Napfoltok

A Nap az egyetlen az összes csillag közül, amelyet nem szikrázó pontnak, hanem ragyogó korongnak látunk. Ennek köszönhetően a csillagászok különféle részleteket tanulmányozhatnak a felületén.

Mi az napfoltok?

A napfoltok messze nem stabil képződmények. Felmerülnek, fejlődnek és eltűnnek, és újak jelennek meg az eltűntek helyére. Időnként óriási foltok képződnek. Így 1947 áprilisában egy összetett foltot figyeltek meg a Napon: területe 350-szer meghaladta a földgömb felszínét! Jól látható volt szabad szemmel 1.

Napfoltok

Ilyen nagy foltokat a Napon ősidők óta észleltek. Az 1365-ös Nikon Krónikában említést találunk arról, hogyan láttak oroszországi őseink „sötét foltokat, akár szögeket” a Napon az erdőtüzek füstjén keresztül.

A Nap keleti (bal) szélén megjelenő, korongja mentén balról jobbra haladva és a napfény nyugati (jobb) széle mögött eltűnve a napfoltok kiváló lehetőséget biztosítanak nemcsak a Nap tengelye körüli forgásának ellenőrzésére. , hanem ennek a forgásnak a periódusának meghatározására is (pontosabban a spektrumvonalak Doppler-eltolása határozza meg). A mérések azt mutatták, hogy a Nap forgási ideje az egyenlítőn 25,38 nap (a mozgó Föld megfigyelőjéhez viszonyítva - 27,3 nap), a középső szélességeken - 27 nap, a sarkokon pedig körülbelül 35 nap. Így a Nap gyorsabban forog az egyenlítőn, mint a sarkokon. Zóna forgatás a világítótest gáz halmazállapotát jelzi. A nagy folt központi része teleszkópban teljesen feketének tűnik. De a foltok csak azért tűnnek sötétnek, mert fényes fotoszféra hátterében figyeljük meg őket. Ha a foltot külön is meg lehetne vizsgálni, akkor azt látnánk, hogy erősebben izzik, mint egy elektromos ív, mivel hőmérséklete körülbelül 4500 K-vel, azaz 1500 K-vel alacsonyabb a fotoszféra hőmérsékleténél. Egy közepes méretű napfolt az éjszakai égbolton olyan fényesnek tűnik, mint a Hold teliholdkor. Csak a foltok nem sárga, hanem vöröses fényt bocsátanak ki.

Általában egy nagy folt sötét magját szürke félárnyék veszi körül, amely sötét háttéren elhelyezkedő, világos sugárirányú rostokból áll. Ez az egész szerkezet jól látható még egy kis teleszkóppal is.

Napfoltok

Még 1774-ben Alexander Wilson (1714-1786) skót csillagász a napkorong szélén lévő foltokat figyelve arra a következtetésre jutott, hogy a nagy foltok a fotoszférában lévő mélyedések. A későbbi számítások kimutatták, hogy a folt „alja” átlagosan 700 km-rel a fotoszféra szintje alatt van. Egyszóval a foltok óriási tölcsérek a fotoszférában.

A hidrogénsugarak foltjai körül jól látható a kromoszféra örvényszerkezete. Ez az örvényszerkezet heves gázmozgások létezését jelzi a folt körül. Ugyanezt a mintát alkotják a kartonlapra öntött vasreszelék, ha mágnest helyeznek alájuk. Ez a hasonlóság arra késztette George Hale amerikai csillagászt (1868-1938), hogy azt gyanítsa, hogy a napfoltok hatalmas mágnesek.

Hale tudta, hogy a spektrumvonalak felhasadnak, ha a kibocsátó gáz mágneses térben van (ún. Zeeman hasítása).És amikor a csillagász összehasonlította a napfoltok spektrumában megfigyelt hasadás mértékét a laboratóriumi kísérletek eredményeivel Val vel gáz mágneses térben, felfedezte, hogy a foltok mágneses tere több ezerszer nagyobb, mint a Föld mágneses mezőjének indukciója. A mágneses térerősség a Föld felszínén körülbelül 0,5 oersted. És a napfoltokban mindig több mint 1500 oersted - néha eléri az 5000 oerstedet!

A napfoltok mágneses természetének felfedezése az asztrofizika egyik legfontosabb felfedezése a 20. század elején. Először állapították meg, hogy nemcsak Földünk, hanem más égitestek is rendelkeznek mágneses tulajdonságokkal. A nap e tekintetben előtérbe került. Csak bolygónkon van állandó, kétpólusú dipólus mágneses tere, a Nap mágneses tere pedig összetett szerkezetű, ráadásul „megfordul”, vagyis megváltoztatja az előjelét, vagyis a polaritását. És bár a napfoltok nagyon erős mágnesek, a Nap teljes mágneses tere ritkán haladja meg az 1 oersted értéket, ami többszöröse a Föld átlagos mezőjének.

Erős mágneses tér bipoláris napfoltcsoportban

A napfoltok erős mágneses tere éppen az oka alacsony hőmérsékletüknek. Végül is a mező szigetelő réteget hoz létre a napfolt alatt, és ennek köszönhetően élesen lelassítja a konvekciós folyamatot - csökkenti az energiaáramlást a csillag mélyéről.

A nagy foltok inkább párban jelennek meg. Mindegyik ilyen pár szinte párhuzamosan helyezkedik el a napegyenlítővel. Az elülső vagy fejfolt általában valamivel gyorsabban mozog, mint a lefutó (farok) pont. Ezért az első napokban a foltok távolodnak egymástól. Ugyanakkor a foltok mérete növekszik.

Gyakran kis foltok „lánca” jelenik meg a két fő folt között. Ha ez megtörténik, a farokfolt gyorsan széteshet és eltűnhet. Csak a vezető folt marad meg, amely lassabban csökken, és átlagosan 4-szer tovább él, mint társa. Hasonló fejlesztési folyamat szinte mindegyikre jellemző nagy csoport napfoltok. A legtöbb folt csak néhány napig tart (akár néhány óráig is!), míg mások több hónapig.

A foltok, amelyek átmérője eléri a 40-50 ezer km-t, egy szűrőn (sűrűn füstölt üvegen) keresztül szabad szemmel láthatók.

Mik azok a napkitörések?

1859. szeptember 1-jén két angol csillagász - Richard Carrington és S. Hodgson, akik egymástól függetlenül figyelték meg a Napot fehér fényben, valami olyasmit látott, mint a villám hirtelen felvillanása a napfoltok egy csoportjában. Ez volt az első megfigyelés egy új, máig ismeretlen jelenségről a Napon; később napkitörésnek nevezték.

Mi az a napkitörés? Röviden, ez egy erőteljes robbanás a Napon, amelynek eredményeként a nap légkörének korlátozott térfogatában felhalmozódott hatalmas mennyiségű energia gyorsan felszabadul.

Leggyakrabban a fáklyák semleges területeken fordulnak elő, amelyek ellentétes polaritású nagy foltok között helyezkednek el. Jellemzően a fáklya kialakulása a fáklyás terület fényerejének hirtelen megnövekedésével kezdődik - egy világosabb, és ezért melegebb fotoszférával rendelkező terület. Ezután katasztrofális robbanás következik be, amely során a napplazma 40-100 millió K-re melegszik fel. Ez a Nap rövidhullámú sugárzásának (ultraibolya és röntgen) többszörös növekedésében, valamint felerősödésében nyilvánul meg. a nappali fény „rádióhangjának” és a felgyorsult naptestek (részecskék) kibocsátásának. A legerősebb fáklyák némelyike ​​pedig még kozmikus napsugarakat is generál, amelyek protonjai a fénysebesség felével egyenlő sebességet érnek el. Az ilyen részecskék halálos energiával rendelkeznek. Képesek szinte akadálytalanul behatolni az űrhajóba, és elpusztítani egy élő szervezet sejtjeit. Ezért a nap kozmikus sugarai komoly veszélyt jelenthetnek a repülés közben hirtelen villanásba került személyzetre.

Így a napkitörések elektromágneses hullámok és anyagrészecskék formájában bocsátanak ki sugárzást. Az elektromágneses sugárzás felerősítése a hullámhosszok széles tartományában fordul elő – a kemény röntgen- és gamma-sugárzástól a kilométeres rádióhullámokig. Ebben az esetben a látható sugárzás teljes fluxusa mindig egy százalék töredékén belül állandó marad. Gyenge fáklyák a Napon szinte mindig, nagyok pedig néhány havonta egyszer fordulnak elő. A maximális naptevékenység éveiben azonban havonta többször is előfordulnak nagy napkitörések. Általában egy kis villanás 5-10 percig tart; a legerősebb - több óra. Ezalatt az idő alatt akár 10 milliárd tonna tömegű plazmafelhő lökődik ki a napközeli térbe, és több tíz- vagy akár több százmillió hidrogénbomba robbanásával egyenértékű energia szabadul fel! Azonban még a legnagyobb fáklyák ereje sem haladja meg a Nap teljes sugárzásának erejének századszázalékát. Ezért a fáklya során nem növekszik észrevehetően a nappali fényünk fényereje.

Az első legénység repülése során a Skylab amerikai orbitális állomáson (1973. május-június) 17 millió K hőmérsékletű vasgőz fényében lehetett vakut fényképezni, aminek melegebbnek kell lennie, mint a középpontban. napelemes termonukleáris reaktor. És be utóbbi évek A gamma-sugárzás impulzusait több fáklyából rögzítették.

Az ilyen impulzusok valószínűleg ennek köszönhetőek megsemmisítés elektron-pozitron párok. A pozitron, mint ismeretes, az elektron antirészecskéje. Ugyanolyan tömegű, mint az elektroné, de ellentétes elektromos töltéssel van felruházva. Amikor egy elektron és egy pozitron összeütközik, ahogy az a napkitöréseknél megtörténhet, azonnal megsemmisülnek, és két gammasugárzás fotonjává alakulnak.

Mint minden felhevült test, a Nap is folyamatosan rádióhullámokat bocsát ki. Termikus rádió sugárzás a csendes napból, ha nincsenek rajta foltok vagy villanások, milliméteres és centiméteres hullámoknál folyamatosan a kromoszférából, méteres hullámoknál a koronából jön. De amint nagy foltok jelennek meg, fellobbanás következik be, erős rádióhullámok keletkeznek a nyugodt rádiósugárzás hátterében. rádió durran...És akkor a Nap rádiósugárzása hirtelen, ezerszeresére, sőt milliószorosára növekszik!

A napkitörésekhez vezető fizikai folyamatok nagyon összetettek és még mindig kevéssé ismertek. Azonban maga a tény, hogy a napkitörések szinte kizárólag a napfoltok nagy csoportjaiban jelennek meg, azt jelzi, hogy a kitörések a Nap erős mágneses mezőihez kapcsolódnak. A fáklya pedig látszólag nem más, mint egy hatalmas robbanás, amelyet a napplazma hirtelen összenyomása okozott erős mágneses tér nyomása alatt. A mágneses mezők valamilyen módon felszabaduló energiája idézi elő a napkitörést.

A napkitörések sugárzása gyakran eléri bolygónkat, erős hatást gyakorolva a föld légkörének felső rétegeire (ionoszférára). Mágneses viharok és aurórák megjelenéséhez is vezetnek, de erről a jövőben.

A Nap ritmusai

1826-ban egy német amatőr csillagász, Heinrich Schwabe (1789-1875) dessaui gyógyszerész megkezdte a napfoltok szisztematikus megfigyelését és vázlatát. Nem, egyáltalán nem állt szándékában a Napot tanulmányozni – valami egészen más érdekelte. Akkoriban azt hitték, hogy egy ismeretlen bolygó mozog a Nap és a Merkúr között. És mivel lehetetlen volt a fényes csillag közelében látni, Schwabe úgy döntött, hogy mindent megfigyel, ami a napkorongon látható. Végül is, ha egy ilyen bolygó valóban létezik, akkor előbb-utóbb minden bizonnyal áthalad a Nap korongján egy kis fekete kör vagy pont formájában. És akkor végre „elkapják”!

Schwabe azonban, saját szavai szerint, „keresni indult apja szamarait, és megtalálta a királyságot”. 1851-ben Alexander Humboldt (1769-1859) „Kozmosz” című könyvében megjelentek Schwabe megfigyeléseinek eredményei, amiből az következett, hogy a napfoltok száma 10 év alatt meglehetősen rendszeresen növekszik és csökken. Ezt a periodicitást a napfoltok számának változásában, később ún A naptevékenység 11 éves ciklusa, Heinrich Schwabe fedezte fel 1843-ban. A későbbi megfigyelések megerősítették ezt a felfedezést, és Rudolf Wolf (1816-1893) svájci csillagász tisztázta, hogy a napfoltok számának maximumai átlagosan 11,1 évente ismétlődnek.

Tehát a foltok száma napról napra és évről évre változik. A naptevékenység mértékének napfoltszámlálás alapján történő megítélésére Wolf 1848-ban bevezette a napfoltok relatív számának fogalmát, vagy az ún. Farkasszámok. Ha g-vel jelöljük a foltcsoportok számát, f-vel pedig a foltok számát, akkor a Wolf-számot - W - a következő képlettel fejezzük ki:

Ez a szám, amely meghatározza a Nap napfoltaktivitását, figyelembe veszi mind a napfoltcsoportok számát, mind pedig maguknak az adott napon megfigyelt napfoltoknak a számát. Ezenkívül minden csoport tíz egységgel egyenlő, és minden folt egységnek minősül. A napi összpontszám - a relatív farkasszám - ezeknek a számoknak az összege. Tegyük fel, hogy 23 foltot figyelünk meg a Napon, amelyek három csoportot alkotnak. Ekkor a farkasszám a példánkban a következő lesz: W = 10 3 + 23 = 53. A minimális naptevékenység időszakában, amikor egyetlen folt sincs a Napon, nullára fordul. Ha csak egy folt van a Napon, akkor a farkasszám 11 lesz, a maximális naptevékenység napján pedig néha több mint 200.

A napfoltok átlagos havi számának görbéje jól mutatja a naptevékenység változásának jellegét. Ilyen adatok állnak rendelkezésre 1749-től napjainkig. A 200 év alatt végzett átlagolás a napfoltok változási periódusát 11,2 évben határozta meg. Igaz, az elmúlt 60 évben a nappali fényünk napfoltaktivitása valamelyest felgyorsult, és ez az időszak 10,5 évre csökkent. Emellett időtartama ciklusonként észrevehetően változik. Ezért nem a naptevékenység periodicitásáról kell beszélnünk, hanem ciklikusságról. A tizenegy éves ciklus az legfontosabb jellemzője a mi Napunk.

A napfoltok mágneses terének 1908-as felfedezésével George Hale is felfedezte polaritásuk váltakozásának törvénye. Már mondtuk, hogy a kifejlesztett csoportban két nagy folt van - két nagy mágnes. Ellentétes polaritásúak. A Nap északi és déli féltekén a polaritások sorrendje is mindig ellentétes. Ha az északi féltekén a vezető (fej) napfolt például északi polaritással rendelkezik, és a hátsó (farok) napfolt déli polaritású, akkor a nappali fény déli féltekéjén a kép ennek ellenkezője lesz: a vezető napfolt déli. polaritása, a záró napfolt pedig északi polaritású. De a legfigyelemreméltóbb az, hogy a következő 11 éves ciklusban a Nap mindkét féltekéjén csoportokban lévő összes folt polaritása az ellenkezőjére változik, és egy új ciklus kezdetével visszatér eredeti állapotába. És így, szoláris mágneses ciklus körülbelül 22 éves. Ezért sok napcsillagász úgy véli, hogy a naptevékenység fő 22 éves ciklusa a napfoltok mágneses mezőjének polaritásának megváltozásához kapcsolódik.

Régóta bebizonyosodott, hogy a Napon lévő foltok számának változásával a napkitörések területei és a napkitörések ereje is megváltozik. Ezek és más előforduló jelenségek V a Nap atmoszférája, amelyet ma közkeletűnek neveznek naptevékenység. Megfigyelésre leginkább hozzáférhető elemei a napfoltok nagy csoportjai.

Most itt az ideje, hogy válaszoljunk a talán legérdekesebb kérdésre: „Honnan származik a naptevékenység, és hogyan magyarázhatók meg tulajdonságai?”

Mivel a naptevékenység meghatározó tényezője a mágneses tér, a napfoltok bipoláris csoportja - a Nap aktív régiója - megjelenése és kialakulása egy hatalmas mágneses kötél, ill. cső, amely az egyik pontból kiemelkedik, és ívet alkotva belép egy másik helyre. Azon a ponton, ahol a cső elhagyja a fotoszférát, egy folt jelenik meg a mágneses tér egy polaritásával, és ahol újra belép a fotoszférába - ellenkező polaritással. Egy idő után ez a mágnescső összeomlik, és a mágneses kötél maradványai visszasüllyednek a fotoszféra alá, és eltűnik a Nap aktív része. Ebben az esetben a mágneses erővonalak egy része a kromoszférába és a napkoronába kerül. Itt a mágneses tér mintegy rendezi a mozgó plazmát, aminek következtében a napanyag a mágneses erővonalak mentén mozog. Ez ragyogó megjelenést kölcsönöz a koronának. Az a tény, hogy a Nap aktív régióit mágneses fluxuscsövek határozzák meg, már nem kétséges a tudósok körében. Magnetohidrodinamikai hatások magyarázzák a napfoltok bipoláris csoportjaiban a mező polaritásának változását is. De ezek csak az első lépések egy olyan tudományosan megalapozott elmélet felépítéséhez, amely megmagyarázhatja a nagy világítótest tevékenységének összes megfigyelt jellemzőjét.

Átlagos éves farkaslétszám 1947 és 2001 között

A Nap fotoszférája

A bipoláris mágneses régiók Napon való megjelenésének magyarázata. A konvektív zónából egy hatalmas mágnescső emelkedik ki a szoláris légkörbe

Tehát a Napon örök harc folyik a forró gáz nyomóereje és a szörnyű gravitáció között. Az összegabalyodott mágneses mezők pedig a sugárzás útjában állnak. Foltok jelennek meg és összeomlanak hálózataikban. A magas hőmérsékletű plazma mágneses erővonalak mentén repül fel vagy csúszik le a koronáról. Hol lehet még ilyet találni?! Csak más sztárokon, de rettenetesen messze vannak tőlünk! És csak a Napon figyelhetjük meg a természet erőinek ezt az örök harcát, amely 5 milliárd éve tart. És csak a gravitáció fog győzni benne!

A napkitörések "visszhangja".

1956. február 23-án a Sun szolgáltató állomásai erős fellobbanást észleltek a nappali fényben. Példátlan erejű robbanás során hatalmas forró plazmafelhők kerültek a körkörös térbe – mindegyik sokszor nagyobb, mint a Föld! És több mint 1000 km/s sebességgel rohantak bolygónk felé. Ennek a katasztrófának az első visszhangja gyorsan elért minket a kozmikus szakadékon át. Körülbelül 8,5 perccel a fellángolás kezdete után az ultraibolya és a röntgensugárzás jelentősen megnövekedett áramlása érte el a földi légkör felső rétegeit - az ionoszférát, fokozva annak melegedését és ionizációját. Ez a rövidhullámú rádiókommunikáció éles romlásához, sőt átmeneti megszűnéséhez vezetett, mert ahelyett, hogy az ionoszféráról, mint a képernyőről visszaverődtek volna, intenzíven elnyelte őket...

A napfoltok mágneses polaritásának változása

Néha, nagyon erős fellángolások esetén, a rádióinterferencia több napig tart egymás után, amíg a nyugtalan csillag „vissza nem tér a normális kerékvágásba”. A függőség itt olyan egyértelműen nyomon követhető, hogy a naptevékenység mértéke az ilyen interferencia gyakorisága alapján megítélhető. De a fő zavarok, amelyeket a csillag felvillanása okoz a Földön, még előttünk áll.

A rövidhullámú sugárzást (ultraibolya és röntgen) követően nagyenergiájú kozmikus napsugarak folyama éri el bolygónkat. Igaz, a Föld mágneses héja meglehetősen megbízhatóan megvéd minket ezektől a halálos sugaraktól. Ám a világűrben dolgozó űrhajósok számára nagyon komoly veszélyt jelentenek: a sugárterhelés könnyen meghaladhatja a megengedett dózist. Éppen ezért világszerte mintegy 40 obszervatórium vesz részt folyamatosan a Sun Patrol Service-ben – folyamatosan megfigyelik a nappali fény fellobbanását.

A Földön a geofizikai jelenségek további fejlődése a járvány kitörése után egy-két nappal várható. Pontosan ennyi idő – 30-50 óra – szükséges ahhoz, hogy a plazmafelhők elérjék a Föld „környékét”. Végtére is, a napkitörés olyan, mint egy kozmikus fegyver, amely testeket - a napanyag részecskéit: elektronokat, protonokat (hidrogénatommagok), alfa-részecskéket (hélium atommagok) lő a bolygóközi térbe. Az 1956 februári fáklya által kitört testtömeg több milliárd tonnát tett ki!

Amint a naprészecskék felhői összeütköztek a Földdel, az iránytű tűi söpörni kezdtek, és a bolygó feletti éjszakai égboltot az aurora sokszínű villanásai díszítették. A betegek körében meredeken nőtt a szívinfarktus, és nőtt a közúti balesetek száma.

A napkitörések becsapódásainak típusai a Földön

Mi a helyzet a mágneses viharokkal, az aurórákkal... A gigantikus korpuszkuláris felhők nyomása alatt szó szerint az egész földgömb megremegett: sok szeizmikus zónában földrengések történtek 2 . És mintha mindezt tetézné, a nap hossza hirtelen megváltozott, akár 10... mikromásodperccel is!

Az űrkutatások kimutatták, hogy a földgömböt magnetoszféra, azaz mágneses héj veszi körül; a magnetoszférán belül a Föld mágneses mezejének ereje érvényesül a bolygóközi tér erejével szemben. És ahhoz, hogy a kitörés hatással legyen a Föld magnetoszférájára és magára a Földre, akkor kell bekövetkeznie, amikor a Nap aktív tartománya a napkorong középpontja közelében található, vagyis bolygónk felé orientálódik. Ellenkező esetben minden (elektromágneses és korpuszkuláris) fellobbanó sugárzás elszáll.

A Nap felszínéről a világűrbe zúduló plazma bizonyos sűrűséggel rendelkezik, és képes nyomást gyakorolni az útja során felmerülő akadályokra. Ilyen jelentős akadály a Föld mágneses tere – a magnetoszférája. Ellensúlyozza a napanyag áramlását. Eljön az a pillanat, amikor ebben a konfrontációban mindkét nyomás kiegyenlítődik. Ekkor a bolygónk felszínétől megközelítőleg 10 földsugárnyi távolságra kialakul a Föld magnetoszférájának határa, amelyet a nap plazma áramlása nyomott a nappali oldalról, és a plazma, amely nem tud egyenesen mozogni, elkezd körbefolyni. a magnetoszféra. Ebben az esetben a napanyag részecskéi kifeszítik mágneses erővonalait, és a Föld éjszakai oldalán (a Nappal ellentétes irányban) a magnetoszféra közelében hosszú nyomvonal (farok) alakul ki, amely túlnyúlik a Föld pályáján. Hold. A Föld mágneses héjával ebben a korpuszkuláris áramlásban találja magát. És ha a közönséges, a magnetoszféra körül folyamatosan áramló napszél egy enyhe szellőhöz hasonlítható, akkor az erős napkitörés által generált gyors testáramlás olyan, mint egy szörnyű hurrikán. Amikor egy ilyen hurrikán eléri a földgömb mágneses héját, még erősebben összehúzódik a nap alatti oldalon, és a Földön játszódik le. mágneses vihar.

Így a naptevékenység hatással van a földi mágnesességre. Amint felerősödik, a mágneses viharok gyakorisága és intenzitása növekszik. De ez a kapcsolat meglehetősen összetett, és fizikai kölcsönhatások egész láncolatából áll. Ennek a folyamatnak a fő láncszeme a sejttestek fokozott áramlása, amely a napkitörések során következik be.

A sarki szélességi körökben egyes energetikai testek áttörnek egy mágneses csapdából a föld légköre. Aztán 100 és 1000 km közötti magasságban a gyors protonok és elektronok levegőrészecskékkel ütközve gerjesztik és izzanak. Ennek eredményeként van Sarki fény.

A nagy világítótest időszakos „újjáéledése” természetes jelenség. Például egy 1989. március 6-án megfigyelt grandiózus napkitörés után a korpuszkuláris áramlások szó szerint bolygónk teljes magnetoszféráját izgatták. Ennek eredményeként erős mágneses vihar tört ki a Földön. Elképesztő kiterjedésű aurora kísérte, amely elérte a trópusi zónát a Kalifornia-félsziget területén! Három nappal később újabb erőteljes járvány tört ki, és március 13-ról 14-re virradó éjszaka a Krím déli partvidékének lakói is megcsodálták az Ai-Petri sziklás fogai fölött a csillagos égen szétterülő varázslatos villanásokat. Különleges látvány volt, akár egy tűz izzása, amely azonnal elnyelte a fél eget.

Az itt említett geofizikai hatások mindegyike – ionoszférikus és mágneses viharok és aurórák – szerves részét képezik a legösszetettebb tudományos problémának, az ún. probléma "Nap-Föld". A naptevékenység Földre gyakorolt ​​hatása azonban nem korlátozódik erre. A nappali fény „lélegzete” állandóan megnyilvánul az időjárás és az éghajlat változásaiban.

Az éghajlat nem más, mint egy adott terület hosszú távú időjárási mintája, amelyet a földgömbön elfoglalt földrajzi elhelyezkedése és a légköri folyamatok természete határozza meg.

Az Északi-sarkvidéki és Antarktiszi Kutatóintézet leningrádi tudósai felfedték, hogy a minimális naptevékenység évei alatt a szélességi légkeringés uralkodik. Ebben az esetben az északi féltekén viszonylag nyugodt lesz az időjárás. A maximumévekben ezzel szemben felerősödik a meridionális keringés, vagyis intenzív légtömeg-csere zajlik a trópusi és a sarki régiók között. Az időjárás instabillá válik, és jelentős eltérések figyelhetők meg a hosszú távú éghajlati normáktól.

Nyugat-Európa: Brit-szigetek egy erős ciklon övezetében. Fotó az űrből

1Mindenkinek ne feledje, hogy soha ne nézzen a Napba anélkül, hogy ne védené a szemét sötét szűrőkkel. Azonnal elveszítheti a látását

2Az Orosz Csillagászati ​​és Geodéziai Társaság murmanszki részlegének kutatója (elnöke) Viktor Evgenievich Troshenkov a naptevékenységnek a földgömb tektonikára gyakorolt ​​hatását tanulmányozta. Bolygónk szeizmikus aktivitásának 230 éves (1750-1980) globális szintű újraelemzése kimutatta, hogy lineáris kapcsolat van a Föld szeizmikussága (földrengések) és a napviharok között.

Szergej Bogacsov

Hogyan helyezkednek el a napfoltok?

Az idei év egyik legnagyobb aktív régiója jelent meg a napkorongon, ami azt jelenti, hogy ismét foltok vannak a Napon - annak ellenére, hogy csillagunk a periódusba lép. Szergej Bogacsov, a Lebegyev Fizikai Intézet Röntgen-napcsillagászati ​​laboratóriumának munkatársa, a fizikai és matematikai tudományok doktora a napfoltok felfedezésének természetéről és történetéről, valamint a földi légkörre gyakorolt ​​hatásáról beszél.

A 17. század első évtizedében Galileo Galilei olasz tudós és Christoph Scheiner német csillagász és mechanikus hozzávetőlegesen egyszerre és egymástól függetlenül tökéletesítette azt, amit néhány évvel korábban feltaláltak. távcső(vagy teleszkóp), és ennek alapján létrehoztak egy helioszkópot - egy olyan eszközt, amely lehetővé teszi a Nap megfigyelését úgy, hogy a képét a falra vetíti. Ezeken a képeken olyan részleteket fedeztek fel, amelyek összetéveszthetők falhibákkal, ha nem mozognak együtt a képpel – kis foltok tarkították az ideális (és részben isteni) központi felületét. égitest- A nap. Így kerültek be a tudomány történetébe a napfoltok, és az életünkbe az a mondás, hogy a világon nincs ideális: „És vannak foltok a Napon.”

A napfoltok a fő jellemzők, amelyek bonyolult csillagászati ​​berendezések használata nélkül láthatók csillagunk felszínén. A foltok látható méretei egy ívperc nagyságrendűek (30 méter távolságból egy 10 kopejkás érme mérete), ami a felbontás határán van. emberi szem. Azonban egy nagyon egyszerű optikai eszköz, ami csak néhányszorosára nőtt ezen objektumok felfedezéséhez, ami valójában a 17. század elején történt Európában. Egyedi foltmegfigyelések azonban ezt megelőzően is rendszeresen előfordultak, és gyakran csak szemrevételezéssel történtek, de észrevétlenek vagy félreértések maradtak.

Egy ideig a Nap ideálisságának befolyásolása nélkül próbálták megmagyarázni a foltok természetét, például felhőként a szoláris légkörben, de gyorsan kiderült, hogy csak közepesen viszonyulnak a napfelszínhez. Természetük azonban rejtély maradt egészen a 20. század első feléig, amikor is először fedeztek fel mágneses tereket a Napon, és kiderült, hogy azok a helyek, ahol koncentrálódnak, egybeesnek a napfoltok kialakulásának helyeivel.

Miért tűnnek sötétnek a foltok? Először is meg kell jegyezni, hogy sötétségük nem abszolút. Inkább egy megvilágított ablak hátterében álló személy sötét sziluettjéhez hasonlít, vagyis csak nagyon erős környezeti fény hátterében látszik. Ha megméri a folt "fényességét", azt tapasztalja, hogy fényt is bocsát ki, de csak a Nap normál fényének 20-40 százalékában. Ez a tény elegendő a folt hőmérsékletének további mérések nélküli meghatározásához, mivel a Napból érkező hősugárzás fluxusa a Stefan-Boltzmann törvényen keresztül (a sugárzás fluxusa arányos a kisugárzó hőmérsékletével) egyértelműen összefügg a hőmérsékletével. test a negyedik hatványra). Ha a Nap körülbelül 6000 Celsius fokos normál felületének fényességét egységbe tesszük, akkor a napfoltok hőmérséklete körülbelül 4000-4500 fok legyen. Szigorúan véve ez így van - a napfoltok (és ezt később más módszerek is megerősítették, például a sugárzás spektroszkópiai vizsgálata) egyszerűen a napfelszín alacsonyabb hőmérsékletű területei.

A foltok és a mágneses mezők közötti kapcsolatot a mágneses térnek a gáz hőmérsékletére gyakorolt ​​hatásával magyarázzák. Ez a hatás egy konvektív (forrási) zóna jelenlétének köszönhető a Napban, amely a felszíntől a nap sugarának körülbelül egyharmadáig terjed. A szoláris plazma forralása a forró plazmát folyamatosan a mélyéből a felszínre emeli, és ezáltal megemeli a felszíni hőmérsékletet. Azokon a területeken, ahol a Nap felszínét erős mágneses tér csövek lyukasztják át, a konvekció hatékonysága elnyomódik, amíg teljesen le nem áll. Ennek eredményeként a forró konvektív plazma utánpótlása nélkül a Nap felszíne körülbelül 4000 fokos hőmérsékletre hűl le. Folt képződik.

Napjainkban a foltokat elsősorban az aktivitás központjaként vizsgálják napos területek, amelyben a napkitörések koncentrálódnak. A tény az, hogy a mágneses mező, amelynek „forrása” a napfoltok, további energiatartalékokat hoz a nap légkörébe, amelyek „extrát” jelentenek a Nap számára, és mint minden fizikai rendszer megpróbálja minimalizálni az energiáját, és megpróbál megszabadulni tőlük. Ezt a többletenergiát szabad energiának nevezzük. A felesleges energia felszabadításának két fő mechanizmusa van.

Az első az, amikor a Nap egyszerűen kidobja a bolygóközi térbe a légkörnek azt a részét, amely megterheli, a felesleges mágneses mezőkkel, plazmával és áramokkal együtt. Ezeket a jelenségeket koronális tömeg kilökődésnek nevezik. A megfelelő, a Napból terjedő kibocsátások néha elérik a több millió kilométeres kolosszális méretet, és különösen fő ok mágneses viharok - egy ilyen plazma rög becsapódása a Föld mágneses mezőjébe kibillenti az egyensúlyából, oszcillációt okoz, és meg is erősíti elektromos áramok, ami a Föld magnetoszférájában áramlik, ami a mágneses vihar lényege.

A második út a napkitörések. Ebben az esetben a szabad energia közvetlenül a szoláris légkörben ég el, de ennek következményei a Földet is elérhetik - kemény sugárzás és töltött részecskék folyamai formájában. Ez a becsapódás, amely a természetben sugárzás, az egyik fő oka az űrhajók, valamint az aurórák meghibásodásának.

Azonban miután felfedezett egy napfoltot a Napon, nem szabad azonnal felkészülnie a napkitörésekre és a mágneses viharokra. Meglehetősen gyakori helyzet az, amikor a napkorongon a foltok megjelenése, még a rekordméretűek is, nem vezetnek a naptevékenység szintjének minimális növekedéséhez. Miért történik ez? Ennek oka a mágneses energia felszabadulása a Napon. Ilyen energia nem szabadulhat fel egyetlen mágneses fluxusból, ahogy az asztalon heverő mágnes, akármennyire is rázzuk, nem hoz létre napkitörést. Legalább két ilyen szálnak kell lennie, és ezeknek képesnek kell lenniük egymásra.

Mivel a Nap felszínét két helyen átszúró mágnescső két foltot hoz létre, így minden olyan foltcsoport, amelyben csak kettő vagy egy folt van, nem képes kitöréseket létrehozni. Ezeket a csoportokat egy szál alkotja, amelynek nincs kölcsönhatása. Egy ilyen foltpár gigantikus lehet, és hónapokig létezhet a napkorongon, méretével megijesztve a Földet, de nem hoz létre egyetlen, még minimális kitörést sem. Az ilyen csoportoknak van besorolása, és Alfa típusnak nevezik, ha egy folt van, vagy Bétának, ha kettő van.

Béta-Gamma-Delta típusú komplex napfolt. Felső - látható folt, alsó - mágneses mezők az SDO űrobszervatórium fedélzetén lévő HMI műszerrel láthatók

Ha üzenetet talál egy új napfolt megjelenéséről a Napon, szánjon időt és nézze meg a csoport típusát. Ha alfa vagy béta, akkor nem kell aggódnia – a Nap nem fog kitöréseket vagy mágneses viharokat kiváltani a következő napokban. Egy nehezebb osztály a Gamma. Ezek olyan napfoltcsoportok, amelyekben több északi és déli polaritású folt található. Egy ilyen tartományban legalább két kölcsönható mágneses fluxus található. Ennek megfelelően egy ilyen terület elveszíti a mágneses energiát és táplálja a naptevékenységet. És végül utolsó osztály- Beta Gamma. Ezek a legösszetettebb területek, rendkívül zavarosak mágneses mező. Ha egy ilyen csoport megjelenik a katalógusban, akkor kétségtelen, hogy a Nap legalább néhány napig felbontja ezt a rendszert, az energiát fáklyák formájában égeti el, beleértve a nagyokat is, és plazmát lövell ki, amíg le nem egyszerűsödik. ezt a rendszert egyszerű alfa vagy béta konfigurációra.

A foltok fáklyákkal és mágneses viharokkal való „rémisztő” kapcsolata ellenére azonban nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy ez az egyik legfigyelemreméltóbb csillagászati ​​jelenség, amely amatőr műszerekkel a Föld felszínéről megfigyelhető. Végül, a napfoltok nagyon szép tárgyak – elég csak megnézni a nagy felbontású képeiket. Aki ezek után sem tud megfeledkezni ennek a jelenségnek a negatív oldalairól, azt vigasztalhatja, hogy a Nap foltok száma még viszonylag kicsi (a korong felületének legfeljebb 1 százaléka, ill. gyakran sokkal kevésbé).

Számos csillagtípus, legalábbis a vörös törpék, sokkal nagyobb mértékben „szenvedik” - területük akár több tíz százalékát is foltok borítják. Elképzelheti, milyenek a megfelelő bolygórendszerek feltételezett lakói, és ismét örülhet, milyen viszonylag nyugodt csillag mellett van szerencsénk élni.

Az emberek nagyon régóta tudják, hogy foltok vannak a Napon. Az ókori orosz és kínai krónikákban, valamint más népek krónikáiban gyakran utaltak a napfoltok megfigyelésére. Az orosz krónikák megjegyezték, hogy a foltok „mint a szögek” látszottak. A feljegyzések segítettek megerősíteni a később (1841-ben) megállapított napfoltok számának időszakos növekedését. Egy ilyen tárgy szabad szemmel történő észleléséhez (természetesen az óvintézkedések betartása mellett - vastagon füstölt üvegen vagy exponált negatív filmen keresztül) szükséges, hogy a mérete a Napon legalább 50-100 ezer kilométer legyen, ami több tíz. a Föld sugarának többszöröse.

A nap forró gázokból áll, amelyek folyamatosan mozognak és keverednek, ezért a napfelszínen nincs semmi állandó és változatlan. A legstabilabb képződmények a napfoltok. De megjelenésük napról napra változik, és ők is megjelennek és eltűnnek. A napfolt megjelenése idején általában kicsi, eltűnhet, de nagymértékben megnövekedhet is.

A mágneses mezők játsszák a főszerepet a Napon megfigyelhető legtöbb jelenségben. A nap mágneses tere nagyon összetett szerkezetű és folyamatosan változik. A napplazma konvektív zónában való keringésének és a Nap differenciális forgásának együttes hatásai folyamatosan gerjesztik a gyenge mágneses mezők erősödésének és újak megjelenésének folyamatát. Nyilván ez a körülmény az oka a napfoltok megjelenésének a Napon. A foltok megjelennek és eltűnnek. Számuk és méretük változó. De körülbelül 11 évente a legnagyobb a napfoltok száma. Aztán azt mondják, hogy a Nap aktív. Ugyanebben az időszakban (~ 11 év) következik be a szoláris mágneses tér polaritásváltása. Természetes azt feltételezni, hogy ezek a jelenségek összefüggenek egymással.

Az aktív régió fejlődése a fotoszférában a mágneses tér növekedésével kezdődik, ami világosabb területek - fakulák - megjelenéséhez vezet (a napfotoszféra hőmérséklete átlagosan 6000 K, a fakulák régiójában körülbelül 300 K magasabb). A mágneses mező további erősödése foltok megjelenéséhez vezet.

A 11 éves ciklus elején a foltok kis számban kezdenek megjelenni viszonylag magas szélességeken (35 - 40 fok), majd fokozatosan leereszkedik a foltképződési zóna az Egyenlítőig, a plusz 10 - mínusz 10 fokos szélességi körig. , de magán az egyenlítőn a foltok, mint általában, nem lehetnek.

Galileo Galilei az elsők között vette észre, hogy a Napon nem mindenhol, hanem főleg a középső szélességeken, az úgynevezett „királyi zónákon” belül észlelhetők foltok.

Eleinte általában egyedi foltok jelennek meg, de aztán egy egész csoport alakul ki belőlük, amelyben két nagy folt különböztethető meg - az egyik a csoport nyugati, a másik keleti szélén. Századunk elején világossá vált, hogy a keleti és nyugati napfoltok polaritása mindig ellentétes. Mintha egy mágnes két pólusát alkotják, ezért egy ilyen csoportot bipolárisnak neveznek. Egy tipikus napfolt több tízezer kilométeres méretű.

Galileo a foltokat felvázolva szürke szegélyt vett észre néhány körül.

Valójában a folt egy központi, sötétebb részből áll - az árnyékból és egy világosabb területből - a félárnyékból.

Napfoltok néha még szabad szemmel is láthatók a korongján. E képződmények látszólagos feketesége annak a ténynek köszönhető, hogy hőmérsékletük körülbelül 1500 fokkal alacsonyabb, mint a környező fotoszféra hőmérséklete (és ennek megfelelően a folyamatos sugárzás sokkal kisebb). Egyetlen kifejlődött folt egy sötét oválisból áll - az úgynevezett folt árnyékból, amelyet világosabb rostos félárnyék vesz körül. A fejletlen kis foltokat penumbra nélkül pórusoknak nevezzük. A foltok és pórusok gyakran összetett csoportokat alkotnak.

A napfoltok tipikus csoportja kezdetben egy vagy több pórusként jelenik meg a zavartalan fotoszféra területén. A legtöbb ilyen csoport általában 1-2 nap múlva eltűnik. Néhányan azonban folyamatosan nőnek és fejlődnek, meglehetősen összetett struktúrákat alkotva. A napfoltok átmérője nagyobb lehet, mint a Földé. Gyakran csoportokat alkotnak. Néhány napon belül kialakulnak, és általában egy héten belül eltűnnek. Néhány nagy folt azonban egy hónapig is megmaradhat. A napfoltok nagy csoportjai aktívabbak, mint a kis csoportok vagy az egyes napfoltok.

A Nap megváltoztatja a Föld magnetoszférájának és légkörének állapotát. A napfoltokból származó mágneses mezők és részecskeáramlások elérik a Földet, és elsősorban az agyra, a szív- és érrendszerre, ill. keringési rendszer személy, az ő fizikai, ideges és pszichológiai állapot. Magas szintű naptevékenység, annak gyors változások izgatja az embert, és így egy csapatot, egy osztályt, egy társadalmat, különösen, ha vannak közös érdekek és világos és érzékelt elképzelés.

Az egyik vagy másik féltekét a Nap felé fordítva a Föld energiát kap. Ez az áramlás ábrázolható egy utazó hullám formájában: ahol a fény esik - a taréja, hol sötét - a vályúja. Más szóval, az energia gyarapodik és fogy. Mihail Lomonoszov beszélt erről híres természettörvényében.

A Föld felé áramló energia hullámszerű természetére vonatkozó elmélet arra késztette a heliobiológia megalapítóját, Alekszandr Chizsevszkijt, hogy felhívja a figyelmet a naptevékenység növekedése és a földi kataklizmák közötti összefüggésre. A tudós első megfigyelése 1915 júniusából származik. Északon az aurorák ragyogtak, Oroszországban és azon belül is megfigyelhetők Észak Amerikaés „a mágneses viharok folyamatosan megzavarták a táviratok mozgását”. Ebben az időszakban a tudós felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy a megnövekedett naptevékenység egybeesett a földi vérontással. Valóban, közvetlenül azután, hogy az első világháború számos frontján nagy napfoltok jelentek meg, az ellenségeskedés felerősödött.

A csillagászok most azt mondják, hogy csillagunk egyre fényesebb és forróbb. Ez annak köszönhető, hogy az elmúlt 90 év során a mágneses mező aktivitása több mint kétszeresére nőtt, és a legnagyobb növekedés az elmúlt 30 évben következett be. Chicagóban, az Amerikai Csillagászati ​​Társaság éves konferenciáján tudósok figyelmeztettek az emberiséget fenyegető bajokra. Éppen abban a pillanatban, amikor a számítógépek világszerte alkalmazkodnak a működési feltételekhez 2000-ben, világítótestünk 11 éves ciklikusságának legturbulensebb szakaszába lép. A tudósok mostantól képesek lesznek pontosan megjósolni a napkitöréseket, ami lehetővé teszi majd előre felkészülni arra lehetséges kudarcok rádió- és elektromos hálózatok üzemeltetésében. Most a legtöbb szoláris megfigyelőközpont megerősítette a jövő évi „viharjelzést”, mert... A naptevékenység 11 évente tetőzik, az előző vihar 1989-ben volt.

Ez ahhoz vezethet, hogy a földi távvezetékek lezuhannak, és megváltozhatnak a kommunikációs rendszereket támogató, valamint a repülőgépeket és óceánjárókat „irányító” műholdak pályája. A szoláris „erőszakot” általában erős kitörések és sok hasonló folt megjelenése jellemzi.

Alexander Chizhevsky a 20-as években. felfedezte, hogy a naptevékenység befolyásolja a szélsőséges földi eseményeket - járványokat, háborúkat, forradalmakat... A Föld nem csak a Nap körül kering – bolygónkon minden élet a naptevékenység ritmusában lüktet – állapította meg.

Hippolyte Tarde francia történész és szociológus az IGAZSÁG BEMUTATÁSÁNAK nevezte a költészetet. 1919-ben Chizhevsky verset írt, amelyben előre látta sorsát. Galileo Galileinek szentelték:

És újra és újra felemelkedtek

napfoltok a napon,

És a józan elmék elsötétültek,

És leesett a trón, és visszavonhatatlanok lettek

Éhínség és a pestis szörnyűségei

És az élet arca grimaszba fordult:

Az iránytű hánykolódott, az emberek lázadoztak,

És a Föld felett és az emberi tömeg felett

A Nap megtette jogos lépését.

Ó te, aki láttál napfoltokat

Csodálatos merészségével,

Nem tudtad, hogyan lesznek egyértelműek számomra

És közel a bánatod, Galilei!

1915-1916-ban, miközben az orosz-német fronton történteket figyelte, Alekszandr Chizsevszkij olyan felfedezést tett, amely ámulatba ejtette kortársait. A naptevékenység távcsővel rögzített növekedése egybeesett az ellenségeskedés fokozódásával. Érdeklődése után statisztikai vizsgálatot végzett rokonok és barátok körében a neuropszichés és a fiziológiai reakciók lehetséges kapcsolatára a fáklyák és napfoltok megjelenésével. A kapott táblákat matematikailag feldolgozva elképesztő következtetésre jutott: a Nap sokkal finomabban és mélyebben befolyásolja egész életünket, mint azt korábban elképzeltük. A századvég véres és sáros zűrzavarában elképzeléseinek egyértelmű megerősítését látjuk. És a speciális szolgáltatásokban különböző országok Napjainkban egész osztályok foglalkoznak a naptevékenység elemzésével... A legfontosabb, hogy a naptevékenységi maximumok szinkronja a forradalmak és háborús időszakokkal bizonyított, a fokozott napfoltaktivitás időszakai gyakran egybeestek mindenféle társadalmi zavargással.

A közelmúltban több űrműhold rögzítette a napsugárzás kibocsátását, amelyet szokatlanul magas röntgensugárzás jellemez. Az ilyen jelenségek komoly veszélyt jelentenek a Földre és lakóira. Az ilyen energia kitörése potenciálisan destabilizálhatja az energiahálózatokat. Szerencsére az energiaáramlás nem érintette a Földet, és várhatóan nem történt baj. De maga az esemény az úgynevezett „napmaximum” előhírnöke, sokkal nagyobb mennyiségű energia felszabadulásával együtt, amely képes letiltani a kommunikációt és az elektromos vezetékeket, transzformátorokat, a Föld mágneses mezőjén kívül elhelyezkedő űrhajósokat és űrműholdakat, ill. nem védett, veszélyben lesz a bolygó légköre. Ma több NASA műhold kering pályán, mint valaha. Fenyegetés fenyegeti a repülőgépeket is, ami a rádiókommunikáció leállításának és a rádiójelek zavarásának lehetőségében nyilvánul meg.

A szoláris maximumokat nehéz megjósolni, csak azt tudjuk, hogy körülbelül 11 évente ismétlődnek. A következőnek 2000 közepén kell megtörténnie, időtartama egy évtől két évig tart. Ezt mondja David Hathaway, a NASA Marshall Űrrepülési Központjának heliofizikusa.

Naponta előfordulhatnak kiemelkedések a szoláris maximum idején, de nem ismert, hogy pontosan milyen erősek lesznek, és hogy hatással lesznek-e bolygónkra. Az elmúlt néhány hónapban a naptevékenység kitörései és az ebből eredő, a Földre irányuló energiaáramlás túl gyenge volt ahhoz, hogy károkat okozzon. Ez a jelenség a röntgensugárzáson kívül más veszélyeket is rejt magában: a Nap egymilliárd tonna ionizált hidrogént bocsát ki, amelynek hulláma óránként egymillió mérföldes sebességgel halad, és néhány napon belül elérheti a Földet. Még nagyobb probléma a protonokból és az alfa-részecskékből származó energiahullámok. Sokkal nagyobb sebességgel haladnak, és nem hagynak időt az ellenintézkedésekre, ellentétben az ionizált hidrogén hullámaival, amelyek útjából a műholdak és a repülőgépek eltávolíthatók.

A legszélsőségesebb esetekben mindhárom hullám hirtelen és szinte egyszerre érheti el a Földet. Nincs védelem, a tudósok még nem tudják pontosan megjósolni az ilyen kibocsátást, még kevésbé annak következményeit.

A tanulmány története

Az első jelentések a napfoltokról Kr.e. 800-ból származnak. e. Kínában .

Vázlatok foltokról Worcester János krónikájából

A foltokat először 1128-ban vázolták fel Worcesteri János krónikájában.

A napfoltok első ismert említése az óorosz irodalomban a Nikon Krónikában található, a 14. század második feléből származó feljegyzésekben:

volt egy jel az égen, a nap olyan volt, mint a vér, és feketék voltak benne a helyek

jel volt a napon, a helyek feketék voltak a napon, mint a szögek, és nagy volt a sötétség

A korai kutatások a foltok természetére és viselkedésükre összpontosítottak. Annak ellenére, hogy a foltok fizikai természete a 20. századig tisztázatlan maradt, a megfigyelések folytatódtak. A 19. században már elég hosszú megfigyelési sorozat volt a napfoltokról ahhoz, hogy észrevegyék a naptevékenység időszakos változásait. 1845-ben D. Henry és S. Alexander (eng. S. Sándor ) a Princeton Egyetem kutatója egy speciális hőmérő (en:thermopile) segítségével megfigyelte a Napot, és megállapította, hogy a napfoltsugárzás intenzitása a Nap környező régióihoz képest csökkent.

Felbukkanás

A napfolt megjelenése: mágneses vonalak hatolnak be a Nap felszínén

A foltok a Nap mágneses mezejének egyes szakaszaiban fellépő zavarok következtében keletkeznek. A folyamat elején mágneses tércsövek „áttörnek” a fotoszférán a koronarégióba, és az erős tér elnyomja a plazma konvektív mozgását a szemcsékben, megakadályozva az energia átvitelét a belső régiókból kifelé ezeken a helyeken. . Először egy fáklya jelenik meg ezen a helyen, valamivel később és nyugatra - egy kis pont, amelyet hívnak itt az idő, több ezer kilométeres méretű. Néhány óra leforgása alatt a mágneses indukció nagysága növekszik (at kezdeti értékek 0,1 tesla), a pórusok mérete és száma nő. Összeolvadnak egymással, és egy vagy több foltot alkotnak. Alatt legaktívabb foltok, a mágneses indukció nagysága elérheti a 0,4 teslát.

A foltok élettartama eléri a több hónapot, azaz külön csoportok foltok figyelhetők meg a Nap több forgása során. Ez a tény (a megfigyelt foltok mozgása a napkorong mentén) szolgált alapul a Nap forgásának bizonyításához, és lehetővé tette a Nap tengelye körüli forgási periódusának első méréseit.

A foltok általában csoportosan alakulnak ki, de előfordul, hogy megjelenik egyetlen, néhány napig tartó folt, vagy egy bipoláris csoport: két különböző mágneses polaritású folt, amelyeket mágneses erővonalak kötnek össze. Az ilyen bipoláris csoport nyugati foltját „vezető”, „fej” vagy „P-pontnak” nevezik (az angol nyelvből. megelőző), keleti - „rabszolga”, „farok” vagy „F-pont” (angolból. következő).

A foltok csupán fele él két napnál tovább, és csak egytizedük él 11 napnál tovább.

A naptevékenység 11 éves ciklusának kezdetén a napfoltok magas heliográfiai szélességeken jelennek meg (±25-30° nagyságrendben), és a ciklus előrehaladtával a foltok a napegyenlítő felé vándorolnak, elérve a ±5 szélességi fokot. -10° a ciklus végén. Ezt a mintát „Spoerer törvényének” nevezik.

A napfoltok csoportjai megközelítőleg párhuzamosan helyezkednek el a napegyenlítővel, de van némi dőlés a csoporttengelyben az Egyenlítőhöz képest, ami az Egyenlítőtől távolabb eső csoportok esetében növekszik (az úgynevezett „Joy-törvény”).

Tulajdonságok

A Nap felszínének átlagos hőmérséklete körülbelül 6000 K ( hatékony hőmérséklet- 5770 K, sugárzási hőmérséklet - 6050 K). A foltok középső, legsötétebb területének hőmérséklete mindössze 4000 K körül van, a normál felülettel határos foltok külső részei 5000-5500 K. Annak ellenére, hogy a foltok hőmérséklete alacsonyabb, anyaguk még mindig fényt bocsát ki, bár kisebb mértékben, mint a felület többi része. Ennek a hőmérséklet-különbségnek köszönhető, hogy megfigyeléskor az embernek az az érzése, hogy a foltok sötétek, majdnem feketék, bár valójában világítanak is, de a ragyogásuk elvész a fényesebb napkorong hátterében.

A folt központi sötét részét árnyéknak nevezik. Átmérője jellemzően körülbelül 0,4-szerese a folt átmérőjének. Az árnyékban a mágneses térerősség és a hőmérséklet meglehetősen egyenletes, a fény intenzitása látható fényben a fotoszférikus érték 5-15%-a. Az árnyékot egy félárnyék veszi körül, amely világos és sötét sugárirányú szálakból áll, amelyek fényintenzitása a fotoszférikusé 60-95%-a.

A Nap felszíne azon a területen, ahol a napfolt található, körülbelül 500-700 km-rel alacsonyabban helyezkedik el, mint a környező fotoszféra felszíne. Ezt a jelenséget „wilsoni depressziónak” nevezik.

A napfoltok a legnagyobb aktivitású területek a Napon. Ha sok folt van, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy mágneses vonalak újracsatlakoznak - az egyik foltcsoporton belül áthaladó vonalak rekombinálódnak egy másik, ellentétes polaritású foltcsoportból származó vonalakkal. A folyamat látható eredménye egy napkitörés. A Földet érő sugárzás kitörése erős zavarokat okoz a mágneses mezőjében, megzavarja a műholdak működését, sőt a bolygón található objektumokat is érinti. A Föld mágneses terének zavarai miatt megnő annak a valószínűsége, hogy az északi fény az alacsony szélességi fokokon felbukkan. A Föld ionoszférája is ki van téve a naptevékenység ingadozásainak, ami a rövid rádióhullámok terjedésének változásában nyilvánul meg.

Osztályozás

A foltokat élettartamuk, méretük és elhelyezkedésük alapján osztályozzák.

A fejlődés szakaszai

A mágneses tér helyi erősítése, amint azt fentebb említettük, lelassítja a plazma mozgását a konvekciós cellákban, ezáltal lassítja a hőátadást a Nap felszínére. A folyamat által érintett granulátumok lehűtése (körülbelül 1000 °C-kal) elsötétül, és egyetlen folt képződik. Néhányuk néhány nap múlva eltűnik. Mások két pontból álló bipoláris csoportokká fejlődnek, amelyekben a mágneses vonalak ellentétes polaritásúak. Sok foltból álló csoportokat alkothatnak, amelyek, ha a terület tovább növekszik, félárnyék akár több száz foltot kombinálhat, elérve a több százezer kilométeres méretet. Ezt követően a foltok aktivitása lassan (több hét vagy hónap alatt) csökken, és méretük kis kettős vagy szimpla pöttyökké csökken.

A legnagyobb napfoltcsoportoknak mindig van egy összefüggő csoportja a másik féltekén (északi vagy déli). Ilyen esetekben az egyik féltekén lévő foltokból mágneses vonalak lépnek ki, a másikon pedig bejutnak a foltokba.

Spot csoportméretek

Egy foltcsoport méretét általában annak geometriai kiterjedésével, valamint a benne foglalt foltok számával és összterületével szokás jellemezni.

Egy csoportban egy-másfélszáz vagy több hely is lehet. A csoportok területei, amelyeket kényelmesen a napfélteke területének milliomodrészében mérnek (m.s.p.), több m.s.s-tól változnak. akár több ezer m.s.p.

A napfoltcsoportok folyamatos megfigyelésének teljes időszakában (1874-től 2012-ig) a maximális terület a 1488603 számú csoport volt (a Greenwich-katalógus szerint), amely 1947. március 30-án, maximum 18-án jelent meg a napkorongon. A naptevékenység 11 éves ciklusa. Április 8-ra összterülete elérte a 6132 m.s.f. (1,87·10 10 km², ami több mint 36-szorosa a földgömb területének). A csúcson ez a csoport több mint 170 egyedi napfoltból állt.

Ciklikusság

A napciklus a napfoltok gyakoriságával, aktivitásával és élettartamával függ össze. Egy ciklus körülbelül 11 évig tart. A minimális aktivitás időszakaiban nagyon kevés, vagy egyáltalán nincs napfolt a Napon, míg a maximum időszakában akár több száz is lehet. Minden ciklus végén a szoláris mágneses tér polaritása megfordul, ezért helyesebb 22 éves napciklusról beszélni.

Ciklus időtartama

Bár az átlagos naptevékenységi ciklus körülbelül 11 évig tart, vannak 9 és 14 év közötti ciklusok. Az átlagok is változnak az évszázadok során. Így a 20. században az átlagos ciklushossz 10,2 év volt.

A ciklus alakja nem állandó. Max Waldmeier svájci csillagász azzal érvelt, hogy minél gyorsabban megy végbe az átmenet a minimális naptevékenységről a maximálisra, minél nagyobb a maximális számú napfolt ebben a ciklusban (az úgynevezett „Waldmeier-szabály”).

A ciklus kezdete és vége

A múltban a ciklus kezdetének azt a pillanatot tekintették, amikor a naptevékenység a minimumponton volt. A modern mérési módszereknek köszönhetően lehetővé vált a nap mágneses mezőjének polaritásváltozásának meghatározása, így most a napfoltok polaritásváltozásának pillanatát vesszük a ciklus kezdetének.

A ciklusszámozást R. Wolf javasolta. Az első ciklus e számozás szerint 1749-ben kezdődött. 2009-ben megkezdődött a 24. napciklus.

• Az utolsó sor adatai – előrejelzés

Van a változás periodikussága maximális mennyiség napfoltokkal jellemző időszak körülbelül 100 év („világi ciklus”). Ennek a ciklusnak az utolsó mélypontjai körülbelül 1800-1840 és 1890-1920 között voltak. Van egy olyan feltételezés, hogy léteznek még hosszabb időtartamú ciklusok.

Lásd még

Megjegyzések

Linkek

• Unified Sunspot Magnetic Field Database – 1957-1997 napfolt-képeket tartalmaz
• A Locarno Monti Obszervatórium napfoltjai - az 1981-2011 közötti időszakot fedi le
• A tér fizikája. Kis Enciklopédia M.: Szovjet Enciklopédia, 1986

Animációs diagramok a napfoltképződés folyamatáról

• hogyan keletkeznek a napfoltok? (Hogyan keletkeznek a napfoltok?)

Nap
Szerkezet	Mag · Sugárzási átviteli zóna · Konvektív zóna
Légkör	Fotoszféra · Kromoszféra · Napkorona
Kiterjedt szerkezet	Heliosphere (Heliospheric áramlap · lökéshullám határ) · Heliosférikus köpeny · Heliopauza · Fej lökéshullám
A Nappal kapcsolatos jelenségek	Napfogyatkozás · Naptevékenység ( Napfoltok · Napkitörések · Koronális tömeg kilökődés) · Napsugárzás (a napsugárzás variációi) · Koronális lyukak · Koronális hurkok · Fáklyák · Granulátum · Pelyhek · Kiemelkedések és filamentumok · Spicules · Szupergranuláció · napos szél · Morton hullám
Kapcsolódó témák	Naprendszer · Solar Dynamo · Csillagfejlődés

Lépj vissza

114. KÉRDÉS. Mit jelentenek a sötét foltok a Napon, miért jelennek meg és miért? Hiányuk a jégkorszak közelgő kezdetét jelenti a bolygón?

A 2017. május 16-án kelt „Universe” weboldalon a tudósok egy szokatlan jelenséget jelentettek be a Napon az alábbi linken:

„A NASA tudósai arról számoltak be, hogy minden folt eltűnt a Nap felszínéről. Harmadik napja egyetlen foltot sem találtak. Ez komoly aggodalmat kelt a szakértők körében.

A NASA tudósai szerint, ha a helyzet hamarosan nem változik, a Föld lakóinak komoly hidegre kell készülniük. A napfoltok eltűnése a jégkorszak kezdetével fenyegeti az emberiséget. A szakértők abban bíznak, hogy a Nap megjelenésében bekövetkezett változások a Naprendszer egyetlen csillagának aktivitásának jelentős csökkenésére utalhatnak, ami végső soron a Föld bolygó hőmérsékletének globális csökkenéséhez vezet. Hasonló jelenségek 1310-től 1370-ig és 1645-től 1725-ig fordultak elő, ugyanakkor a globális lehűlés időszakait vagy az úgynevezett kis jégkorszakokat is feljegyezték.

A tudósok megfigyelései szerint 2017 elején elképesztő tisztaságot figyeltek meg a Napon, a napkorong 32 napig makulátlan maradt. A Nap pontosan ugyanannyi ideig maradt makulátlanul tavaly. Az ilyen jelenségek az ultraibolya sugárzás ereje csökkenésével fenyegetnek, ami azt jelenti, hogy a légkör felső rétegei kisülnek. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy minden űrszemét felhalmozódik a légkörben, és nem ég el, mint mindig. Egyes tudósok úgy vélik, hogy a Föld kezd megfagyni."

Így nézett ki a nap anélkül sötét foltok 2017 elején

2014-ben nem volt napfolt a Napon - 1 nap, 2015-ben - 0 nap, 2017 elején 2 hónapig - 32 nap.

Mit jelent? Miért tűnnek el a foltok?

A tiszta Nap a naptevékenység közeledő minimumát jelzi. A napfolt-ciklus olyan, mint egy inga, 11-12 éves periódussal ide-oda ingadozik. Jelenleg az inga közel áll az alacsony napfoltokhoz. A szakértők arra számítanak, hogy a ciklus 2019–2020-ban ér véget. Mostantól még sokszor fogjuk látni az abszolút szennyezetlen Napot. Eleinte a foltmentes időszakokat napokban, később hetekben és hónapokban mérik. A tudomány még nem rendelkezik teljes magyarázattal erre a jelenségre.

Mi a naptevékenység 11 éves ciklusa?

A tizenegy éves ciklus a naptevékenység markáns ciklusa, amely körülbelül 11 évig tart. A napfoltok számának elég gyors (kb. 4 év) növekedése, majd lassabb (kb. 7 év) csökkenése jellemzi. A ciklus hossza nem szigorúan 11 év: a 18–20. században 7–17 év, a 20. században pedig megközelítőleg 10,5 év volt.

Ismeretes, hogy a naptevékenység szintje folyamatosan változik. A sötét foltok, megjelenésük és számuk nagyon szorosan összefügg ezzel a jelenséggel és egy ciklus 9-14 év között változhat, az aktivitás szintje pedig évszázadról évszázadra folyamatosan változik. Így előfordulhatnak olyan nyugodt időszakok, amikor egy évnél tovább gyakorlatilag nincsenek foltok. De ennek ellenkezője is megtörténhet, ha számukat abnormálisnak tekintik. Így 1957 októberében 254 sötét folt volt a Napon, ami az eddigi maximum.

A legérdekesebb kérdés: honnan ered a naptevékenység, és hogyan magyarázható a jellemzői?

Ismeretes, hogy a naptevékenység meghatározó tényezője a mágneses tér. A kérdés megválaszolásához már megtették az első lépéseket egy olyan tudományosan megalapozott elmélet felépítése felé, amely képes megmagyarázni a nagy csillag tevékenységének összes megfigyelt jellemzőjét.

A tudomány azt a tényt is megállapította, hogy a sötét foltok vezethetnek napkitörésekhez erős hatást a Föld mágneses mezejére. Sötét foltok vannak csökkentett hőmérséklet a Nap fotoszférájához viszonyítva - körülbelül 3500 °C, és pontosan azokat a régiókat jelentik, amelyeken keresztül a mágneses mezők elérik a felszínt, amit mágneses aktivitásnak neveznek. Ha kevés a folt, akkor ezt csendes időszaknak nevezzük, ha pedig sok van, akkor az ilyen időszakot aktívnak nevezzük.

Átlagosan a Nap hőmérséklete a felszínen eléri a 6000 fokot. C. A napfoltok néhány naptól több hétig tartanak. A foltok csoportjai azonban hónapokig a fotoszférában maradhatnak. A napfoltok mérete, illetve csoportonkénti száma igen változatos lehet.

A múltbeli naptevékenységre vonatkozó adatok rendelkezésre állnak tanulmányozás céljából, de nem valószínű, hogy ezek a legtöbbek hűséges segédje a jövő előrejelzésében, mert a Nap természete nagyon megjósolhatatlan.

Hatás a bolygóra. A Nap mágneses jelenségei szoros kölcsönhatásban vannak mindennapi életünkkel. A Földet folyamatosan támadják a Nap különféle sugárzásai. A bolygót pusztító hatásaiktól a magnetoszféra és a légkör védi. De sajnos nem tudnak teljesen ellenállni neki. Előfordulhat, hogy a műholdak le vannak tiltva, a rádiókommunikáció megszakadhat, és az űrhajósok is ki lehetnek téve ennek fokozott veszély. A Napból érkező ultraibolya és röntgensugárzás megnövekedett dózisa veszélyes lehet a bolygóra, különösen a légkörben lévő ózonlyukak jelenlétében. 1956 februárjában a Nap legerősebb kitörése egy akkora plazmafelhő szabadulásával történt. több bolygó 1000 km/sec sebességgel.

Ezenkívül a sugárzás hatással van az éghajlatváltozásra, és még az ember megjelenésére is. Vannak olyan napfoltok a testen, amelyek ultraibolya sugárzás hatására jelennek meg. Ezt a kérdést még nem vizsgálták megfelelően, ahogy a napfoltok hatását sem mindennapi élet emberek. Egy másik jelenség, amely a mágneses zavaroktól függ, az északi fény.

A bolygó légkörében fellépő mágneses viharok a naptevékenység egyik leghíresebb következményévé váltak. Egy másik külső mágneses teret képviselnek a Föld körül, amely párhuzamos az állandóval. A modern tudósok még a megnövekedett mortalitást és a betegségek súlyosbodását is összefüggésbe hozzák a szív-érrendszer ennek a nagyon mágneses mezőnek az eljövetelével.”

Íme néhány információ a Nap paramétereiről: átmérő - 1 millió. 390 ezer km, kémiai összetétele hidrogén (75%) és hélium (25%), tömege - 2x10 tonna 27. hatványa, ami az összes bolygó és objektum tömegének 99,8%-a Naprendszer, a termonukleáris reakciók során a Nap minden másodpercben 600 millió tonna hidrogént éget el, héliummá alakítva, és tömegéből 4 millió tonnát bocsát ki az űrbe az összes sugárzás formájában. A Nap térfogatában 1 millió bolygót helyezhet el, mint a Föld, és még mindig lesz szabad hely. A Föld és a Nap távolsága 150 millió km. Kora körülbelül 5 milliárd év.

Válasz:

46. ​​cikkben ez a szekció Az oldal a tudomány számára ismeretlen információkat közöl: „Nincs termonukleáris reaktor a Nap közepén, ott van egy fehér lyuk, amely a Nap energia felét kapja. fekete lyuk a Galaxis központjában a tér-idő csatornák portáljain keresztül. A termonukleáris reakciók, amelyek a Nap által felhasznált energiának csak a felét állítják elő, lokálisan, a neutrínó- és neutronhéj külső rétegeiben játszódnak le. A Nap felszínén lévő sötét foltok olyan fekete lyukak, amelyeken keresztül a Galaxis középpontjából származó energia belép a csillagod közepébe.

A bolygórendszerekkel rendelkező galaxisok szinte összes csillagát láthatatlan térenergia-csatornák kötik össze, amelyekben hatalmas fekete lyukak találhatók a galaxisok középpontjában.

Ezek a galaktikus fekete lyukak csillagrendszerekkel rendelkező térenergia-csatornákkal rendelkeznek, és a galaxisok és az egész Univerzum energiaalapját képezik. A bolygórendszerekkel rendelkező csillagokat a Galaxisok központjában elnyelt anyagból felhalmozott energiájukkal táplálják. Fekete lyuk galaxisunk közepén Tejút tömege 4 millió naptömegnek felel meg. A fekete lyukakból származó csillagok energiaellátása az egyes csillagrendszerekre megállapított számítások szerint történik periódus és teljesítmény tekintetében.

Erre azért van szükség, hogy a csillag évmilliókon keresztül mindig ugyanolyan intenzitással világítson, csillapítás nélkül, hogy folyamatos CC-kísérleteket lehessen végezni minden csillagrendszerben. A Galaxis közepén található fekete lyuk visszaállítja a Nap által elköltött energia akár 50%-át, hogy másodpercenként akár 4 millió tonnát is kibocsásson sugárzás formájában. A Nap ugyanannyi energiát hoz létre vele termonukleáris reakciók egy felületen.

Ezért ha egy csillag a Galaxis középpontjából csatlakozik egy fekete lyuk energiacsatornáihoz, akkor a Nap felszínén a szükséges számú fekete lyuk képződik, amelyek energiát vesznek fel és továbbítják a csillag középpontjába.

A Nap közepén van egy fekete lyuk, amely a felszínéről kapja az energiát; a tudomány az ilyen lyukakat fehér lyukaknak nevezi. A sötét foltok – fekete lyukak – megjelenése a Napon az az időszak, amikor a csillag csatlakozik a Galaxis energiacsatornáiból való feltöltődéshez, ill. nem a jövőbeli globális lehűlés vagy egy jégkorszak hírnöke a Földön, ahogy azt a tudósok sugallják. Ahhoz, hogy globális lehűlés következzen be a bolygón, az éves átlaghőmérsékletnek 3 fokkal kell csökkennie, ami jegesedéshez vezethet Észak-Európában, Oroszországban és a skandináv országokban. De a megfigyelések és a tudósok megfigyelése szerint Az elmúlt 50 év során a bolygó éves átlagos hőmérséklete nem változott.

A nap ultraibolya sugárzásának éves átlagos értéke is a normál szinten maradt. A naptevékenység időszakában, sötét foltok jelenlétében a Napon, a csillag mágneses aktivitása megnő (mágneses viharok) az összes elmúlt 11 éves ciklus maximális értékén belül. A tény az, hogy a Galaxis középpontjából érkező fekete lyuk energiája, amely a Nap fekete lyukaihoz érkezik, mágneses. Ezért a sötét foltokkal járó időszakban a napfotoszféra felszínén lévő anyagot e foltok mágneses tere aktiválja kibocsátások, ívek és kiemelkedések formájában, amit fokozott naptevékenységnek neveznek.

A tudósok komor feltételezései a bolygó globális lehűlésének közelgő időszakáról tarthatatlanok a Napról szóló megbízható információk hiánya miatt. A cikk elején jelzett globális lehűlés vagy kis jégkorszakok a Kr. u. 2. évezredben, Alkotóink és Megfigyelőink Földi klímakísérleteinek terve szerint következtek be, nem pedig véletlenszerű meghibásodások miatt, hosszú távon. sötét foltok hiánya a Napon.

Megtekintések 2341