, njegovo trajanje značajno varira od ciklusa do ciklusa. Stoga ne treba govoriti o periodičnosti sunčeve aktivnosti, već o cikličnosti. Jedanaestogodišnji ciklus je najvažnija karakteristika naše Sunce.

Svojim otkrićem magnetnog polja sunčevih pjega 1908. otkrio je i George Hale zakon promjene njihovog polariteta. Već smo rekli da u razvijenoj grupi postoje dve velike tačke - dva velika magneta. Imaju suprotan polaritet. Redoslijed polariteta na sjevernoj i južnoj hemisferi Sunca također je uvijek suprotan. Ako na sjevernoj hemisferi vodeća (glava) sunčeva pjega ima, na primjer, sjeverni polaritet, a prateća (repna) pjega ima južni polaritet, tada će na južnoj hemisferi dnevne svjetlosti slika biti suprotna: vodeća pjega ima južni polaritet. polaritet, a prateća sunčeva pjega ima sjeverni polaritet. Ali najzanimljivije je to što se u sljedećem 11-godišnjem ciklusu polariteti svih mrlja u grupama na obje hemisfere Sunca mijenjaju u suprotno, a sa početkom novog ciklusa vraćaju se u prvobitno stanje. dakle, solarni magnetni ciklus ima otprilike 22 godine. Stoga mnogi solarni astronomi smatraju glavnim 22-godišnjim ciklusom solarne aktivnosti, povezanim s promjenom polariteta magnetskog polja u sunčevim pjegama.

Odavno je utvrđeno da se vremenom sa promjenom broja pjega na Suncu mijenjaju površine mjesta baklji i snaga sunčevih baklji. Ove i druge pojave koje se javljaju V atmosfera Sunca, koja se danas uobičajeno naziva solarna aktivnost. Njegovi najpristupačniji elementi za posmatranje su velike grupe sunčevih pjega.

Sada je vrijeme da odgovorimo na možda najintrigantnije pitanje: "Odakle dolazi solarna aktivnost i kako se njene karakteristike mogu objasniti?"

Budući da je odlučujući faktor u solarnoj aktivnosti magnetno polje, nastanak i razvoj bipolarne grupe Sunčevih pjega – aktivnog područja na Suncu – može se predstaviti kao rezultat postepenog uspona u solarnu atmosferu ogromnog magnetskog užeta ili cijev, koja izlazi iz jednog mjesta i, formirajući luk, ulazi u drugo mjesto. Na mjestu gdje cijev napušta fotosferu pojavljuje se mrlja sa jednim polaritetom magnetnog polja, a gdje ponovo ulazi u fotosferu - sa suprotnim polaritetom. Nakon nekog vremena, ova magnetna cijev se sruši, a ostaci magnetnog užeta tonu natrag ispod fotosfere i aktivno područje na Suncu nestaje. U tom slučaju dio linija magnetnog polja ide u hromosferu i solarnu koronu. Ovdje magnetsko polje na neki način naređuje pokretnu plazmu, zbog čega se sunčeva materija kreće duž linija magnetskog polja. To daje kruni blistav izgled. Naučnici više ne sumnjaju u činjenicu da su aktivne regije na Suncu određene cijevima magnetnog toka. Magnetohidrodinamički efekti također objašnjavaju promjenu polariteta polja u bipolarnim grupama sunčevih pjega. Ali ovo su samo prvi koraci ka izgradnji naučno utemeljene teorije koja može objasniti sve uočene karakteristike aktivnosti velikog svetila.

Prosječni godišnji broj vukova od 1947. do 2001

Fotosfera Sunca

Objašnjenje pojave bipolarnih magnetnih područja na Suncu. Ogromna magnetna cijev uzdiže se iz konvektivne zone u solarnu atmosferu

Dakle, na Suncu se vodi večita borba između sila pritiska vrućeg gasa i monstruozne gravitacije. A isprepletena magnetna polja stoje na putu zračenja. Spotovi se pojavljuju i kolabiraju u njihovim mrežama. Plazma visoke temperature leti gore ili klizi iz korone duž linija magnetske sile. Gdje još možete naći ovako nešto?! Samo na drugim zvijezdama, ali su strašno daleko od nas! I samo na Suncu možemo posmatrati ovu večnu borbu prirodnih sila, koja traje već 5 milijardi godina. I samo će gravitacija pobijediti u njemu!

"Eho" solarnih baklji

23. februara 1956. stanice Sun servisa zabilježile su snažnu baklju na dnevnom svjetlu. U eksploziji neviđene snage, džinovski oblaci vrele plazme bačeni su u cirkumsolarni prostor - svaki višestruko veći od Zemlje! I brzinom većom od 1000 km/s jurili su prema našoj planeti. Prvi odjeci ove katastrofe brzo su doprli do nas preko kosmičkog ponora. Otprilike 8,5 minuta nakon početka baklje, jako pojačan protok ultraljubičastih i rendgenskih zraka stigao je do gornjih slojeva Zemljine atmosfere - jonosfere, pojačavajući njeno zagrijavanje i jonizaciju. To je dovelo do naglog pogoršanja, pa čak i privremenog prestanka radio komunikacija na kratkim talasima, jer su se umesto da se reflektuju od jonosfere, kao od ekrana, ona počela da ih intenzivno apsorbuje...

Promjena magnetnog polariteta sunčevih pjega

Ponekad, sa vrlo jakim bakljama, radio smetnje traju nekoliko dana zaredom, sve dok se nemirna zvijezda "ne vrati u normalu". Ovisnost se ovdje može pratiti tako jasno da se o nivou sunčeve aktivnosti može suditi po učestalosti takvih smetnji. Ali pred nama su glavni poremećaji uzrokovani na Zemlji bakljom zvijezde.

Prateći kratkotalasno zračenje (ultraljubičasto i rendgensko zračenje), mlaz visokoenergetskih sunčevih kosmičkih zraka stiže do naše planete. Istina, magnetna ljuska Zemlje nas prilično pouzdano štiti od ovih smrtonosnih zraka. Ali za astronaute koji rade u svemiru predstavljaju vrlo ozbiljnu opasnost: izloženost zračenju lako može premašiti dozvoljenu dozu. Zbog toga oko 40 opservatorija širom svijeta stalno učestvuje u Službi za patrolu Sunca - oni kontinuirano posmatraju aktivnost baklji na dnevnom svjetlu.

Dalji razvoj geofizičkih fenomena na Zemlji može se očekivati ​​dan ili dva nakon izbijanja. To je upravo ono vrijeme - 30-50 sati - potrebno da oblaci plazme stignu do Zemljinih "kvartova". Na kraju krajeva, solarna baklja je nešto poput kosmičke puške koja ispaljuje korpuskule - čestice solarne materije: elektrone, protone (jezgre atoma vodika), alfa čestice (jezgre atoma helija) u međuplanetarni prostor. Masa korpukula koje je eruptirala baklja u februaru 1956. iznosila je milijarde tona!

Čim su se oblaci solarnih čestica sudarili sa Zemljom, igle kompasa su počele da mete, a noćno nebo iznad planete bilo je ukrašeno raznobojnim bljeskovima aurore. Srčani udari su naglo porasli među pacijentima, a povećan je i broj saobraćajnih nesreća.

Vrste uticaja solarne baklje na Zemlju

Šta je sa magnetnim olujama, aurorama... Pod pritiskom gigantskih korpuskularnih oblaka zatresla se bukvalno cela zemaljska kugla: zemljotresi su se desili u mnogim seizmičkim zonama 2 . I kao za kraj, dužina dana se naglo promenila za čak 10... mikrosekundi!

Svemirska istraživanja su pokazala da je globus okružen magnetosferom, odnosno magnetskom ljuskom; unutar magnetosfere, jačina Zemljinog magnetnog polja prevladava nad jačinom međuplanetarnog polja. A da bi bljesak utjecao na Zemljinu magnetosferu i samu Zemlju, mora se dogoditi u vrijeme kada se aktivna regija na Suncu nalazi blizu centra solarnog diska, odnosno orijentirana prema našoj planeti. U suprotnom će proletjeti svo blještavo zračenje (elektromagnetno i korpuskularno).

Plazma koja juri sa površine Sunca u svemir ima određenu gustoću i sposobna je vršiti pritisak na sve prepreke na koje se naiđe na svom putu. Tako značajna prepreka je Zemljino magnetsko polje – njena magnetosfera. On se suprotstavlja protoku sunčeve materije. Dođe trenutak kada su u ovom sukobu oba pritiska izbalansirana. Tada se granica Zemljine magnetosfere, pritisnuta strujom solarne plazme sa dnevne strane, uspostavlja na udaljenosti od približno 10 Zemljinih radijusa od površine naše planete, i plazma, nesposobna da se kreće pravo, počinje da teče okolo. magnetosfere. U tom slučaju čestice sunčeve materije protežu svoje linije magnetnog polja, a na noćnoj strani Zemlje (u smjeru suprotnom od Sunca) formira se dugačak trag (rep) u blizini magnetosfere, koji se proteže izvan orbite Zemlje. Mjesec. Zemlja se sa svojom magnetskom ljuskom nalazi unutar ovog korpuskularnog toka. A ako se običan solarni vjetar, koji neprestano struji oko magnetosfere, može uporediti sa laganim povjetarcem, onda je brzi protok čestica koje stvara snažna solarna baklja poput strašnog uragana. Kada takav uragan udari u magnetnu ljusku globusa, on se još jače skuplja na subsolarnoj strani i igra na Zemlji magnetna oluja.

Dakle, solarna aktivnost utiče na zemaljski magnetizam. Kako se pojačava, povećava se učestalost i intenzitet magnetnih oluja. Ali ova veza je prilično složena i sastoji se od čitavog lanca fizičkih interakcija. Glavna karika u ovom procesu je pojačan protok korpuskula koji se javlja tokom solarnih baklji.

Neka energetska zrnca u polarnim geografskim širinama probijaju se iz magnetne zamke u zemljina atmosfera. A onda, na visinama od 100 do 1000 km, brzi protoni i elektroni, sudarajući se s česticama zraka, pobuđuju ih i tjeraju da svijetle. Kao rezultat toga, postoji Polar Lights.

Periodična „oživljavanja“ velikog svetila su prirodni fenomen. Na primjer, nakon grandiozne solarne baklje uočene 6. marta 1989. godine, korpuskularni tokovi su uzbudili doslovno cijelu magnetosferu naše planete. Kao rezultat toga, na Zemlji je izbila jaka magnetna oluja. Pratila ju je aurora zadivljujućeg obima, koja je stigla do tropske zone na području poluotoka Kalifornije! Tri dana kasnije došlo je do novog snažnog izbijanja, a u noći između 13. i 14. marta stanovnici južne obale Krima su se takođe divili očaravajućim bljeskovima raširenim na zvezdanom nebu iznad kamenitih zuba Ai-Petri. Bio je to jedinstven prizor, poput sjaja vatre koja je odmah progutala pola neba.

Svi ovdje spomenuti geofizički efekti – jonosferske i magnetske oluje i aurore – sastavni su dio najsloženijeg naučnog problema tzv. problem "Sunce-Zemlja". Međutim, utjecaj sunčeve aktivnosti na Zemlju nije ograničen samo na to. “Dah” dnevne svjetlosti se stalno manifestira u promjenama vremena i klime.

Klima nije ništa drugo do dugoročni vremenski obrazac na određenom području, a određena je njegovim geografskim položajem na Zemljinoj kugli i prirodom atmosferskih procesa.

Lenjingradski naučnici sa Istraživačkog instituta Arktika i Antarktika uspjeli su otkriti da tokom godina minimalne solarne aktivnosti prevladava cirkulacija zraka na širinama. U ovom slučaju, vrijeme na sjevernoj hemisferi postaje relativno mirno. Tokom maksimalnih godina, naprotiv, meridijalna cirkulacija se intenzivira, odnosno dolazi do intenzivne razmjene vazdušnih masa između tropskih i polarnih područja. Vrijeme postaje nestabilno, a primjećuju se značajna odstupanja od dugoročnih klimatskih normi.

Zapadna Evropa: Britanska ostrva u oblasti jakog ciklona. Fotografija iz svemira

1Svi treba da upamte da nikada ne biste trebali gledati u Sunce bez zaštite očiju tamnim filterima. Možete odmah izgubiti vid

2Naučni saradnik Murmanskog ogranka Astronomsko-geodetskog društva Rusije (njegov predsednik) Viktor Evgenijevič Trošenkov proučavao je uticaj sunčeve aktivnosti na tektoniku zemaljske kugle. Njegova ponovna analiza seizmičke aktivnosti naše planete tokom 230 godina (1750-1980) na globalnom nivou pokazala je postojanje linearne veze između Zemljine seizmičnosti (zemljotresa) i solarnih oluja.

Sergey Bogachev

Kako su raspoređene sunčeve pjege?

Jedna od najvećih aktivnih regija ove godine pojavila se na solarnom disku, što znači da na Suncu ponovo postoje mrlje - uprkos činjenici da naša zvijezda ulazi u period. Sergej Bogačev, zaposlenik Laboratorije za rendgensku solarnu astronomiju Fizičkog instituta Lebedev, doktor fizičko-matematičkih nauka, govori o prirodi i istoriji otkrića sunčevih pega, kao i njihovom uticaju na Zemljinu atmosferu.

U prvoj deceniji 17. veka, italijanski naučnik Galileo Galilej i nemački astronom i mehaničar Christoph Scheiner su otprilike istovremeno i nezavisno unapredili ono što je izmišljeno nekoliko godina ranije. teleskop(ili teleskop) i na osnovu njega su kreirali helioskop - uređaj koji vam omogućava da posmatrate Sunce tako što projektujete njegovu sliku na zid. Na ovim slikama otkrili su detalje koji bi se mogli zamijeniti za zidne nedostatke ako se ne pomiču zajedno sa slikom - male mrlje koje su prošarale površinu idealnog (i djelomično božanskog) središnjeg nebesko telo- Sunce. Tako su sunčeve pjege ušle u istoriju nauke, a u naše živote ušla je izreka da na svijetu nema ništa idealno: „I na Suncu ima pjega“.

Sunčeve pjege su glavna karakteristika koja se može vidjeti na površini naše zvijezde bez upotrebe složene astronomske opreme. Vidljive veličine tačaka su reda veličine jedne lučne minute (veličine novčića od 10 kopejki sa udaljenosti od 30 metara), što je na granici rezolucije ljudsko oko. Međutim, vrlo jednostavno optički uređaj, povećavajući se samo nekoliko puta da bi ovi objekti bili otkriveni, što se, zapravo, dogodilo u Evropi početkom 17. veka. Pojedinačna zapažanja mrlja su se, međutim, redovno javljala i prije toga, a često su rađena samo okom, ali su ostajala neprimijećena ili neshvaćena.

Neko vrijeme su pokušavali da objasne prirodu mrlja bez utjecaja na idealnost Sunca, na primjer, kao oblaka u sunčevoj atmosferi, ali je brzo postalo jasno da se one samo osrednje odnose na sunčevu površinu. Njihova priroda je, međutim, ostala misterija sve do prve polovine 20. veka, kada su magnetna polja prvi put otkrivena na Suncu i ispostavilo se da se mesta na kojima su koncentrisana poklapaju sa mestima na kojima su se formirale sunčeve pege.

Zašto mrlje izgledaju tamno? Prije svega, treba napomenuti da njihova tama nije apsolutna. To je, prije, slično tamnoj silueti osobe koja stoji na pozadini osvijetljenog prozora, odnosno vidljiva je samo na pozadini vrlo jakog ambijentalnog svjetla. Ako izmjerite "sjajnost" tačke, otkrit ćete da i ona emituje svjetlost, ali samo na nivou od 20-40 posto normalne svjetlosti Sunca. Ova činjenica je dovoljna da se temperatura tačke odredi bez dodatnih merenja, pošto je fluks toplotnog zračenja Sunca jedinstveno povezan sa njegovom temperaturom preko Stefan-Boltzmanovog zakona (fluks zračenja je proporcionalan temperaturi zračenja). tijelo na četvrtu potenciju). Ako kao jedinicu stavimo sjaj normalne površine Sunca sa temperaturom od oko 6000 stepeni Celzijusa, tada bi temperatura sunčevih pjega trebala biti oko 4000-4500 stepeni. Strogo govoreći, to je tako - Sunčeve pjege (a to su kasnije potvrdile i druge metode, na primjer, spektroskopske studije zračenja) jednostavno su područja sunčeve površine niže temperature.

Veza između mrlja i magnetnih polja objašnjava se uticajem magnetnog polja na temperaturu gasa. Ovaj utjecaj nastaje zbog prisutnosti konvektivne (ključajuće) zone na Suncu, koja se proteže od površine do dubine od oko trećine sunčevog radijusa. Vrenje solarne plazme neprekidno podiže vruću plazmu iz njenih dubina na površinu i na taj način povećava temperaturu površine. U područjima gdje je površina Sunca probijena cijevima jakog magnetnog polja, efikasnost konvekcije je potisnuta dok se potpuno ne zaustavi. Kao rezultat toga, bez dopunjavanja vruće konvektivne plazme, površina Sunca se hladi do temperature od oko 4000 stepeni. Formira se mrlja.

Danas se spotovi proučavaju uglavnom kao centri aktivnosti sunčana područja, u kojoj su koncentrisane solarne baklje. Činjenica je da magnetno polje, čiji su “izvor” sunčeve pjege, u solarnu atmosferu unosi dodatne rezerve energije, koje su Suncu “dodatne”, a ono, kao i svaki fizički sistem pokušavajući da umanji svoju energiju, pokušava ih se riješiti. Ova dodatna energija se naziva slobodna energija. Postoje dva glavna mehanizma za oslobađanje viška energije.

Prvi je kada Sunce jednostavno izbaci u međuplanetarni prostor dio atmosfere koji ga opterećuje, zajedno sa viškom magnetnih polja, plazme i struja. Ove pojave se nazivaju izbacivanje koronalne mase. Odgovarajuće emisije, koje se šire sa Sunca, ponekad dostižu kolosalne veličine od nekoliko miliona kilometara, a posebno su glavni razlog magnetne oluje - uticaj takvog plazma ugruška na Zemljino magnetsko polje izbacuje ga iz ravnoteže, uzrokuje osciliranje, a također jača električne struje, koji teče u Zemljinoj magnetosferi, što je suština magnetne oluje.

Drugi način su solarne baklje. U ovom slučaju, slobodna energija se sagorijeva direktno u sunčevoj atmosferi, ali posljedice toga mogu stići i do Zemlje – u obliku strujanja tvrdog zračenja i nabijenih čestica. Ovaj udar, koji je u prirodi radijacija, jedan je od glavnih razloga kvara svemirskih letjelica, kao i aurore.

Međutim, nakon što ste otkrili sunčevu pjegu na Suncu, ne biste se trebali odmah pripremati za sunčeve baklje i magnetne oluje. Prilično česta situacija je kada pojava mrlja na solarnom disku, čak i onih rekordno velikih, ne dovodi ni do minimalnog povećanja razine solarne aktivnosti. Zašto se ovo dešava? To je zbog prirode oslobađanja magnetske energije na Suncu. Takva energija se ne može osloboditi iz jednog magnetnog fluksa, kao što magnet koji leži na stolu, ma koliko se potresao, neće stvoriti nikakvu sunčevu baklju. Moraju postojati najmanje dvije takve niti i one moraju biti u mogućnosti međusobno komunicirati.

Pošto jedna magnetna cijev koja probija površinu Sunca na dva mjesta stvara dvije mrlje, onda sve grupe mrlja u kojima se nalaze samo dvije ili jedna mrlja nisu sposobne stvoriti bljeskove. Ove grupe su formirane od jedne niti, koja nema s čime interakciju. Takav par mrlja može biti gigantski i postojati na solarnom disku mjesecima, plašeći Zemlju svojom veličinom, ali neće stvoriti ni jednu, čak ni minimalnu, baklju. Takve grupe imaju klasifikaciju i nazivaju se tip Alfa, ako postoji jedno mesto, ili Beta, ako su dva.

Kompleksna sunčeva pjega tipa Beta-Gamma-Delta. Gore - vidljiva točka, dolje - magnetska polja prikazana pomoću HMI instrumenta na brodu SDO svemirske opservatorije

Ako pronađete poruku o pojavi nove sunčeve pjege na Suncu, odvojite vrijeme i pogledajte tip grupe. Ako je Alfa ili Beta, onda ne morate da brinete - Sunce neće proizvesti nikakve baklje ili magnetne oluje u narednim danima. Teža klasa je Gama. To su grupe sunčevih pjega u kojima postoji nekoliko pjega sjevernog i južnog polariteta. U takvom području postoje najmanje dva magnetska fluksa u interakciji. Shodno tome, takvo područje će izgubiti magnetnu energiju i podstaći solarnu aktivnost. I na kraju zadnji čas- Beta gama. Ovo su najkompleksnija područja, sa izuzetno zbunjujućim magnetsko polje. Ako se takva grupa pojavi u katalogu, nema sumnje da će Sunce razmrsiti ovaj sistem najmanje nekoliko dana, sagorevajući energiju u obliku baklji, uključujući i velike, i izbacujući plazmu dok se ne pojednostavi ovaj sistem na jednostavnu Alpha ili Beta konfiguraciju.

Međutim, unatoč „zastrašujućoj“ povezanosti mrlja sa bakljama i magnetnim olujama, ne treba zaboraviti da je ovo jedan od najneobičnijih astronomskih fenomena koji se može promatrati sa površine Zemlje pomoću amaterskih instrumenata. Konačno, sunčeve pjege su vrlo lijep objekt - samo pogledajte njihove slike visoke rezolucije. Oni koji ni nakon ovoga ne mogu zaboraviti na negativne aspekte ovog fenomena, mogu se utješiti činjenicom da je broj mrlja na Suncu i dalje relativno mali (ne više od 1 posto površine diska, a često mnogo manje).

Brojne vrste zvijezda, barem crveni patuljci, "pate" u mnogo većoj mjeri - do desetina posto njihove površine može biti prekriveno mrljama. Možete zamisliti kakvi su hipotetički stanovnici odgovarajućih planetarnih sistema i još jednom se radovati pored koje relativno mirne zvijezde imamo sreće da živimo.

Ljudi već dugo znaju da na Suncu postoje mrlje. U drevnim ruskim i kineskim hronikama, kao i u hronikama drugih naroda, često su se spominjala opažanja sunčevih pjega. Ruske hronike su zabilježile da su mrlje bile vidljive „kao nokti“. Zapisi su pomogli da se potvrdi obrazac periodičnog povećanja broja sunčevih pjega ustanovljen kasnije (1841.). Da bi se takav objekt primijetio golim okom (naravno, uz mjere opreza - kroz gusto zadimljeno staklo ili izloženi negativni film), potrebno je da njegova veličina na Suncu bude najmanje 50 - 100 hiljada kilometara, što je desetine puta veći od poluprečnika Zemlje.

Sunce se sastoji od vrućih plinova koji se stalno kreću i miješaju, te stoga na površini Sunca nema ničeg trajnog i nepromjenjivog. Najstabilnije formacije su sunčeve pjege. Ali njihov izgled se mijenja iz dana u dan, a i oni se pojavljuju i nestaju. U trenutku pojavljivanja, sunčeva pjega je obično male veličine, može nestati, ali se može i jako povećati.

Magnetna polja igraju glavnu ulogu u većini pojava uočenih na Suncu. Sunčevo magnetsko polje ima vrlo složenu strukturu i stalno se mijenja. Kombinovana dejstva cirkulacije solarne plazme u konvektivnoj zoni i diferencijalne rotacije Sunca neprestano pobuđuju proces jačanja slabih magnetnih polja i nastanak novih. Očigledno je ova okolnost razlog za pojavu sunčevih pjega na Suncu. Mrlje se pojavljuju i nestaju. Njihov broj i veličina variraju. Ali otprilike svakih 11 godina broj sunčevih pjega postaje najveći. Tada kažu da je Sunce aktivno. U istom periodu (~ 11 godina) dolazi do preokreta polariteta solarnog magnetnog polja. Prirodno je pretpostaviti da su ove pojave međusobno povezane.

Razvoj aktivnog regiona počinje povećanjem magnetnog polja u fotosferi, što dovodi do pojave svetlijih oblasti - fakula (temperatura solarne fotosfere je u proseku 6000K, u predelu fakula je približno 300K viši). Dalje jačanje magnetnog polja dovodi do pojave mrlja.

Na početku 11-godišnjeg ciklusa, mrlje počinju da se pojavljuju u malom broju na relativno visokim geografskim širinama (35 - 40 stepeni), a zatim se postepeno zona formiranja pega spušta na ekvator, na geografsku širinu od plus 10 - minus 10 stepeni. , ali na samom ekvatoru mrlje, po pravilu, , ne mogu biti.

Galileo Galilei je bio jedan od prvih koji je primetio da se pege ne primećuju svuda na Suncu, već uglavnom na srednjim geografskim širinama, unutar takozvanih „kraljevskih zona“.

U početku se obično pojavljuju pojedinačne mrlje, ali onda iz njih nastaje cijela grupa u kojoj se razlikuju dvije velike mrlje - jedna na zapadnom, druga na istočnom rubu grupe. Početkom našeg veka postalo je jasno da su polariteti istočnih i zapadnih sunčevih pega uvek suprotni. Oni tvore, takoreći, dva pola jednog magneta, pa se takva grupa naziva bipolarna. Tipična sunčeva pjega je velika nekoliko desetina hiljada kilometara.

Galileo je, skicirajući tačke, uočio sivu ivicu oko nekih od njih.

Zaista, tačka se sastoji od centralnog, tamnijeg dela - senke i svetlije oblasti - penumbre.

Sunčeve pjege su ponekad vidljive na njegovom disku čak i golim okom. Prividna tama ovih formacija je zbog činjenice da je njihova temperatura približno 1500 stepeni niža od temperature okolne fotosfere (i, shodno tome, kontinuirano zračenje iz njih je mnogo manje). Jednu razvijenu mrlju čini tamni oval - takozvana mrlja sjena, okružena svjetlijom vlaknastom polusjenom. Nerazvijene male mrlje bez penumbre nazivaju se pore. Često mrlje i pore formiraju složene grupe.

Tipična grupa sunčevih pjega se u početku pojavljuje kao jedna ili više pora u području neporemećene fotosfere. Većina ovih grupa obično nestane nakon 1-2 dana. Ali neki dosljedno rastu i razvijaju se, formirajući prilično složene strukture. Sunčeve pjege mogu biti većeg prečnika od Zemlje. Često formiraju grupe. Nastaju u roku od nekoliko dana i obično nestaju u roku od nedelju dana. Neke velike mrlje, međutim, mogu potrajati mjesec dana. Velike grupe sunčevih pjega su aktivnije od malih grupa ili pojedinačnih pjega.

Sunce mijenja stanje Zemljine magnetosfere i atmosfere. Magnetna polja i tokovi čestica koji dolaze od sunčevih pjega dopiru do Zemlje i utječu prvenstveno na mozak, kardiovaskularne i cirkulatorni sistem osoba, na njenom fizičkom, nervoznom i psihološko stanje. Visok nivo solarne aktivnosti, njegov brze promjene uzbuditi osobu, a samim tim i tim, klasu, društvo, posebno kada postoje zajednički interesi i jasna i uočena ideja.

Okretanjem jedne ili druge hemisfere prema Suncu, Zemlja prima energiju. Ovaj tok se može predstaviti u obliku putujućeg talasa: gde svetlost pada - njegov vrh, gde je tama - njegovo korito. Drugim riječima, energija raste i nestaje. O tome je govorio Mihail Lomonosov u svom čuvenom prirodnom zakonu.

Teorija o talasnoj prirodi protoka energije do Zemlje navela je osnivača heliobiologije Aleksandra Čiževskog da skrene pažnju na vezu između povećanja sunčeve aktivnosti i zemaljskih kataklizmi. Prvo zapažanje naučnika datira iz juna 1915. godine. Na sjeveru su blistale aurore, uočene i u Rusiji iu Rusiji sjeverna amerika, a “magnetne oluje su kontinuirano ometale kretanje telegrama.” U tom periodu naučnik je skrenuo pažnju na činjenicu da se povećana sunčeva aktivnost poklopila s krvoprolićem na Zemlji. Zaista, odmah nakon pojave velikih sunčevih pjega na mnogim frontovima Prvog svjetskog rata, neprijateljstva su se intenzivirala.

Sada astronomi kažu da naša zvijezda postaje svjetlija i toplija. To je zbog činjenice da se u posljednjih 90 godina aktivnost njegovog magnetnog polja više nego udvostručila, pri čemu se najveći porast dogodio u posljednjih 30 godina. U Čikagu, na godišnjoj konferenciji Američkog astronomskog društva, naučnici su upozorili na nevolje koje prijete čovječanstvu. Upravo u trenutku kada se kompjuteri širom planete budu prilagođavali uslovima rada 2000. godine, naša svjetiljka će ući u najturbulentniju fazu svog 11-godišnjeg ciklusa.Naučnici će sada moći precizno predvideti solarne baklje, što će omogućiti pripremiti se unaprijed mogući kvarovi u radu radio i električnih mreža. Sada je većina solarnih opservatorija potvrdila "upozorenje na oluju" za narednu godinu, jer... Sunčeva aktivnost dostiže vrhunac svakih 11 godina, a prethodna oluja dogodila se 1989. godine.

To bi moglo dovesti do spuštanja dalekovoda na Zemlji i orbite satelita koji podržavaju komunikacijske sisteme i "usmjeravaju" avione i okeanske brodove da se mijenjaju. Solarno “nasilje” obično karakteriziraju snažne baklje i pojava mnogih od istih mrlja.

Aleksandar Čiževski još 20-ih godina. otkrio da solarna aktivnost utiče na ekstremne zemaljske događaje - epidemije, ratove, revolucije... Zemlja se ne okreće samo oko Sunca - sav život na našoj planeti pulsira u ritmovima sunčeve aktivnosti, ustanovio je.

Francuski istoričar i sociolog Hipolit Tard nazvao je poeziju PREDSTAVLJANJE ISTINE. Godine 1919. Čiževski je napisao pesmu u kojoj je predvideo svoju sudbinu. Posvećena je Galileu Galileju:

I iznova i iznova su se dizali

sunčeve pjege na suncu,

I trezveni umovi postadoše pomračeni,

I tron ​​je pao, i oni su bili neopozivi

Glad i užasi kuge

I lice života se pretvorilo u grimasu:

Kompas je bacao, ljudi su se bunili,

I iznad Zemlje i iznad ljudske mase

Sunce je činilo svoj pravi potez.

O ti koji si vidio sunčeve pjege

Svojom veličanstvenom smelošću,

Nisi znao kako će mi biti jasni

I tvoje tuge su blizu, Galileo!

Tokom 1915-1916, dok je pratio šta se dešava na rusko-njemačkom frontu, Aleksandar Čiževski je došao do otkrića koje je zadivilo njegove savremenike. Povećanje solarne aktivnosti, zabilježeno teleskopom, poklopilo se sa intenziviranjem neprijateljstava. Zainteresovavši se, proveo je među rođacima i prijateljima statističku studiju o mogućoj povezanosti neuropsihičkih i fizioloških reakcija s pojavom baklji i sunčevih pjega. Nakon što je matematički obradio rezultirajuće tablete, došao je do nevjerovatnog zaključka: Sunce utječe na čitav naš život mnogo suptilnije i dublje nego što se to do sada moglo zamisliti. U krvavom i blatnjavom neredu s kraja veka vidimo jasnu potvrdu njegovih ideja. I u specijalnim službama različite zemlje Danas se čitavi odjeli bave analizom solarne aktivnosti... Što je najvažnije, dokazana je sinhronost maksimuma solarne aktivnosti sa periodima revolucija i ratova, periodi pojačane aktivnosti sunčevih pjega često su se poklapali sa svim vrstama društvenih nemira.

Nedavno je nekoliko svemirskih satelita zabilježilo emisiju sunčevih prominencija, koju karakteriziraju neuobičajeno visoki nivoi emisije rendgenskih zraka. Takve pojave predstavljaju ozbiljnu prijetnju Zemlji i njenim stanovnicima. Izbijanje takve snage moglo bi potencijalno destabilizirati energetske mreže. Srećom, tok energije nije uticao na Zemlju i nije bilo očekivanih problema. Ali sam događaj je preteča takozvanog “solarnog maksimuma”, praćenog oslobađanjem mnogo veće količine energije, sposobne da onesposobi komunikacije i dalekovode, transformatore; astronaute i svemirske satelite koji se nalaze izvan Zemljinog magnetskog polja i nije zaštićena će biti ugrožena atmosfera planete. Danas ima više NASA satelita u orbiti nego ikada prije. Postoji i opasnost za avione, izražena u mogućnosti prekida radio komunikacija i ometanja radio signala.

Solarne maksimume je teško predvidjeti; znamo samo da se ponavljaju otprilike svakih 11 godina. Sljedeći bi trebao biti sredinom 2000. godine, a trajat će od jedne do dvije godine. Tako kaže David Hathaway, heliofizičar u NASA-inom centru za svemirske letove Marshall.

Prominencije se mogu javljati svakodnevno tokom solarnog maksimuma, ali nije poznato koliko će tačno biti moćne i da li će uticati na našu planetu. Proteklih nekoliko mjeseci, eksplozije sunčeve aktivnosti i rezultirajući tok energije usmjeren na Zemlju bili su preslabi da bi izazvali bilo kakvu štetu. Osim rendgenskog zračenja, ovaj fenomen nosi i druge opasnosti: Sunce emituje milijardu tona jonizovanog vodonika, čiji talas putuje brzinom od milion milja na sat i može da stigne do Zemlje za nekoliko dana. Još veći problem su energetski valovi protona i alfa čestica. Putuju mnogo većim brzinama i ne ostavljaju vremena za poduzimanje protumjera, za razliku od valova joniziranog vodonika, s čijeg puta se mogu ukloniti sateliti i avioni.

U nekim od najekstremnijih slučajeva, sva tri talasa mogu doći do Zemlje iznenada i gotovo istovremeno. Nema zaštite; naučnici još nisu u stanju precizno predvidjeti takvo oslobađanje, a još manje njegove posljedice.

Istorija studije

Prvi izvještaji o sunčevim pjegama datiraju iz 800. godine prije Krista. e. u Kini .

Skice spotova iz kronike Johna od Worcestera

Ta mjesta su prvi put skicirana 1128. godine u kronici Johna od Worcestera.

Prvo poznato pominjanje sunčevih pjega u staroruskoj književnosti nalazi se u Nikonovom ljetopisu, u zapisima koji datiraju iz druge polovine 14. stoljeća:

na nebu je bio znak, sunce je bilo kao krv, a na njemu su mesta bila crna

na suncu je bio znak, mjesta su bila crna na suncu, kao ekseri, a tama je bila velika

Rana istraživanja su se fokusirala na prirodu mrlja i njihovo ponašanje. Uprkos činjenici da je fizička priroda mrlja ostala nejasna sve do 20. stoljeća, promatranja su se nastavila. Do 19. vijeka već je postojao dovoljno dug niz posmatranja sunčevih pjega da bi se uočile periodične varijacije u sunčevoj aktivnosti. Godine 1845., D. Henry i S. Alexander (eng. S. Alexander ) sa Univerziteta Princeton obavili su posmatranja Sunca pomoću specijalnog termometra (en:thermopile) i utvrdili da je intenzitet zračenja sunčevih pjega, u poređenju sa okolnim područjima Sunca, smanjen.

Pojava

Pojava sunčeve pjege: magnetne linije prodiru kroz površinu Sunca

Pege nastaju kao rezultat poremećaja u pojedinim dijelovima Sunčevog magnetnog polja. Na početku ovog procesa, cijevi magnetnog polja „probijaju“ fotosferu u područje korone, a jako polje potiskuje konvektivno kretanje plazme u granulama, sprječavajući prijenos energije iz unutrašnjih područja prema van na tim mjestima. . Prvo se na ovom mjestu pojavljuje baklja, nešto kasnije i na zapadu - mala tačka tzv vrijeme je, veličine nekoliko hiljada kilometara. U toku nekoliko sati, veličina magnetne indukcije raste (na početne vrijednosti 0,1 tesla), povećava se veličina i broj pora. One se međusobno spajaju i formiraju jednu ili više tačaka. Tokom najaktivniji mrlje, veličina magnetne indukcije može doseći 0,4 tesla.

Vek trajanja fleka dostiže nekoliko meseci, tj odvojene grupe mrlje se mogu uočiti tokom nekoliko okretaja Sunca. Upravo je ta činjenica (kretanje uočenih mrlja duž solarnog diska) poslužila kao osnova za dokazivanje rotacije Sunca i omogućila da se izvedu prva mjerenja perioda okretanja Sunca oko svoje ose.

Pege se obično formiraju u grupama, ali ponekad se pojavljuje jedna tačka koja traje samo nekoliko dana, ili bipolarna grupa: dvije mrlje različitog magnetnog polariteta, povezane linijama magnetnog polja. Zapadna tačka u takvoj bipolarnoj grupi naziva se „vodeća“, „glava“ ili „P-tačka“ (od engleskog. prethodni), istočni - "rob", "rep" ili "F-tačka" (od engleskog. prateći).

Samo polovina pega živi duže od dva dana, a samo desetina živi duže od 11 dana.

Na početku 11-godišnjeg ciklusa Sunčeve aktivnosti, Sunčeve pjege se pojavljuju na visokim heliografskim širinama (reda ±25-30°), a kako ciklus napreduje, mrlje migriraju na Sunčev ekvator, dostižući geografske širine od ±5 -10° na kraju ciklusa. Ovaj obrazac se naziva “Spoererov zakon”.

Grupe sunčevih pjega su orijentirane približno paralelno sa Sunčevim ekvatorom, ali postoji određeni nagib osi grupe u odnosu na ekvator, koji ima tendenciju povećanja za grupe koje se nalaze dalje od ekvatora (tzv. „Joyev zakon“).

Svojstva

Prosječna temperatura površine Sunca je oko 6000 K ( efektivna temperatura- 5770 K, temperatura zračenja - 6050 K). Centralno, najtamnije područje mrlja ima temperaturu od samo oko 4000 K, vanjske površine pjega koje graniče sa normalnom površinom su od 5000 do 5500 K. Uprkos činjenici da je temperatura mrlja niža, njihova supstanca i dalje emituje svetlost, iako u manjoj meri od ostatka površine. Upravo zbog ove temperaturne razlike kada se posmatra, stiče se osjećaj da su mrlje tamne, gotovo crne, iako u stvari i one sijaju, ali se njihov sjaj gubi na pozadini svjetlijeg solarnog diska.

Centralni tamni dio mrlje naziva se sjena. Obično je njegov prečnik oko 0,4 puta veći od prečnika mrlje. U senci su jačina magnetnog polja i temperatura prilično ujednačene, a intenzitet sjaja u vidljivoj svetlosti iznosi 5-15% vrednosti fotosfere. Senka je okružena polusenkom, koja se sastoji od svetlih i tamnih radijalnih filamenata sa intenzitetom sjaja od 60 do 95% fotosferskog.

Površina Sunca u području gdje se nalazi Sunčeva pjega nalazi se otprilike 500-700 km niže od površine okolne fotosfere. Ovaj fenomen se naziva "Vilsonova depresija".

Sunčeve pjege su područja najveće aktivnosti na Suncu. Ako ima mnogo tačaka, onda postoji velika verovatnoća da će doći do ponovnog povezivanja magnetnih linija - linije koje prolaze unutar jedne grupe tačaka rekombinuju se sa linijama iz druge grupe tačaka koje imaju suprotan polaritet. Vidljivi rezultat ovog procesa je solarna baklja. Rafal radijacije koji dopire do Zemlje izaziva snažne poremećaje u njenom magnetnom polju, ometa rad satelita i čak utiče na objekte koji se nalaze na planeti. Zbog poremećaja u magnetnom polju Zemlje, povećava se vjerovatnoća da će se sjeverno svjetlo pojaviti na niskim geografskim širinama. Zemljina jonosfera je također podložna fluktuacijama sunčeve aktivnosti, što se očituje u promjenama u širenju kratkih radio talasa.

Klasifikacija

Mrlje se klasificiraju ovisno o njihovom vijeku trajanja, veličini i lokaciji.

Faze razvoja

Lokalno jačanje magnetnog polja, kao što je već spomenuto, usporava kretanje plazme u konvekcijskim ćelijama, čime se usporava prijenos topline na površinu Sunca. Hlađenje granula zahvaćenih ovim procesom (za približno 1000 °C) dovodi do njihovog tamnjenja i stvaranja jedne mrlje. Neki od njih nestaju nakon nekoliko dana. Drugi se razvijaju u bipolarne grupe od dvije točke, magnetske linije u kojima imaju suprotne polaritete. Mogu formirati grupe sa više tačaka, koje, ako se površina dalje povećava, penumbra kombinuju do stotine tačaka, dostižući veličine od stotina hiljada kilometara. Nakon toga dolazi do sporog (tokom nekoliko sedmica ili mjeseci) smanjenja aktivnosti mrlja i smanjenja njihove veličine na male dvostruke ili pojedinačne tačke.

Najveće grupe sunčevih pjega uvijek imaju povezanu grupu na drugoj hemisferi (sjevernoj ili južnoj). U takvim slučajevima, magnetne linije izlaze iz mrlja na jednoj hemisferi i ulaze u mrlje na drugoj.

Spot grupe veličina

Veličina grupe mrlja obično se karakteriše njenim geometrijskim opsegom, kao i brojem tačaka uključenih u nju i njihovom ukupnom površinom.

U grupi može biti od jedne do sto i po ili više mjesta. Površine grupa, koje se prikladno mjere u milionitim dijelovima površine solarne hemisfere (m.s.p.), variraju od nekoliko m.s.s. do nekoliko hiljada m.s.p.

Maksimalna površina za čitav period kontinuiranih posmatranja grupa Sunčevih pega (od 1874. do 2012.) bila je grupa br. 1488603 (prema Greenwich katalogu), koja se na Sunčevom disku pojavila 30. marta 1947. godine, maksimalno 18. 11-godišnji ciklus solarne aktivnosti. Do 8. aprila njegova ukupna površina dostigla je 6132 m.s.f. (1,87·10 10 km², što je više od 36 puta više od površine zemaljske kugle). Na svom vrhuncu, ova grupa se sastojala od više od 170 pojedinačnih sunčevih pjega.

Cikličnost

Sunčev ciklus je povezan s učestalošću sunčevih pjega, njihovom aktivnošću i životnim vijekom. Jedan ciklus pokriva otprilike 11 godina. U periodima minimalne aktivnosti na Suncu ima vrlo malo ili nimalo pjega, dok ih u periodima maksimalne može biti nekoliko stotina. Na kraju svakog ciklusa, polaritet solarnog magnetnog polja je obrnut, pa je ispravnije govoriti o 22-godišnjem solarnom ciklusu.

Trajanje ciklusa

Iako prosječni ciklus solarne aktivnosti traje oko 11 godina, postoje ciklusi u rasponu od 9 do 14 godina. Proseci se takođe menjaju tokom vekova. Tako je u 20. veku prosečna dužina ciklusa bila 10,2 godine.

Oblik ciklusa nije konstantan. Švicarski astronom Max Waldmeier tvrdio je da se prijelaz sa minimalne na maksimalnu sunčevu aktivnost odvija brže, što je veći maksimalni broj sunčevih pjega zabilježenih u ovom ciklusu (tzv. „Valdmajerovo pravilo“).

Početak i kraj ciklusa

U prošlosti se početkom ciklusa smatralo trenutak kada je solarna aktivnost bila na minimalnoj tački. Zahvaljujući savremenim metodama mjerenja, postalo je moguće odrediti promjenu polariteta sunčevog magnetnog polja, pa se sada kao početak ciklusa uzima trenutak promjene polariteta sunčevih pjega.

Numeraciju ciklusa predložio je R. Wolf. Prvi ciklus, prema ovoj numeraciji, započeo je 1749. godine. 2009. godine započeo je 24. solarni ciklus.

• Podaci posljednjeg reda - prognoza

Postoji periodičnost promjena maksimalna količina sunčeve pjege sa karakterističan period oko 100 godina („sekularni ciklus“). Poslednji pad ovog ciklusa dogodio se otprilike 1800-1840 i 1890-1920. Postoji pretpostavka o postojanju ciklusa još dužeg trajanja.

vidi takođe

Bilješke

Linkovi

• Jedinstvena baza podataka magnetnog polja sunčevih pjega - uključuje slike sunčevih pjega iz 1957-1997.
• Slike sunčevih pjega sa opservatorije Locarno Monti - pokriva period 1981-2011.
• Fizika prostora. Mala enciklopedija M.: Sovjetska enciklopedija, 1986

Animirani dijagrami procesa nastanka sunčevih pjega

• kako nastaju sunčeve pjege? (Kako nastaju sunčeve pjege?)

Ned
Struktura	Core · Zona prijenosa zračenja · Konvektivna zona
Atmosfera	Fotosfera · Chromosphere · Solarna korona
Prošireno struktura	Heliosfera (Heliosferska strujna ploča · granica udarnog talasa) · Heliosferni plašt · Heliopauza · Udarni talas glave
Vezano za Sunce fenomeni	Pomračenje Sunca · solarna aktivnost ( Sunčeve pjege · Solarne baklje · Ejekcije koronalne mase) · Sunčevo zračenje (Varijacije sunčevog zračenja) · Koronalne rupe · Koronalne petlje · Baklje · Granule · Flokule · Izbočine i filamenti · Spikule · Supergranulacija · sunčani vjetar · Mortonov talas
Povezane teme	Solarni sistem · Solar Dynamo · Zvezdana evolucija

Korak nazad

PITANJE br. 114. Šta predstavljaju tamne mrlje na Suncu, zašto se pojavljuju i čemu? Da li njihovo odsustvo znači skori početak ledenog doba na planeti?

Na sajtu “Univerzum” od 16. maja 2017. godine naučnici su objavili neobičnu pojavu na Suncu na linku:

“Naučnici NASA-e su objavili da su sve mrlje nestale sa površine Sunca. Treći dan zaredom nije pronađena niti jedna mrlja. Ovo izaziva ozbiljnu zabrinutost među stručnjacima.

Prema naučnicima NASA-e, ako se situacija uskoro ne promijeni, stanovnici Zemlje trebali bi se pripremiti za velike hladnoće. Nestanak sunčevih pjega prijeti čovječanstvu početkom ledenog doba. Stručnjaci su uvjereni da promjene u izgledu Sunca mogu ukazivati ​​na značajno smanjenje aktivnosti jedine zvijezde u Sunčevom sistemu, što će u konačnici dovesti do globalnog pada temperature na planeti Zemlji. Slične pojave dešavale su se u periodu od 1310. do 1370. i od 1645. do 1725. godine, u isto vrijeme zabilježeni su periodi globalnog zahlađenja ili tzv. mala ledena doba.

Prema zapažanjima naučnika, nevjerovatna čistoća na Suncu zabilježena je početkom 2017. godine; solarni disk je ostao čist 32 dana. Sunce je ostalo bez mrlje isto toliko vremena prošle godine. Takve pojave prijete da se snaga ultraljubičastog zračenja smanji, što znači da se gornji slojevi atmosfere isprazne. To će dovesti do činjenice da će se sav svemirski otpad akumulirati u atmosferi, a ne izgorjeti kao što se uvijek događa. Neki naučnici vjeruju da Zemlja počinje da se smrzava."

Ovako je sunce izgledalo bez njega tamne mrlje početkom 2017

Na Suncu nije bilo pjega 2014. godine - 1 dan, 2015. godine - 0 dana, 2 mjeseca početkom 2017. godine - 32 dana.

Šta to znači? Zašto mrlje nestaju?

Vedro Sunce označava približavanje minimuma sunčeve aktivnosti. Ciklus sunčevih pjega je poput klatna, koji se ljulja naprijed-nazad u periodu od 11-12 godina. Trenutno je klatno blizu niskog broja sunčevih pjega. Stručnjaci očekuju da će ciklus doći do dna u periodu 2019-2020. Od sada do tada, apsolutno neokaljano Sunce ćemo vidjeti još mnogo puta. U početku će se periodi bez fleka mjeriti danima, kasnije sedmicama i mjesecima. Nauka još nema potpuno objašnjenje za ovaj fenomen.

Koji je 11-godišnji ciklus solarne aktivnosti?

Jedanaestogodišnji ciklus je izrazit ciklus solarne aktivnosti, koji traje otprilike 11 godina. Karakterizira ga prilično brzo (oko 4 godine) povećanje broja sunčevih pjega, a zatim sporije (oko 7 godina) smanjenje. Dužina ciklusa nije striktno jednaka 11 godina: u 18.–20. veku njegova dužina je bila 7–17 godina, au 20. veku oko 10,5 godina.

Poznato je da se nivo sunčeve aktivnosti stalno mijenja. Tamne mrlje, njihov izgled i broj veoma su usko povezani sa ovom pojavom i jedan ciklus može da varira od 9 do 14 godina, a nivo aktivnosti se stalno menja iz veka u vek. Stoga mogu postojati periodi zatišja kada mrlje praktično nema više od godinu dana. Ali može se dogoditi i suprotno kada se njihov broj smatra nenormalnim. Tako su u oktobru 1957. godine na Suncu bile 254 tamne mrlje, što je maksimum do danas.

Najintrigantnije pitanje je: odakle dolazi solarna aktivnost i kako objasniti njene karakteristike?

Poznato je da je magnetsko polje odlučujući faktor u solarnoj aktivnosti. Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, već su napravljeni prvi koraci ka izgradnji naučno utemeljene teorije koja može objasniti sve uočene karakteristike aktivnosti velike zvezde.

Nauka je utvrdila i činjenicu da su tamne mrlje koje dovode do sunčevih baklji, koje mogu imati jak uticaj na Zemljino magnetno polje. Tamne mrlje imaju smanjena temperatura u odnosu na fotosferu Sunca - oko 3500 stepeni C i predstavljaju same oblasti kroz koje magnetna polja dopiru do površine, što se naziva magnetna aktivnost. Ako ima malo mrlja, onda se to naziva mirnim periodom, a kada ih ima mnogo, onda će se takav period zvati aktivnim.

U proseku, temperatura Sunca na površini dostiže 6000 stepeni. C. Sunčeve pjege traju od nekoliko dana do nekoliko sedmica. Ali grupe mrlja mogu ostati u fotosferi mjesecima. Veličine sunčevih pjega, kao i njihov broj u grupama, mogu biti vrlo raznoliki.

Podaci o prošloj solarnoj aktivnosti dostupni su za proučavanje, ali je malo vjerovatno da će biti najviše vjerni asistent u predviđanju budućnosti, jer je priroda Sunca veoma nepredvidljiva.

Uticaj na planetu. Magnetni fenomeni na Suncu usko su u interakciji s našim svakodnevnim životom. Zemlju stalno napadaju različita zračenja sa Sunca. Planeta je zaštićena od njihovog destruktivnog djelovanja magnetosferom i atmosferom. Ali, nažalost, nisu u stanju da mu se u potpunosti odupru. Sateliti mogu biti onemogućeni, radio komunikacija može biti poremećena, a astronauti mogu biti izloženi povećana opasnost. Povećane doze ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca mogu biti opasne za planetu, posebno u prisustvu ozonskih rupa u atmosferi. U februaru 1956. dogodila se najmoćnija baklja na Suncu sa oslobađanjem ogromnog oblaka plazme veličine više planete pri brzini od 1000 km/sec.

Osim toga, zračenje utiče na klimatske promjene, pa čak i na izgled osobe. Postoji nešto poput sunčevih pjega na tijelu koje se pojavljuju pod utjecajem ultraljubičastog zračenja. Ovo pitanje još nije dovoljno proučeno, kao ni uticaj sunčevih pjega na dnevni život ljudi. Još jedan fenomen koji zavisi od magnetnih smetnji je severno svetlo.

Magnetne oluje u atmosferi planete postale su jedna od najpoznatijih posljedica solarne aktivnosti. Oni predstavljaju još jedno vanjsko magnetsko polje oko Zemlje, koje je paralelno sa konstantnim. Savremeni naučnici povezuju čak i povećanu smrtnost, kao i pogoršanje bolesti kardiovaskularnog sistema sa pojavom ovog magnetnog polja.”

Evo nekoliko informacija o parametrima Sunca: prečnik - 1 milion. 390 hiljada km, hemijski sastav vodonik (75%) i helijum (25%), masa - 2x10 na 27. stepen tona, što je 99,8% mase svih planeta i objekata u Solarni sistem, svake sekunde u termonuklearnim reakcijama Sunce sagorijeva 600 miliona tona vodonika, pretvarajući ga u helijum, i oslobađa 4 miliona tona svoje mase u svemir u obliku svekolikog zračenja. U zapreminu Sunca možete postaviti 1 milion planeta poput Zemlje i i dalje će biti slobodnog prostora. Udaljenost od Zemlje do Sunca je 150 miliona km. Njegova starost je oko 5 milijardi godina.

odgovor:

U članku br.46 ovaj odeljak Stranica prenosi informacije nepoznate nauci: „Ne postoji termonuklearni reaktor u središtu Sunca; tamo postoji bijela rupa koja prima do polovine energije za Sunce od crna rupa u centru Galaksije kroz portale prostorno-vremenskih kanala. Termonuklearne reakcije, koje proizvode samo oko polovinu energije koju troši Sunce, odvijaju se lokalno u vanjskim slojevima neutrina i neutronskih ljuski. Tamne mrlje na površini Sunca su crne rupe kroz koje energija iz centra Galaksije ulazi u centar vaše zvijezde.”

Gotovo sve zvijezde galaksija koje imaju planetarne sisteme povezane su nevidljivim prostorno-energetskim kanalima sa ogromnim crnim rupama u centrima galaksija.

Ove galaktičke crne rupe imaju prostorno-energetske kanale sa zvjezdanim sistemima i energetska su osnova Galaksija i cijelog Univerzuma. Oni hrane zvijezde planetarnim sistemima svojom akumuliranom energijom primljenom iz materije koju su apsorbirali u centru Galaksija. Crna rupa u centru naše Galaksije mliječni put ima masu jednaku 4 miliona solarnih masa. Snabdijevanje zvijezda energijom iz crne rupe odvija se prema utvrđenim proračunima za svaki zvjezdani sistem u smislu perioda i snage.

Ovo je neophodno kako bi zvijezda uvijek sijala istim intenzitetom tokom miliona godina bez slabljenja kako bi se izvodili kontinuirani CC eksperimenti u svakom zvjezdanom sistemu. Crna rupa u centru Galaksije obnavlja do 50% sve energije koju Sunce potroši da emituje do 4 miliona tona svoje mase svake sekunde u obliku zračenja. Sunce stvara istu količinu energije sa svojim termonuklearne reakcije na površini.

Stoga, kada je zvijezda povezana s energetskim kanalima crne rupe iz centra Galaksije, na površini Sunca se formira potreban broj crnih rupa koje primaju energiju i prenose je u centar zvijezde.

U središtu Sunca nalazi se crna rupa koja prima energiju sa svoje površine; nauka takve rupe naziva bijelim rupama. Pojava tamnih mrlja na Suncu - crnih rupa - je period kada se zvijezda spaja na punjenje iz energetskih kanala Galaksije i nije preteča budućeg globalnog zahlađenja ili ledenog doba na Zemlji, kako sugerišu naučnici. Da bi došlo do globalnog zahlađenja na planeti, prosječna godišnja temperatura mora pasti za 3 stepena, što bi moglo dovesti do zaleđivanja u sjevernoj Evropi, Rusiji i skandinavskim zemljama. Ali prema zapažanjima i praćenju naučnika Tokom proteklih 50 godina, prosječna godišnja temperatura na planeti se nije promijenila.

Prosječna godišnja vrijednost sunčevog ultraljubičastog zračenja također je ostala na normalnom nivou. Tokom perioda solarne aktivnosti, u prisustvu tamnih mrlja na Suncu, povećava se magnetna aktivnost zvijezde (magnetne oluje) u granicama maksimalnih vrijednosti svih proteklih 11-godišnjih ciklusa. Činjenica je da energija iz crne rupe iz centra Galaksije, koja stiže do crnih rupa Sunca, ima magnetizam. Zbog toga se u periodu sa tamnim mrljama supstanca na površini solarne fotosfere aktivira magnetnim poljem ovih mrlja u obliku emisija, lukova i prominencija, što se naziva povećanom sunčevom aktivnošću.

Sumorne pretpostavke naučnika o predstojećem periodu globalnog zahlađenja na planeti su neodržive zbog nedostatka pouzdanih informacija o Suncu. Globalno zahlađenje ili mala ledena doba u 2. milenijumu nove ere, koja su naznačena na početku članka, dogodila su se prema planu klimatskih eksperimenata na Zemlji od strane naših Kreatora i Posmatrača, a ne zbog nasumičnih kvarova u vidu dugog odsustvo tamnih mrlja na Suncu.

Views 2,341