Petele solare

Soarele este singura dintre toate stelele pe care o vedem nu ca un punct strălucitor, ci ca pe un disc strălucitor. Datorită acestui fapt, astronomii pot studia diverse detalii de pe suprafața sa.

Ce este pete solare?

Petele solare sunt departe de a fi formațiuni stabile. Ele apar, se dezvoltă și dispar, iar în locul celor dispărute apar altele noi. Ocazional se formează pete gigantice. Deci, în aprilie 1947, a fost observată o pată complexă pe Soare: aria sa a depășit suprafața pământului de 350 de ori! Era clar vizibil cu ochiul liber 1.

Petele solare

Pete atât de mari de pe Soare au fost observate în vremuri străvechi. În Cronica Nikon pentru 1365, puteți găsi o mențiune despre modul în care strămoșii noștri din Rusia au văzut pe Soare prin fumul incendiilor de pădure „pete întunecate, ca unghiile”.

Apărând la marginea de est (stânga) a Soarelui, deplasându-se de-a lungul discului său de la stânga la dreapta și dispărând în spatele marginii de vest (dreapta) a luminii zilei, petele solare oferă o oportunitate excelentă nu numai de a verifica rotația Soarelui în jurul axei sale. , dar și pentru a determina perioada acestei rotații (mai precis, a determinat din deplasarea Doppler a liniilor spectrale). Măsurătorile au arătat: perioada de rotație a Soarelui la ecuator este de 25,38 zile (în raport cu un observator pe un Pământ în mișcare - 27,3 zile), la latitudini medii - 27 de zile și la poli aproximativ 35 de zile. Astfel, soarele se rotește mai repede la ecuator decât la poli. Rotația zonală luminarea indică starea sa gazoasă. Partea centrală a spotului mare arată complet neagră prin telescop. Dar petele par întunecate doar pe măsură ce le observăm pe fundalul fotosferei strălucitoare. Dacă spotul ar putea fi considerat separat, atunci am vedea că strălucește mai puternic decât arcul electric, deoarece temperatura sa este de aproximativ 4.500 K, adică cu 1500 K mai mică decât temperatura fotosferei. O pată solară de dimensiune medie pe cerul nopții ar apărea la fel de strălucitoare ca luna plină. Doar petele nu emit lumină galbenă, ci roșiatică.

De obicei, miezul întunecat al unei pete mari este înconjurat de o penumbră gri, constând din fibre radiale ușoare situate pe un fundal întunecat. Întreaga structură este clar vizibilă chiar și cu un telescop mic.

Pete solare

În 1774, astronomul scoțian Alexander Wilson (1714-1786), observând pete de la marginea discului solar, a ajuns la concluzia că petele mari sunt depresiuni din fotosferă. Calcule ulterioare au arătat că „partea de jos” a petelor solare se află sub nivelul fotosferei cu o medie de 700 km. Pe scurt, petele sunt pâlnii gigantice în fotosferă.

Structura vortexului cromosferei este clar vizibilă în jurul petelor din fasciculele de hidrogen. Această structură de vortex indică existența unor mișcări violente de gaz în jurul petelor solare. Același model este creat de pilitura de fier turnată pe o foaie de carton, dacă este plasat un magnet sub ele. Această asemănare l-a determinat pe astronomul american George Hale (1868-1938) să bănuiască că petele solare erau magneți uriași.

Hale știa că liniile spectrale se despart atunci când gazul care emite se află într-un câmp magnetic (așa-numitul despărțirea Zeeman).Și când un astronom a comparat magnitudinea divizării observate în spectrul petelor solare cu rezultatele experimentelor de laborator cu gaz într-un câmp magnetic, am descoperit că câmpurile magnetice ale petelor sunt de mii de ori mai mari decât inducerea câmpului magnetic al pământului. Intensitatea câmpului magnetic lângă suprafața Pământului este de aproximativ 0,5 oersted. Și în petele solare este întotdeauna mai mult de 1500 de oersted - uneori ajunge la 5000 de oersted!

Descoperirea naturii magnetice a petelor solare este una dintre cele mai importante descoperiri în astrofizică la începutul secolului XX. Pentru prima dată s-a descoperit că nu numai Pământul nostru, ci și alte corpuri cerești au proprietăți magnetice. Soarele a ieșit în prim-plan în acest sens. Doar planeta noastră are un câmp magnetic dipol constant cu doi poli, iar câmpul magnetic al Soarelui are o structură complexă și, în plus, se „întoarce”, adică își schimbă semnul sau polaritatea. Și deși petele solare sunt magneți foarte puternici, câmpul magnetic total al Soarelui rareori depășește 1 oersted, care este de câteva ori câmpul mediu al Pământului.

Câmp magnetic puternic în grupul petelor solare bipolare

Câmpul magnetic puternic al petelor este tocmai motivul temperaturii scăzute a acestora. La urma urmei, câmpul creează un strat izolator sub pată și, datorită acestui fapt, încetinește brusc procesul de convecție - reduce fluxul de energie din adâncurile luminii.

Petele mari tind să apară în perechi. Fiecare astfel de pereche este situată aproape paralel cu ecuatorul solar. Punctul principal sau capul se mișcă, de obicei, puțin mai repede decât punctul de sfârșit (coada). Prin urmare, în primele zile, petele se îndepărtează unele de altele. În același timp, dimensiunea petelor crește.

Adesea, între cele două pete principale apare un „lanț” de pete mici. După ce se întâmplă acest lucru, pata cozii poate suferi o degradare rapidă și poate dispărea. Rămâne doar locul principal, care scade mai lent și trăiește în medie de 4 ori mai mult decât însoțitorul său. Un proces similar de dezvoltare este caracteristic pentru aproape fiecare grup mare de pete solare. Cele mai multe locuri trăiesc doar câteva zile (chiar și câteva ore!), În timp ce altele durează câteva luni.

Petele, al căror diametru ajunge la 40-50 mii km, pot fi văzute printr-un filtru de lumină (sticlă afumată dens) cu ochiul liber.

Ce sunt erupțiile solare?

La 1 septembrie 1859, doi astronomi englezi - Richard Carrington și S. Hodgson, observând independent Soarele în lumină albă, au văzut cum ceva asemănător fulgerului a fulgerat brusc printre un grup de pete solare. Aceasta a fost prima observație a unui nou fenomen, încă necunoscut, asupra Soarelui; mai târziu a fost numită erupție solară.

Ce este o erupție solară? Pe scurt, aceasta este cea mai puternică explozie de pe Soare, în urma căreia se eliberează rapid o cantitate colosală de energie, acumulată într-un volum limitat al atmosferei solare.

Erupțiile apar cel mai adesea în regiuni neutre situate între puncte mari de polaritate opusă. De obicei, dezvoltarea unei erupții începe cu o creștere bruscă a luminozității zonei de erupție - o zonă care este mai luminoasă și, prin urmare, mai fierbinte, fotosfera. Apoi are loc o explozie catastrofală, în timpul căreia plasma solară se încălzește până la 40-100 milioane K. Aceasta se manifestă printr-o creștere multiplă a radiației cu unde scurte a Soarelui (ultraviolete și raze X), precum și în întărirea a „vocii radio” a luminii zilei și în emisia de corpusculi (particule) solari accelerați... Și în unele dintre cele mai puternice erupții se generează chiar și raze cosmice solare, ai căror protoni ating o viteză egală cu jumătate din viteza luminii. Aceste particule au energie mortală. Ei sunt capabili să pătrundă aproape nestingheriți într-o navă spațială și să distrugă celulele unui organism viu. Prin urmare, razele cosmice solare pot reprezenta un pericol grav pentru echipajul prins în timpul zborului de o fulgerare bruscă.

Astfel, erupțiile solare emit radiații sub formă de unde electromagnetice și sub formă de particule de materie. Amplificarea radiației electromagnetice are loc într-o gamă largă de lungimi de undă - de la raze X dure și raze gamma până la kilometri de unde radio. În acest caz, fluxul total de radiații vizibile rămâne întotdeauna constant cu o precizie de fracțiuni de procent. Erupțiile solare slabe apar aproape întotdeauna, iar cele mari - la fiecare câteva luni. Dar în anii de activitate solară maximă, erupțiile solare mari apar de câteva ori pe lună. De obicei, un mic flash durează 5-10 minute; cel mai puternic - câteva ore. În acest timp, un nor de plasmă cu o masă de până la 10 miliarde de tone este aruncat în spațiul din jurul Soarelui, iar energie este eliberată echivalentă cu explozia a zeci, sau chiar sute de milioane de bombe cu hidrogen! Cu toate acestea, puterea chiar și a celor mai mari erupții nu depășește sutimi de procent din puterea radiației totale a Soarelui. Prin urmare, cu o erupție, nu există o creștere vizibilă a luminozității luminii noastre.

În timpul zborului primului echipaj pe stația orbitală americană Skylab (mai-iunie 1973), un bliț a fost fotografiat în lumina vaporilor de fier la o temperatură de 17 milioane K, care ar trebui să fie mai fierbinte decât în ​​centrul unui termonuclear solar. reactor. Și în ultimii ani, impulsuri de raze gamma au fost detectate din mai multe erupții.

Astfel de impulsuri se datorează probabil originii lor anihilare perechi electron-pozitron. După cum știți, pozitronul este antiparticula electronului. Are aceeași masă ca un electron, dar este înzestrat cu sarcina electrică opusă. Când un electron și un pozitron se ciocnesc, ceea ce se poate întâmpla în erupțiile solare, aceștia sunt imediat distruși, transformându-se în doi fotoni de raze gamma.

Ca orice corp încălzit, Soarele emite continuu unde radio. Termic emisie radio de la soarele calm, când nu există pete și erupții pe ea, ea emană constant din cromosferă pe unde milimetrice și centimetrice și din coroană pe unde metrice. Dar de îndată ce apar pete mari, apare un fulger, puternic rafale radio...Și apoi emisia radio a Soarelui crește într-un mod asemănător unui salt cu un factor de mii sau chiar de milioane de ori!

Procesele fizice care duc la apariția erupțiilor solare sunt foarte complexe și încă puțin înțelese. Cu toate acestea, însuși faptul apariției erupțiilor solare aproape exclusiv în grupuri mari de pete solare mărturisește conexiunile aferente erupțiilor cu câmpuri magnetice puternice de pe Soare. Iar blițul nu este, aparent, nimic altceva decât o explozie grandioasă cauzată de contracția bruscă a plasmei solare sub presiunea unui câmp magnetic puternic. Energia câmpurilor magnetice, cumva eliberată, este cea care generează o erupție solară.

Radiațiile provenite de la erupțiile solare ajung adesea pe planeta noastră, exercitând un efect puternic asupra straturilor superioare ale atmosferei terestre (ionosferă). Ele duc, de asemenea, la apariția furtunilor magnetice și a aurorelor, dar aceasta este povestea care urmează.

Ritmurile Soarelui

În 1826, farmacistul german amator de astronomie Heinrich Schwabe (1789-1875) din Dessau a început să observe și să schițeze în mod sistematic petele solare. Nu, nu intenționa deloc să studieze Soarele - era interesat de ceva complet diferit. În acel moment, se credea că o planetă necunoscută se mișcă între Soare și Mercur. Și din moment ce era imposibil să o vezi lângă o stea strălucitoare, Schwabe a decis să observe tot ce era vizibil pe discul solar. La urma urmei, dacă o astfel de planetă există cu adevărat, atunci mai devreme sau mai târziu va trece cu siguranță de-a lungul discului Soarelui sub forma unui mic cerc sau punct negru. Și aici va fi în sfârșit „prinsă”!

Cu toate acestea, Schwabe, în propriile sale cuvinte, „a plecat în căutarea măgarii tatălui său, a găsit un regat”. În 1851, în cartea „Cosmos” de Alexander Humboldt (1769-1859), au fost publicate rezultatele observațiilor lui Schwabe, din care a rezultat că numărul petelor solare crește și scade destul de corect pe o perioadă de 10 ani. Această periodicitate în schimbarea numărului de pete solare, numită mai târziu ciclu de 11 ani de activitate solară, a fost descoperit de Heinrich Schwabe în 1843. Observațiile ulterioare au confirmat această descoperire, iar astronomul elvețian Rudolf Wolf (1816-1893) a clarificat că maximele în numărul de pete solare se repetă în medie după 11,1 ani.

Deci, numărul de pete variază de la o zi la alta și de la an la an. Pentru a judeca gradul de activitate solară pe baza numărului de pete solare, în 1848 Wolf a introdus conceptul de număr relativ de pete solare, sau așa-numitul Numerele de lup. Dacă notăm cu g numărul de grupuri de pete și cu f numărul total de pete, atunci numărul Wolf - W - se exprimă prin formula:

Acest număr, care determină măsura activității de formare a petelor solare a Soarelui, ia în considerare atât numărul de grupuri de pete solare, cât și numărul de pete solare în sine observate într-o anumită zi. Mai mult, fiecare grup este echivalat cu zece unități, iar fiecare loc este luat ca o unitate. Factura totală pentru ziua - numărul relativ Wolf - este suma acestor numere. Să presupunem că observăm 23 de pete pe Soare, care formează trei grupuri. Atunci numărul Wolf din exemplul nostru va fi: W = 10 3 + 23 = 53. În perioadele de activitate solară minimă, când nu există nici un loc pe Soare, acesta se transformă în zero. Dacă se observă un singur punct pe Soare, atunci numărul Lupului va fi 11, iar în zilele de activitate solară maximă depășește uneori 200.

Curba numărului mediu lunar de pete solare arată clar natura modificării activității solare. Astfel de date sunt disponibile din 1749 până în prezent. O medie de peste 200 de ani a determinat perioada de schimbare a petelor solare la 11,2 ani. Adevărat, în ultimii 60 de ani, cursul activității de formare a petelor solare a luminii noastre s-a accelerat oarecum și această perioadă a scăzut la 10,5 ani. În plus, durata acestuia variază semnificativ de la ciclu la ciclu. Prin urmare, ar trebui să vorbim nu despre periodicitatea activității solare, ci despre ciclicitate. Ciclul de unsprezece ani este cea mai importantă caracteristică a Soarelui nostru.

După ce a descoperit câmpul magnetic al petelor solare în 1908, George Hale a descoperit și legea alternantei polaritatii lor. Am spus deja că în grupul dezvoltat există două pete mari - doi magneți mari. Au polaritate opusă. Secvența polarităților din emisferele nordice și sudice ale Soarelui este, de asemenea, întotdeauna opusă. Dacă în emisfera nordică pata solară principală (capul) are, de exemplu, polaritate nordică, iar pata solară în urmă (coada) are o polaritate sudică, atunci în emisfera sudică a luminii zilei imaginea va fi opusă: pata solară principală cu polaritatea sudică, iar cea de închidere cu polaritatea nordică. Dar cel mai remarcabil lucru este că, în următorul ciclu de 11 ani, polaritățile tuturor punctelor din grupurile din ambele emisfere ale Soarelui sunt inversate și, odată cu debutul unui nou ciclu, revin la starea lor inițială. Prin urmare, ciclu magnetic al soarelui are aproximativ 22 de ani. Prin urmare, mulți astronomi solari consideră că principalul ciclu de 22 de ani al activității solare este asociat cu o schimbare a polarității câmpului magnetic în petele solare.

S-a stabilit de mult timp că, odată cu schimbarea numărului de pete de pe Soare, zonele zonelor de erupție și puterea erupțiilor solare se modifică. Acestea și alte fenomene care apar v atmosfera Soarelui, acum se obișnuiește să se cheme activitatea solară. Elementul său cel mai accesibil pentru observare sunt grupurile mari de pete solare.

Acum este timpul să răspundem, poate, la cea mai intrigantă întrebare: „De unde vine activitatea solară și cum să îi explicăm caracteristicile?”

Întrucât factorul determinant al activității solare este câmpul magnetic, apariția și dezvoltarea unui grup bipolar de pete solare - o regiune activă pe Soare - poate fi imaginată ca rezultat al ascensiunii treptate în atmosfera solară a unei uriașe frânghii magnetice sau tub care iese dintr-un loc și, formând un arc, intră în altul.pata. În locul în care tubul părăsește fotosferă, apare o pată cu o polaritate a câmpului magnetic și unde intră înapoi în fotosferă - cu polaritatea opusă. După un timp, acest tub magnetic se prăbușește, iar rămășițele frânghiei magnetice se scufundă înapoi sub fotosferă, iar regiunea activă de pe Soare dispare. În acest caz, o parte din liniile câmpului magnetic intră în cromosferă și în coroana solară. Aici câmpul magnetic, așa cum spune, comandă plasma în mișcare, drept urmare materia solară se mișcă de-a lungul liniilor câmpului magnetic. Acest lucru conferă coroanei un aspect strălucitor. Faptul că regiunile active ale Soarelui sunt determinate de tuburile de flux magnetic nu mai este pus la îndoială printre oamenii de știință. Efectele magnetohidrodinamice explică, de asemenea, inversarea polarității câmpului în grupurile de pete solare bipolare. Dar aceștia sunt doar primii pași către construirea unei teorii fundamentate științific care să poată explica toate trăsăturile observate ale activității marelui luminar.

Numărul mediu anual de lup din 1947 până în 2001

Fotosfera Soarelui

Explicația apariției regiunilor magnetice bipolare pe Soare. Un tub magnetic uriaș iese din zona convectivă în atmosfera solară

Deci, pe Soare există o luptă eternă între forțele de presiune ale gazului fierbinte și gravitația monstruoasă. Și câmpurile magnetice încurcate stau în calea radiațiilor. În rețelele lor apar pete și sunt distruse. Plasma la temperatură înaltă zboară în sus sau alunecă în jos din coroană de-a lungul liniilor de forță magnetice. Unde mai gasesti asa ceva?! Doar pe alte stele, dar sunt teribil de departe de noi! Și numai pe Soare putem observa această luptă eternă a forțelor naturii, care se desfășoară de 5 miliarde de ani. Și numai gravitația va câștiga în ea!

„Ecou” al erupțiilor solare

La 23 februarie 1956, stațiile Serviciului Soarelui au observat o fulgerare puternică în lumina zilei. O explozie de o forță fără precedent a fost aruncată în norii giganți de plasmă incandescentă aproape solară - fiecare de multe ori mai mare decât Pământul! Și cu o viteză de peste 1000 km/s s-au repezit spre planeta noastră. Primele ecouri ale acestei catastrofe au ajuns repede la noi prin abisul cosmic. La aproximativ 8,5 minute de la debutul erupției, fluxul mult crescut de ultraviolete și raze X a ajuns în straturile superioare ale atmosferei terestre - ionosfera, intensificând încălzirea și ionizarea acesteia. Acest lucru a dus la o deteriorare bruscă și chiar la o oprire temporară a comunicațiilor radio la unde scurte, deoarece în loc să fie reflectate din ionosferă, ca de pe un ecran, au început să fie absorbite intens de aceasta ...

Inversarea polarității magnetice a petelor solare

Uneori, cu blițuri foarte puternice, interferența radio durează câteva zile la rând, până când luminarul neliniștit „a revenit la normal”. Dependența poate fi urmărită aici atât de clar încât frecvența unei astfel de interferențe poate fi folosită pentru a judeca nivelul activității solare. Dar principalele perturbări cauzate pe Pământ de activitatea fulgerului stelei sunt în față.

În urma radiației cu unde scurte (ultraviolete și raze X) a planetei noastre, ajunge un flux de raze cosmice solare de înaltă energie. Adevărat, învelișul magnetic al Pământului ne protejează suficient de fiabil de aceste raze mortale. Dar pentru astronauții care lucrează în spațiul cosmic, aceștia reprezintă un pericol foarte grav: expunerea la radiații poate depăși cu ușurință doza admisă. De aceea, aproximativ 40 de observatoare din lume participă în mod constant la serviciul de patrulare al Soarelui - efectuează observații continue ale activității fulgerului luminii zilei.

Dezvoltarea ulterioară a fenomenelor geofizice de pe Pământ poate fi așteptată într-o zi sau două zile după izbucnire. Este acest timp - 30-50 de ore - necesar pentru ca norii de plasmă să ajungă în „împrejurimile” terestre. La urma urmei, o erupție solară este ceva ca un pistol spațial care trage în spațiul interplanetar cu corpusculi - particule de materie solară: electroni, protoni (nuclee de atomi de hidrogen), particule alfa (nuclee de atomi de heliu). Masa corpusculilor emiși de focarul din februarie 1956 a fost de miliarde de tone!

De îndată ce norii de particule solare s-au ciocnit cu Pământul, săgețile busolelor s-au aruncat, iar cerul nopții de deasupra planetei a fost decorat cu fulgere multicolore de aurore boreale. În rândul pacienților, infarcturile au crescut brusc, iar numărul accidentelor rutiere a crescut.

Tipuri de impacturi ale erupțiilor solare asupra Pământului

De ce sunt furtuni magnetice, aurore... Sub presiunea norilor corpusculari gigantici, literalmente, întregul glob s-a zguduit: cutremure au avut loc în multe zone seismice 2. Și, pentru a culmea, durata zilei s-a schimbat brusc cu până la 10... microsecunde!

Studiile spațiale au arătat că pământul este înconjurat de o magnetosferă, adică de o înveliș magnetică; în interiorul magnetosferei, puterea câmpului magnetic al pământului prevalează asupra puterii câmpului interplanetar. Și pentru ca o erupție să aibă un impact asupra magnetosferei Pământului și asupra Pământului însuși, aceasta trebuie să apară într-un moment în care regiunea activă de pe Soare este situată în apropierea centrului discului solar, adică este orientată spre nostru. planetă. În caz contrar, toate radiațiile flare (electromagnetice și corpusculare) vor fi măturate lateral.

Plasma, care se repezi de la suprafața Soarelui în spațiul cosmic, are o anumită densitate și este capabilă să exercite presiune asupra oricăror obstacole în calea sa. Un astfel de obstacol semnificativ este câmpul magnetic al Pământului - magnetosfera sa. Contracarează fluxul de materie solară. Vine momentul în care în această confruntare ambele presiuni sunt echilibrate. Apoi, granița magnetosferei Pământului, comprimată de fluxul de plasmă solară din partea zilei, este stabilită la o distanță de aproximativ 10 raze Pământului de suprafața planetei noastre, iar plasma, neputând să se miște direct, începe să curgă în jur. magnetosfera. În acest caz, particulele de materie solară își întind liniile câmpului magnetic, iar pe partea de noapte a Pământului (în direcția opusă Soarelui), se formează o dâră lungă (coada) lângă magnetosferă, care se extinde dincolo de orbita Lunii. Pământul, cu învelișul său magnetic, se află în interiorul acestui flux corpuscular. Și dacă vântul solar obișnuit, care curge constant în jurul magnetosferei, poate fi comparat cu o adiere ușoară, atunci fluxul rapid de corpusculi generat de o erupție solară puternică este ca un uragan teribil. Când un astfel de uragan lovește învelișul magnetic al pământului, se contractă și mai mult din partea floarea soarelui și se joacă pe Pământ. furtună magnetică.

Astfel, activitatea solară afectează magnetismul pământului. Odată cu întărirea acesteia, crește frecvența și intensitatea furtunilor magnetice. Dar această legătură este destul de complexă și constă dintr-un întreg lanț de interacțiuni fizice. Veragă principală în acest proces este fluxul crescut de corpusculi care are loc în timpul erupțiilor solare.

O parte din corpusculii energetici din latitudinile polare iese din capcana magnetică în atmosfera pământului. Și apoi, la altitudini de la 100 la 1000 km, protonii și electronii rapidi, ciocnind cu particulele de aer, le excită și le fac să strălucească. Ca urmare, există Lumini polare.

„Reînvierea” periodică a marelui luminar este un fenomen natural. Deci, de exemplu, după o erupție solară grandioasă, observată pe 6 martie 1989, fluxurile corpusculare au excitat literalmente întreaga magnetosferă a planetei noastre. Ca rezultat, o puternică furtună magnetică a izbucnit pe Pământ. A fost însoțită de o auroră boreală izbitoare, care a ajuns în centura tropicală din zona Peninsulei California! Trei zile mai târziu, a avut loc un nou focar puternic, iar în noaptea de 13 spre 14 martie, locuitorii coastei de sud a Crimeei au admirat și fulgerările feerice care se răspândeau pe cerul înstelat peste dinții stâncoși ai Ai-Petri. Era o priveliște unică, asemănătoare cu strălucirea unui foc care a cuprins jumătate din cer deodată.

Toate efectele geofizice menționate aici - furtunile ionosferice și magnetice și aurore - fac parte integrantă din cea mai complexă problemă științifică numită problema „Soare-Pământ”. Cu toate acestea, influența activității solare asupra Pământului nu se limitează la aceasta. „Respirația” luminii zilei se manifestă în mod constant prin schimbări de vreme și climă.

Clima nu este altceva decât un regim meteorologic pe termen lung într-o anumită zonă și este determinată de poziția sa geografică pe glob și de natura proceselor atmosferice.

Oamenii de știință din Leningrad de la Institutul de Cercetare pentru Arctica și Antarctica au reușit să dezvăluie că în anii de activitate solară minimă predomină circulația latitudinală a aerului. În acest caz, vremea în emisfera nordică este relativ calmă. În anii de maxim, dimpotrivă, circulația meridională crește, adică are loc un schimb intens de mase de aer între regiunile tropicale și cele polare. Vremea devine instabilă, se observă abateri semnificative de la normele climatice pe termen lung.

Europa de Vest: Insulele Britanice în zona unui ciclon puternic. Instantaneu din spațiu

1Toată lumea ar trebui să-și amintească că în niciun caz nu ar trebui să se uite la Soare fără protecție pentru ochi cu filtre întunecate. Așa că vă puteți pierde instantaneu vederea

2Lucrătorul științific al filialei Murmansk a Societății Astronomice și Geodezice din Rusia (președintele acesteia) Viktor Evgenievici Troșenkov a investigat efectul activității solare asupra tectonicii globului. Analiza repetată a activității seismice a planetei noastre timp de 230 de ani (1750-1980), efectuată de acesta la nivel global, a arătat prezența unei relații liniare între seismicitatea Pământului (cutremure) și furtunile solare.

Serghei Bogaciov

Cum funcționează petele solare

Una dintre cele mai mari regiuni active anul acesta a apărut pe discul Soarelui, ceea ce înseamnă că există din nou pete pe Soare - în ciuda faptului că steaua noastră intră într-o perioadă. Serghei Bogachev, doctor în științe fizice și matematice, angajat al Laboratorului de astronomie cu raze X a Soarelui din FIAN, doctor în științe fizice și matematice, vorbește despre natura și istoria detectării petelor solare, precum și despre efectul acestora pe atmosfera pământului.

În primul deceniu al secolului al XVII-lea, omul de știință italian Galileo Galilei și astronomul și mecanicul german Christoph Scheiner, aproximativ simultan și independent unul de celălalt, au îmbunătățit luneta (sau telescopul) inventată cu câțiva ani mai devreme și au creat pe baza lui un helioscop - un dispozitiv care vă permite să observați Soarele proiectând imaginea lui pe perete. În aceste imagini, ei au descoperit detalii care ar putea fi confundate cu defecte ale peretelui dacă nu se mișcau odată cu imaginea - pete mici care punctează suprafața corpului ceresc central ideal (și parțial divin) - Soarele. Așa au intrat petele solare în istoria științei, iar zicala că nu există nimic ideal în lume este în viața noastră: „Și pe Soare sunt pete solare”.

Petele solare sunt caracteristica principală care poate fi văzută pe suprafața stelei noastre fără utilizarea unor tehnici astronomice sofisticate. Dimensiunile vizibile ale petelor sunt de ordinul unui minut de arc (dimensiunea unei monede de 10 copeici de la o distanta de 30 de metri), care se afla la limita rezolutiei ochiului uman. Totuși, un dispozitiv optic foarte simplu, mărind doar de câteva ori, este suficient pentru a putea fi detectate aceste obiecte, ceea ce, de fapt, s-a întâmplat în Europa la începutul secolului al XVII-lea. Cu toate acestea, observațiile individuale ale petelor au avut loc în mod regulat înainte de aceasta și, adesea, au fost făcute pur și simplu cu ochiul, dar au rămas neobservate sau înțelese greșit.

De ceva timp au încercat să explice natura petelor fără a afecta idealitatea Soarelui, de exemplu, ca norii din atmosfera solară, dar a devenit rapid clar că se raportează mediocru la suprafața solară. Natura lor a rămas însă un mister până în prima jumătate a secolului al XX-lea, când au fost descoperite pentru prima dată câmpuri magnetice pe Soare și s-a dovedit că locurile de concentrare a acestora coincid cu locurile de formare a petelor.

De ce petele par întunecate? În primul rând, trebuie menționat că întunericul lor nu este absolut. Mai degrabă, este similară cu silueta întunecată a unei persoane care stă pe fundalul unei ferestre iluminate, adică este evidentă doar pe fundalul unei lumini ambientale foarte strălucitoare. Dacă măsurați „luminozitatea” unui spot, puteți constata că și acesta emite lumină, dar numai la nivelul de 20-40 la sută din lumina normală a Soarelui. Acest fapt este suficient pentru a determina temperatura punctului fără măsurători suplimentare, deoarece fluxul de radiație termică de la Soare este legat în mod unic de temperatura sa prin legea Stefan-Boltzmann (fluxul de radiație este proporțional cu temperatura corpului radiant la a patra. putere). Dacă punem luminozitatea unei suprafețe obișnuite a Soarelui cu o temperatură de aproximativ 6000 de grade Celsius ca unitate, atunci temperatura petelor solare ar trebui să fie de aproximativ 4000-4500 de grade. De fapt, așa este - petele solare (și acest lucru a fost confirmat ulterior prin alte metode, de exemplu, studiile spectroscopice ale radiațiilor), sunt pur și simplu zone ale suprafeței soarelui cu o temperatură mai scăzută.

Legătura punctelor cu câmpurile magnetice se explică prin influența câmpului magnetic asupra temperaturii gazului. Această influență este asociată cu prezența unei zone convective (de fierbere) în Soare, care se extinde de la suprafață până la o adâncime de aproximativ o treime din raza solară. Fierberea plasmei solare ridică continuu plasma fierbinte din interiorul ei la suprafață și astfel crește temperatura suprafeței. În zonele în care suprafața Soarelui este străpunsă de tuburi cu un câmp magnetic puternic, eficiența convecției este suprimată până când se oprește complet. Drept urmare, fără a fi alimentată de plasmă convectivă fierbinte, suprafața Soarelui se răcește la temperaturi de ordinul a 4000 de grade. Se formează o pată.

Astăzi, petele sunt studiate în principal ca centre ale regiunilor solare active, în care sunt concentrate erupțiile solare. Cert este că câmpul magnetic, a cărui „sursă” sunt pete, aduce rezerve suplimentare de energie în atmosfera Soarelui, care sunt „inutile” pentru Soare, iar acesta, ca orice sistem fizic care încearcă să-și minimizeze energia, încearcă să scape de ei. Această energie suplimentară se numește energie liberă. Există două mecanisme principale pentru eliminarea energiei în exces.

Primul este atunci când Soarele aruncă pur și simplu în spațiul interplanetar partea din atmosferă care o împovărează, împreună cu excesul de câmpuri magnetice, plasmă și curenți. Aceste fenomene se numesc ejecții de masă coronală. Emisiile corespunzătoare, răspândite de la Soare, ating uneori dimensiuni colosale de câteva milioane de kilometri și sunt, în special, principala cauză a furtunilor magnetice - impactul unui astfel de cheag de plasmă asupra câmpului magnetic al Pământului îl dezechilibrează, îl face să vibreze și de asemenea, intensifică curenții electrici care curg în magnetosfera Pământului, care este esența furtunii magnetice.

A doua cale sunt erupțiile solare. În acest caz, energia liberă este arsă direct în atmosfera solară, dar consecințele acesteia pot ajunge și pe Pământ - sub formă de fluxuri de radiații dure și particule încărcate. Un astfel de impact, care este de natură radiație, este unul dintre principalele motive pentru defecțiunea navelor spațiale, precum și a aurorelor.

Cu toate acestea, după ce am găsit un loc pe Soare, nu merită să ne pregătim imediat pentru erupții solare și furtunile magnetice. O situație destul de frecventă este atunci când apariția petelor solare pe discul Soarelui, chiar și a celor mari record, nu duce nici măcar la o creștere minimă a nivelului activității solare. De ce se întâmplă? Acest lucru se datorează naturii eliberării energiei magnetice pe Soare. O astfel de energie nu poate fi eliberată dintr-un flux magnetic, la fel cum un magnet care se află pe o masă, oricât de zguduit ar fi, nu va crea nicio erupție solară. Ar trebui să existe cel puțin două astfel de fluxuri și ar trebui să poată interacționa între ele.

Deoarece un tub magnetic, care străpunge suprafața Soarelui în două locuri, creează două pete, atunci toate grupurile de pete în care există doar două sau una singură pete nu sunt capabile să creeze erupții. Aceste grupuri sunt formate dintr-un singur fir, care nu are cu ce să interacționeze. O astfel de pereche de pete poate fi gigantică și poate exista pe discul Soarelui de luni de zile, înspăimântând Pământul cu dimensiunea sa, dar nu va crea o singură erupție, chiar minimă. Astfel de grupuri au o clasificare și se numesc tip Alpha, dacă există un singur loc, sau Beta, dacă sunt două.

O pată solară complexă de tip Beta-Gamma-Delta. Deasupra - un punct în domeniul vizibil, dedesubt - câmpurile magnetice afișate de instrumentul HMI de la bordul observatorului spațial SDO

Dacă găsiți un mesaj despre apariția unei noi pate pe Soare, nu fi leneș și uitați-vă la tipul de grup. Dacă acesta este Alpha sau Beta, atunci nu vă puteți face griji - Soarele nu va produce erupții sau furtuni magnetice în zilele următoare. O clasă mai complexă este Gamma. Acestea sunt grupuri de pete solare, în care există mai multe pete solare de polaritate nordică și sudică. Într-o astfel de regiune, există cel puțin două fluxuri magnetice care interacționează. În consecință, o astfel de zonă va pierde energie magnetică și va alimenta activitatea solară. Și, în sfârșit, ultima clasă este Beta Gamma. Acestea sunt zonele cele mai dificile, cu un câmp magnetic extrem de confuz. Dacă un astfel de grup a apărut în catalog, nu există nicio îndoială că Soarele va dezlega acest sistem pentru cel puțin câteva zile, arzând energie sub formă de erupții, inclusiv de mari dimensiuni, și ejectând plasmă până va simplifica acest sistem la un simplu Alfa. sau configurație beta.

Cu toate acestea, în ciuda conexiunii „înfricoșătoare” a petelor cu erupții și furtunile magnetice, nu trebuie uitat că acesta este unul dintre cele mai remarcabile fenomene astronomice care pot fi observate de la suprafața Pământului în instrumentele de amatori. În cele din urmă, petele solare sunt un obiect foarte frumos - doar uită-te la imaginile lor de înaltă rezoluție. Pentru cei care, chiar și după aceea, nu pot uita de aspectele negative ale acestui fenomen, vă puteți consola cu faptul că numărul de pete de pe Soare este încă relativ mic (nu mai mult de 1% din suprafața discului, și adesea mult mai puțin).

O serie de tipuri de stele, cel puțin piticele roșii, „sufăr” într-o măsură mult mai mare – petele din ele pot acoperi până la zeci de procente din zonă. Vă puteți imagina ce au locuitorii ipotetici ai sistemelor planetare corespondente și să vă bucurați din nou de ce stea relativ calmă lângă care am avut norocul să trăim.

Oamenii au învățat că există pete pe Soare de foarte mult timp. În cronicile antice rusești și chineze, precum și în cronicile altor popoare, mențiunile despre observațiile de pete pe Soare nu erau rare. În analele rusești s-a notat că petele erau vizibile „unghii Aki”. Înregistrările au ajutat la confirmarea modelului unei creșteri periodice a numărului de pete solare, stabilit mai târziu (în 1841). Pentru a observa un astfel de obiect cu ochiul liber (sub rezerva, bineînțeles, măsurilor de precauție - prin sticlă fumată gros sau prin film fotografic negativ iluminat), este necesar ca dimensiunea lui pe Soare să fie de cel puțin 50-100 de mii de kilometri, adică zeci. de ori mai mare decât raza Pământului.

Soarele este format din gaze incandescente care se mișcă și se amestecă în mod constant și, prin urmare, nu există nimic constant și neschimbător pe suprafața solară. Cele mai persistente formațiuni sunt petele solare. Dar aspectul lor se schimbă de la o zi la alta și, de asemenea, apar și dispar. În momentul apariției, o pată solară este de obicei de dimensiuni mici, poate dispărea, dar poate și crește foarte mult.

Câmpurile magnetice joacă rolul principal în majoritatea fenomenelor observate la Soare. Câmpul magnetic solar are o structură foarte complexă și este în continuă schimbare. Acțiunea combinată a circulației plasmei solare în zona convectivă și rotația diferențială a Soarelui stimulează constant procesul de întărire a câmpurilor magnetice slabe și apariția altora noi. Aparent, această împrejurare este motivul apariției petelor pe Soare. Petele apar și dispar. Numărul și dimensiunea lor variază. Dar, aproximativ, la fiecare 11 ani, numărul de pete devine cel mai mare. Apoi se spune că soarele este activ. Cu aceeași perioadă (~ 11 ani), polaritatea câmpului magnetic al Soarelui se inversează și ea. Este firesc să presupunem că aceste fenomene sunt legate.

Dezvoltarea regiunii active începe cu o creștere a câmpului magnetic în fotosferă, ceea ce duce la apariția unor zone mai luminoase - penaj (temperatura fotosferei solare este în medie de 6000K, în regiunea penelor este cu aproximativ 300K mai mare). ). Întărirea în continuare a câmpului magnetic duce la apariția de pete.

La începutul ciclului de 11 ani, un număr mic de pete încep să apară la latitudini relativ mari (35 - 40 de grade), iar apoi treptat zona de formare a petelor coboară spre ecuator, la latitudine plus 10 - minus 10 grade, dar chiar la ecuatorul petelor, de regulă, nu poate fi.

Galileo Galilei a fost unul dintre primii care au observat că pete nu sunt observate peste tot pe Soare, ci mai ales la latitudini medii, în cadrul așa-numitelor „zone regale”.

La început, apar de obicei pete unice, dar apoi din ele iese un întreg grup, în care se vor distinge două pete mari - una pe marginea de vest, alta pe marginea de est a grupului. La începutul secolului nostru, a devenit clar că polaritățile petelor de est și vest sunt întotdeauna opuse. Ei formează, parcă, doi poli ai unui magnet și, prin urmare, un astfel de grup se numește bipolar. O pată solară tipică are dimensiuni de câteva zeci de mii de kilometri.

Galileo, schițând pete, a marcat un chenar gri în jurul unora dintre ele.

Într-adevăr, pata constă dintr-o parte centrală, mai întunecată - o umbră și o zonă mai deschisă - o penumbră.

Petele solare sunt uneori vizibile pe discul său chiar și cu ochiul liber. Întunecarea aparentă a acestor formațiuni este cauzată de faptul că temperatura lor este cu aproximativ 1500 de grade sub temperatura fotosferei din jur (și, în consecință, radiația continuă de la ele este mult mai mică). O singură pată dezvoltată constă dintr-un oval întunecat - așa-numita umbră a petei, înconjurată de o penumbră fibroasă mai deschisă. Petele mici nedezvoltate fără penumbră se numesc pori. Adesea, petele și porii formează grupuri complexe.

Un grup tipic de pete solare apare inițial sub forma unuia sau mai multor pori în regiunea fotosferei neperturbate. Majoritatea acestor grupuri dispar de obicei după 1-2 zile. Dar unele cresc și se dezvoltă constant, formând structuri destul de complexe. Petele solare pot avea un diametru mai mare decât Pământul. De multe ori se reunesc în grupuri. Se formează în câteva zile și dispar de obicei într-o săptămână. Unele pete mari, totuși, pot persista timp de o lună. Grupurile mari de pete solare sunt mai active decât grupurile mici de pete solare sau petele solare individuale.

Soarele schimbă starea magnetosferei și a atmosferei pământului. Câmpurile magnetice și fluxurile de particule care provin din petele solare ajung pe Pământ și afectează în primul rând creierul, sistemele cardiovasculare și circulatorii ale unei persoane, starea sa fizică, nervoasă și psihologică. Un nivel ridicat de activitate solară, schimbările sale rapide excită o persoană și, prin urmare, o societate colectivă, de clasă, mai ales atunci când există interese comune și o idee înțeleasă și percepută.

Întorcându-se către Soare cu una sau alta din emisfera sa, Pământul primește energie. Acest curent poate fi reprezentat sub forma unui val care călătorește: unde cade lumina - creasta ei, unde este întuneric - o scufundare. Cu alte cuvinte, energia vine și pleacă. Mihail Lomonosov a vorbit despre acest lucru în celebra sa lege naturală.

Teoria naturii ondulatorii a aprovizionării cu energie a Pământului l-a determinat pe fondatorul heliobiologiei, Alexander Chizhevsky, să acorde atenție legăturii dintre creșterea activității solare și cataclismele pământești. Prima observație făcută de un om de știință datează din iunie 1915. În Nord, aurorele au strălucit, observate atât în ​​Rusia, cât și în America de Nord, iar „furtunile magnetice au perturbat continuu mișcarea telegramelor”. În această perioadă, omul de știință atrage atenția asupra faptului că creșterea activității solare coincide cu vărsarea de sânge pe Pământ. Într-adevăr, imediat după apariția unor mari pete solare pe soare, ostilitățile s-au intensificat pe multe fronturi ale Primului Război Mondial.

Acum, astronomii spun că steaua noastră devine mai strălucitoare și mai fierbinte. Acest lucru se datorează faptului că în ultimii 90 de ani, activitatea câmpului său magnetic s-a dublat mai mult, cu cea mai mare creștere din ultimii 30 de ani. La Chicago, la conferința anuală a Societății Americane de Astronomie, oamenii de știință au fost avertizați cu privire la necazurile care amenință omenirea. Așa cum computerele din întreaga planetă se adaptează la condițiile de funcționare în 2000, steaua noastră va intra în cea mai violentă fază a sa ciclic de 11 ani.Oamenii de știință pot acum prezice cu exactitate erupțiile solare funcționarea rețelelor radio și electrice. Majoritatea observatoarelor solare au confirmat acum o „avertizare de furtună” pentru anul viitor, deoarece vârful activității solare se observă la fiecare 11 ani, iar furtuna anterioară a fost observată în 1989.

Acest lucru poate duce la defectarea liniilor electrice de pe Pământ, la schimbarea orbitelor sateliților care asigură funcționarea sistemelor de comunicații, a aeronavelor „directe” și a navelor oceanice. „Ravagiile” solare sunt de obicei caracterizate de erupții puternice și apariția multora dintre aceleași pete.

Alexander Chizhevsky în anii 20. a descoperit că activitatea solară afectează evenimente terestre extreme - epidemii, războaie, revoluții... Pământul nu numai că se învârte în jurul Soarelui - toată viața de pe planeta noastră pulsează în ritmurile activității solare, - a stabilit el.

Istoricul și sociologul francez Hippolyte Tarde a numit poezia PREZENȚĂ A ADEVĂRULUI. În 1919, Cijevski a scris o poezie în care și-a prevăzut soarta. A fost dedicat lui Galileo Galilei:

Și au urcat iar și iar

sunt pete pe soare,

Și mințile sobre s-au întunecat,

Și tronul a căzut și au fost inevitabile

Ciuma flămândă și ororile ciumei

Și chipul vieții s-a transformat într-o grimasă:

Busola s-a zvârlit, oamenii s-au înfuriat,

Și deasupra Pământului și deasupra masei umane

Soarele își făcea mișcarea de drept.

O, tu care ai văzut pete solare

Cu îndrăzneala lui magnifică,

Nu știai cum vor fi clare pentru mine

Și durerile tale sunt aproape, Galileo!

În 1915-1916, în urma a ceea ce se întâmpla pe frontul ruso-german, Alexandru Chijevski a făcut o descoperire care i-a uimit pe contemporanii săi. Creșterea activității solare, înregistrată prin telescop, a coincis în timp cu intensificarea ostilităților. Devenit interesat, a efectuat un studiu statistic între rude și prieteni pe tema unei posibile legături între reacțiile neuropsihice și fiziologice cu apariția erupțiilor și a petelor pe Soare. După ce a procesat matematic tabletele obținute, a ajuns la o concluzie uluitoare: Soarele ne afectează întreaga viață mult mai subtil și mai profund decât ne-am imaginat înainte. În gemul sângeros și noroios de la sfârșitul secolului, vedem o confirmare clară a ideilor sale. Și în serviciile speciale ale diferitelor țări în prezent departamente întregi sunt angajate în analiza activității solare... În principal, s-a dovedit că maximele activității solare au fost sincronizate cu perioadele de apariție a revoluțiilor și a războaielor, perioadele creșterea activității petelor solare a coincis adesea cu tot felul de tulburări sociale.

Recent, mai mulți sateliți spațiali au detectat ejecția proeminențelor solare, caracterizate prin niveluri neobișnuit de ridicate de raze X. Astfel de fenomene reprezintă o amenințare serioasă pentru Pământ și pentru locuitorii săi. Un izbucnire a unei astfel de puteri are potențialul de a destabiliza funcționarea rețelelor electrice. Din fericire, fluxul de energie nu a afectat Pământul și nu s-au întâmplat probleme așteptate. Dar evenimentul în sine este un prevestitor al așa-numitului „maxim solar”, însoțit de eliberarea de mult mai multă energie care poate dezactiva comunicațiile de comunicații și liniile electrice, transformatoarele, astronauții și sateliții spațiali în afara câmpului magnetic al Pământului și neprotejați vor fi sub amenințare atmosfera planetei. Există mai mulți sateliți NASA pe orbită astăzi decât oricând. Există, de asemenea, o amenințare pentru aeronave, exprimată în posibilitatea de a întrerupe comunicațiile radio, bruiaj semnale radio.

Maximele solare sunt greu de prezis, se știe doar că se repetă aproximativ la fiecare 11 ani. Cel mai apropiat ar trebui să se întâmple la mijlocul anului 2000, iar durata sa va fi de la unu la doi ani. Așa spune David Hatavey, heliofizician la Marshall Space Flight Center, NASA.

Zilnic pot apărea proeminențe în timpul maximului solar, dar nu se știe ce fel de putere vor avea și dacă vor afecta planeta noastră. În ultimele luni, exploziile de activitate solară și fluxurile de energie rezultate îndreptate către Pământ au fost prea slabe pentru a provoca daune. Pe lângă razele X, acest fenomen prezintă și alte pericole: Soarele aruncă un miliard de tone de hidrogen ionizat, al cărui val se deplasează cu o viteză de un milion de mile pe oră și poate ajunge pe Pământ în câteva zile. O problemă și mai mare este undele de energie ale protonilor și particulelor alfa. Se mișcă cu o viteză mult mai mare și nu lasă timp pentru contramăsuri, spre deosebire de undele de hidrogen ionizat, din calea cărora pot fi îndepărtați sateliții și aeronavele.

În unele cazuri, cele mai extreme, toate cele trei valuri pot ajunge pe Pământ brusc și aproape simultan. Nu există protecție, oamenii de știință nu sunt încă capabili să prezică cu exactitate o astfel de eliberare și cu atât mai mult consecințele acesteia.

Studiază istoria

Primele rapoarte ale petelor solare se referă la observații din 800 î.Hr. NS. in China .

Schițe de pete din cronica lui Ioan de Worcestersky

Petele au fost schițate pentru prima dată în 1128 în cronica lui Ioan de Worcester.

Prima mențiune cunoscută a petelor solare în literatura rusă veche este conținută în Cronica Nikon, în înregistrări care datează din a doua jumătate a secolului al XIV-lea:

era un semn în cer, soarele era rapid, ca sângele, iar pe el locurile sunt negre

era un semn la soare, locurile erau negre la soare, ca unghiile, iar ceata era mare

Primele studii s-au concentrat pe natura petelor și comportamentul acestora. În ciuda faptului că natura fizică a petelor a rămas neclară până în secolul al XX-lea, observațiile au continuat. Până în secolul al XIX-lea, exista deja o serie suficient de lungă de observații ale petelor solare pentru a observa variații periodice ale activității Soarelui. În 1845 D. Henry și S. Alexander (ing. S. Alexandru ) de la Universitatea Princeton au efectuat observații ale Soarelui cu ajutorul unui termometru special (en: thermopile) și au determinat că intensitatea radiației de la pete, în comparație cu regiunile înconjurătoare ale Soarelui, este redusă.

Apariție

Formarea petelor solare: liniile magnetice pătrund pe suprafața Soarelui

Petele apar ca urmare a perturbațiilor secțiunilor individuale ale câmpului magnetic solar. La începutul acestui proces, tuburile câmpului magnetic „rup” prin fotosferă în coroană, iar câmpul puternic suprimă mișcarea convectivă a plasmei din granule, împiedicând transferul de energie din regiunile interioare către exterior în acestea. locuri. Mai întâi, în acest loc apare o torță, puțin mai târziu și spre vest - un mic punct numit este timpul, cu o dimensiune de câteva mii de kilometri. În câteva ore, valoarea inducției magnetice crește (la valori inițiale de 0,1 Tesla), dimensiunea și numărul de pori crește. Ele se îmbină între ele și formează una sau mai multe pete. În perioada celei mai mari activități a petelor, magnitudinea inducției magnetice poate ajunge la 0,4 Tesla.

Existența petelor ajunge la câteva luni, adică grupuri individuale de pete pot fi observate în timpul mai multor revoluții ale Soarelui. Acesta este faptul (mișcarea petelor observate pe discul solar) a servit drept bază pentru demonstrarea rotației Soarelui și a făcut posibilă efectuarea primelor măsurători ale perioadei de revoluție a Soarelui în jurul axei sale.

Petele se formează de obicei în grupuri, dar uneori există o singură pată care trăiește doar câteva zile, sau un grup bipolar: două puncte de polaritate magnetică diferită, conectate prin linii de câmp magnetic. Punctul vestic dintr-un astfel de grup bipolar se numește „leading”, „head” sau „P-spot” (din engleză. precedent), est - „led”, „tail” sau „F-spot” (din engleză. ca urmare a).

Doar jumătate dintre pete trăiesc mai mult de două zile, iar doar o zecime dintre ele trăiesc mai mult de 11 zile.

La începutul ciclului de 11 ani de activitate solară, pete pe Soare apar la latitudini heliografice mari (aproximativ ± 25-30 °), iar odată cu cursul ciclului, petele migrează către ecuatorul solar, la sfârșitul anului. ciclul atingând latitudini de ± 5-10 °. Acest model se numește „legea lui Spörer”.

Grupurile de pete solare sunt orientate aproximativ paralel cu ecuatorul solar, dar există o oarecare înclinare a axei grupului față de ecuator, care tinde să crească pentru grupurile situate mai departe de ecuator (așa-numita „lege a lui Joy”).

Proprietăți

Temperatura medie a suprafeței Soarelui este de aproximativ 6000 K (temperatura efectivă - 5770 K, temperatura radiației - 6050 K). Zona centrală, cea mai întunecată, a petelor are o temperatură de numai aproximativ 4000 K, zonele exterioare ale petelor care se învecinează cu suprafața normală sunt de la 5000 la 5500 K. În ciuda faptului că temperatura petelor este mai scăzută, substanța lor încă emite lumină, deși într-un grad mai mic decât restul suprafeței. Din cauza acestei diferențe de temperatură în timpul observării, există senzația că petele sunt întunecate, aproape negre, deși, de fapt, strălucesc, dar strălucirea lor se pierde pe fundalul discului solar mai strălucitor.

Partea centrală întunecată a petei se numește umbră. De obicei, diametrul său este de aproximativ 0,4 din diametrul spotului. La umbră, intensitatea câmpului magnetic și temperatura sunt destul de uniforme, iar intensitatea strălucirii în lumina vizibilă este de 5-15% din valoarea fotosferică. Umbra este inconjurata de o penumbra, formata din fibre radiale deschise si intunecate, cu o intensitate a luminescentei de la 60 la 95% din fotosferica.

Suprafața Soarelui din regiunea în care se află pata solară este situată cu aproximativ 500-700 km mai jos decât suprafața fotosferei din jur. Acest fenomen se numește „depresia Wilsoniană”.

Petele sunt zonele cu cea mai mare activitate pe Soare. Dacă există multe puncte, atunci există o probabilitate mare ca o reconectare a liniilor magnetice să aibă loc - liniile care trec în interiorul unui grup de pete se recombină cu liniile dintr-un alt grup de pete cu polaritate opusă. Rezultatul vizibil al acestui proces este o erupție solară. O explozie de radiații, care ajunge pe Pământ, provoacă perturbări puternice în câmpul său magnetic, perturbă funcționarea sateliților și chiar afectează obiectele situate pe planetă. Datorită perturbărilor din câmpul magnetic al Pământului, probabilitatea apariției aurorelor boreale la latitudini geografice joase crește. Ionosfera Pământului este, de asemenea, supusă fluctuațiilor activității solare, care se manifestă printr-o modificare a propagării undelor radio scurte.

Clasificare

Petele sunt clasificate în funcție de durata de viață, dimensiune, locație.

Etape de dezvoltare

Îmbunătățirea locală a câmpului magnetic, așa cum sa menționat mai sus, încetinește mișcarea plasmei în celulele de convecție, încetinind astfel transferul de căldură către suprafața solară. Răcirea granulelor afectate (cu aproximativ 1000 ° C) duce la întunecarea lor și formarea unei singure pete. Unele dintre ele dispar după câteva zile. Alții se dezvoltă în grupuri bipolare de două puncte, în care liniile magnetice sunt de polaritate opusă. Din ele se pot forma grupuri de multe pete, care în cazul unei creșteri suplimentare a zonei penumbră unește până la sute de puncte, atingând dimensiuni de sute de mii de kilometri. După aceea, are loc o scădere lentă (peste câteva săptămâni sau luni) a activității petelor și o scădere a dimensiunii acestora la puncte mici duble sau simple.

Cele mai mari grupuri de pete solare au întotdeauna un grup asociat în cealaltă emisferă (nord sau sudic). În astfel de cazuri, liniile magnetice părăsesc petele într-o emisferă și intră în petele în cealaltă.

Identificați dimensiunile grupurilor

Se obișnuiește să se caracterizeze dimensiunea unui grup de pete după lungimea sa geometrică, precum și numărul de pete incluse în acesta și aria lor totală.

Într-un grup, pot exista de la una la o sută și jumătate sau mai multe locuri. Suprafețele grupurilor, care sunt măsurate în mod convenabil în milionimi din suprafața emisferei solare (mws), variază de la câțiva mws. până la câteva mii de ms.

Suprafața maximă pentru întreaga perioadă de observații continue a grupelor de pete solare (din 1874 până în 2012) a avut grupa nr. 1488603 (conform catalogului Greenwich), care a apărut pe discul solar la 30 martie 1947, la maximul zilei de 18. Ciclu de activitate solară de 11 ani. Până la 8 aprilie, suprafața sa totală a ajuns la 6132 m.s. (1,87 · 10 10 km², care este de peste 36 de ori suprafața globului). În timpul fazei de dezvoltare maximă, acest grup a constat din peste 170 de pete solare individuale.

Ciclicitate

Ciclul solar este asociat cu frecvența de apariție a petelor, activitatea lor și durata de viață. Un ciclu acoperă aproximativ 11 ani. În perioadele de activitate minimă, există foarte puține pete solare sau deloc, în timp ce în perioada de maximă pot fi câteva sute de ele. La sfârșitul fiecărui ciclu, polaritatea câmpului magnetic solar este inversată, așa că este mai corect să vorbim despre un ciclu solar de 22 de ani.

Durata ciclului

Deși ciclul solar mediu durează aproximativ 11 ani, există cicluri care variază de la 9 la 14 ani. Valorile medii se schimbă, de asemenea, de-a lungul secolelor. Astfel, în secolul al XX-lea, durata medie a ciclului era de 10,2 ani.

Forma ciclului nu este constantă. Astronomul elvețian Max Waldmeier a susținut că trecerea de la activitatea solară minimă la cea maximă are loc cu cât mai rapid, cu atât este mai mare numărul maxim de pete solare înregistrate în acest ciclu (așa-numita „regula Waldmeier”).

Începutul și sfârșitul ciclului

În trecut, începutul unui ciclu era considerat a fi momentul în care activitatea solară era la punctul minim. Datorită metodelor moderne de măsurare, a devenit posibilă determinarea modificării polarității câmpului magnetic solar, așa că acum momentul în care se modifică polaritatea petelor este luat drept început de ciclu.

Numerotarea ciclurilor a fost propusă de R. Wolf. Primul ciclu, conform acestei numerotări, a început în 1749. În 2009, a început cel de-al 24-lea ciclu solar.

• Ultimul rând de date - Prognoză

Există o periodicitate a modificărilor numărului maxim de pete solare cu o perioadă caracteristică de aproximativ 100 de ani („ciclul secular”). Ultimele minime ale acestui ciclu au fost în jurul anilor 1800-1840 și 1890-1920. Există o presupunere despre existența unor cicluri cu o durată și mai mare.

Vezi si

Note (editare)

Legături

• Baza de date consolidată a câmpului magnetic al petelor solare - include imagini ale petelor solare din perioada 1957-1997
• Imaginile petelor solare ale Observatorului Locarno Monti - acoperă perioada 1981-2011
• Fizica spațiului. Mica Enciclopedie M.: Enciclopedia Sovietică, 1986

Diagrame de animație ale procesului de origine a petelor solare

• cum se formează petele solare? (Cum se formează petele solare?)

Soarele
Structura	Miez · Zona de transfer radiantă · Zona convectivă
Atmosfera	Fotosferă · Cromosferă · Coroana solara
Extins structura	Heliosferă (foaia de curent heliosferic · limita undei de șoc) · Manta Heliosferică · Heliopauza · Unda de șoc a capului
Legat de soare fenomene	Eclipsă de soare · Activitate solară ( Pete solare · Erupții solare · ejecții de masă coronală) · Radiația solară (variații ale radiației solare) · Orificii coronale · Anse coronale · torțe · Granule · Floculi · Proeminențe și fibre · Spiculele · Supergranulare · vânt însorit · Valul lui Morton
Subiecte asemănătoare	sistem solar · Dinam solar · Evoluția stelară

Intoarce-te

ÎNTREBARE NR. 114. Ce oferă petele întunecate de pe Soare, de ce apar și de ce? Absența lor înseamnă declanșarea iminentă a unei ere glaciare pe planetă?

Pe site-ul „Univers” din 16.05.17, oamenii de știință au anunțat un fenomen neobișnuit asupra Soarelui la link-ul:

„Oamenii de știință de la NASA au raportat că toate petele au dispărut de pe suprafața Soarelui. Pentru a treia zi la rând nu s-a găsit nicio pată. Aceasta este o problemă serioasă pentru specialiști.

Potrivit oamenilor de știință de la NASA, dacă situația nu se va schimba în viitorul apropiat, locuitorii Pământului ar trebui să se pregătească pentru vremea rece severă. Dispariția petelor de pe Soare amenință omenirea cu debutul unei ere glaciare. Experții sunt încrezători că schimbările în aspectul Soarelui pot raporta o scădere semnificativă a activității singurei stele din sistemul solar, ceea ce va duce în cele din urmă la o scădere globală a temperaturii pe planeta Pământ. Fenomene similare au avut loc în perioada 1310-1370 și 1645-1725, în același timp fiind înregistrate și perioade de răcire globală, sau așa-numitele mici epoci glaciare.

Conform observațiilor oamenilor de știință, puritatea uimitoare a Soarelui a fost înregistrată la începutul anului 2017, discul solar a rămas fără pată timp de 32 de zile. Exact aceeași cantitate de Soare a rămas fără pată în ultimul an. Astfel de fenomene amenință că puterea radiației ultraviolete scade, ceea ce înseamnă că straturile superioare ale atmosferei sunt descărcate. Acest lucru va duce la faptul că toate resturile spațiale se vor acumula în atmosferă și nu vor arde așa cum se întâmplă întotdeauna. Unii oameni de știință sunt convinși că Pământul începe să înghețe.”

Așa arăta Soarele fără pete întunecate la începutul lui 2017.

Nu au existat pete pe Soare în 2014 - 1 zi, în 2015 - 0 zile, timp de 2 luni la începutul anului 2017 - 32 de zile.

Ce înseamnă? De ce dispar petele?

Un soare senin marchează cea mai apropiată activitate solară. Ciclul petelor solare este ca un pendul care se balansează înainte și înapoi cu o perioadă de 11-12 ani. Pendulul este aproape de numărul scăzut de pete solare chiar acum. Experții se așteaptă ca ciclul să atingă un minim în 2019-2020. De acum și până în acel moment, vom vedea de multe ori un Soare absolut fără pată. La început, perioadele fără pete vor fi măsurate în zile, mai târziu - în săptămâni și luni. Știința nu are încă o explicație completă a acestui fenomen.

Ce este ciclul solar de 11 ani?

Ciclul de unsprezece ani este un ciclu solar marcat de pronunțat, care durează aproximativ 11 ani. Se caracterizează printr-o creștere destul de rapidă (în aproximativ 4 ani) a numărului de pete solare, iar apoi printr-o scădere mai lentă (aproximativ 7 ani). Durata ciclului nu este strict egală cu 11 ani: în secolele 18-20, lungimea sa a fost de 7-17 ani, iar în secolul 20 - aproximativ 10,5 ani.

Se știe că nivelul activității solare este în continuă schimbare. Petele întunecate, aspectul și numărul lor sunt foarte strâns legate de acest fenomen și un ciclu poate varia de la 9 la 14 ani, iar nivelul de activitate se modifică necruțător de la secol la secol. Astfel, pot exista perioade de calm, când petele lipsesc practic de mai bine de un an. Dar se poate întâmpla și invers, atunci când numărul lor este considerat anormal. Deci, în octombrie 1957, au existat 254 de pete întunecate pe Soare, care este maximul până în prezent.

Cea mai intrigantă întrebare: de unde vine activitatea solară și cum să îi explicăm caracteristicile?

Se știe că factorul determinant al activității solare este câmpul magnetic. Pentru a răspunde la această întrebare, primii pași au fost deja făcuți spre construirea unei teorii fundamentate științific, care să poată explica toate trăsăturile observate ale activității marelui luminar.

Știința a stabilit, de asemenea, faptul că petele întunecate sunt cele care duc la erupții solare, care pot avea un efect puternic asupra câmpului magnetic al Pământului. Petele întunecate au o temperatură mai scăzută în raport cu fotosfera solară – aproximativ 3500 de grade C și reprezintă tocmai zonele prin care câmpurile magnetice ajung la suprafață, ceea ce se numește activitate magnetică. Dacă există puține pete, atunci aceasta se numește o perioadă de calm, iar atunci când sunt multe dintre ele, atunci o astfel de perioadă va fi numită activă.

În medie, temperatura Soarelui la suprafață ajunge la 6.000 de grade. C. Petele solare trăiesc de la câteva zile la câteva săptămâni. Dar grupuri de pete solare pot rămâne în fotosferă luni de zile. Dimensiunile petelor solare, precum și numărul lor în grupuri, pot fi foarte diverse.

Datele despre activitățile solare din trecut sunt disponibile pentru studiu, dar cu greu pot deveni cel mai de încredere asistent în prezicerea viitorului, deoarece natura Soarelui este foarte imprevizibilă.

Impact asupra planetei. Fenomenele magnetice de pe Soare interacționează strâns cu viața noastră de zi cu zi. Pământul este atacat în mod constant de diferite radiații de la Soare. Planeta este protejată de efectele lor distructive prin intermediul magnetosferei și atmosferei. Dar, din păcate, nu sunt în stare să-i reziste complet. Sateliții pot fi dezactivați, comunicațiile radio sunt întrerupte, iar astronauții sunt expuși unui risc crescut. Dozele crescute de radiații ultraviolete și de raze X de la Soare pot fi periculoase pentru planetă, mai ales în prezența găurilor de ozon în atmosferă. În februarie 1956, cea mai puternică erupție solară a avut loc odată cu ejectarea unui nor de plasmă uriaș mai mare decât planeta, cu o viteză de 1000 km/sec.

În plus, radiațiile afectează schimbările climatice și chiar aspectul unei persoane. Există un astfel de fenomen precum petele solare pe corp, care apar sub influența radiațiilor ultraviolete. Această problemă nu a fost încă studiată în mod corespunzător, precum și efectul petelor solare asupra vieții de zi cu zi a oamenilor. Un alt fenomen care depinde de perturbațiile magnetice este aurora boreală.

Furtunile magnetice din atmosfera planetei au devenit una dintre cele mai cunoscute consecințe ale activității solare. Ele reprezintă un alt câmp magnetic extern în jurul Pământului, care este paralel cu cel constant. Oamenii de știință moderni asociază chiar și creșterea mortalității, precum și exacerbarea bolilor sistemului cardiovascular cu apariția acestui câmp magnetic.

Iată câteva informații despre parametrii Soarelui: diametru - 1 milion. 390 mii km., Compoziție chimică hidrogen (75%) și heliu (25%), masă - 2x10 până la a 27-a putere de tone, care reprezintă 99,8% din masa tuturor planetelor și obiectelor din sistemul solar, în fiecare secundă în termonucleare reacții Soarele arde 600 de milioane de tone de hidrogen, transformându-l în heliu și ejectează 4 milioane de tone din masa sa în spațiu sub forma tuturor radiațiilor. Volumul Soarelui poate găzdui 1 milion de planete precum Pământul și va mai exista spațiu liber. Distanța de la Pământ la Soare este de 150 de milioane de km. Vârsta sa este de aproximativ 5 miliarde de ani.

Răspuns:

Articolul 46 din această secțiune a site-ului raportează informații necunoscute științei: „Nu există un reactor termonuclear în centrul Soarelui, există o gaură albă care primește până la jumătate din energia pentru Soare dintr-o gaură neagră din centru. a Galaxiei prin portalurile canalelor spațiu-timp. Reacțiile termonucleare, care generează doar aproximativ jumătate din energia consumată de Soare, au loc local în straturile exterioare ale învelișului de neutrini și neutroni. Petele întunecate de pe suprafața Soarelui sunt găuri negre prin care energia din centrul galaxiei intră în centrul stelei tale.”

Aproape toate stelele galaxiilor care au sisteme planetare sunt conectate prin canale invizibile de energie spațială cu găuri negre uriașe în centrele galaxiilor.

Aceste găuri negre galactice au canale de energie spațială cu sisteme stelare și sunt baza energetică a Galaxiilor și a întregului Univers. Ei hrănesc stelele cu sisteme planetare cu energia lor acumulată primită din materia absorbită de ele în centrul galaxiilor. Gaura neagră din centrul galaxiei noastre, Calea Lactee, are o masă egală cu 4 milioane de mase solare. Alimentarea cu energie a stelelor dintr-o gaură neagră are loc conform calculelor stabilite pentru fiecare sistem stelar în termeni de perioadă și putere.

Acest lucru este necesar pentru ca steaua să strălucească mereu cu aceeași putere timp de milioane de ani fără amortizare, pentru a efectua experimente permanente EC în fiecare sistem stelar. Gaura neagră din centrul Galaxiei restabilește până la 50% din toată energia cheltuită de Soare pentru a ejecta până la 4 milioane de tone din masa sa în fiecare secundă sub formă de radiație. Soarele creează aceeași cantitate de energie prin reacțiile sale termonucleare de la suprafață.

Prin urmare, atunci când o stea este conectată la canalele energetice ale unei găuri negre din centrul galaxiei, pe suprafața Soarelui se formează numărul necesar de găuri negre, care primesc energie și o transferă în centrul stelei.

În centrul Soarelui există o gaură neagră care primește energie de la suprafața sa, astfel de găuri sunt numite de știință găuri albe. Apariția petelor întunecate pe Soare - găuri negre - este perioada în care steaua este conectată pentru a se reîncărca din canalele de energie ale Galaxiei și nu este un prevestitor al unei viitoare epoci de răcire globală sau de gheață pe Pământ, așa cum sugerează oamenii de știință. Pentru declanșarea unei răciri globale pe planetă, este necesară scăderea temperaturii medii anuale cu 3 grade, ceea ce poate duce la înghețarea nordului Europei, Rusiei și țărilor scandinave. Dar conform observațiilor și monitorizării oamenilor de știință în ultimii 50 de ani, temperatura medie anuală a planetei nu s-a schimbat.

Valoarea medie anuală a radiației ultraviolete solare a rămas și ea la nivelul obișnuit. În timpul perioadei de activitate solară în prezența petelor întunecate pe Soare, are loc o creștere a activității magnetice a stelei / furtunilor magnetice / în cadrul valorilor maxime ale tuturor ciclurilor de 11 ani din ultimii 11 ani. Cert este că energia dintr-o gaură neagră din centrul Galaxiei, care pătrunde în găurile negre ale Soarelui, are magnetism. Prin urmare, în perioada cu pete întunecate, materia de pe suprafața fotosferei Soarelui este activată de câmpul magnetic al acestor pete sub formă de ejecții, arcade și proeminențe, ceea ce se numește activitate solară crescută.

Ipotezele sumbre ale oamenilor de știință cu privire la următoarea perioadă de răcire globală a planetei sunt de nesuportat din cauza lipsei de informații fiabile despre Soare. Operile de frig globale sau mici epoci de gheață din mileniul al II-lea d.Hr., care sunt indicate la începutul articolului, s-au petrecut conform planului de realizare a experimentelor climatice pe Pământ de către Creatorii și Observatorii noștri și nu din cauza eșecurilor aleatorii sub formă de o absență îndelungată a petelor întunecate pe Soare.

Vizualizări 2 341