Магнитные поля и солнечная активность - Физика солнечных явлений
Все явления солнечной активности связаны с выходом на поверхность С. магнитных полей. Уже первые измерения эффекта Зеемана, проведенные в начале 20 в., показали, что поля в пятнах характеризуются напряженностью порядка нескольких тыс. эрстед, причем такие доля реализуются в областях с диаметром ? 20 000 км. Современные приборы для измерения полей на С. позволяют не только измерять величину поля с точностью до 1 Э, но и судить об углах наклона вектора напряженности магнитного поля. Выяснено, например, что факелы представляют собой области с полями 5-300 Э. В тени пятен поля достигают 1000-4500 Э. В центре пятна поле направлено вверх, вдоль радиуса С., но к периферии его наклон увеличивается, и в полутени поле уже практически параллельно солнечной поверхности (рис. 11). Поле сосредоточено в отдельных жгутах.
Рис. 11. Магнитное поле солнечного пятна (по А. Б. Северному). Величина и направление вектора напряженности поля показаны отрезками прямых линий. На периферии пятна силовые линии пола наклонены сильнее, чем в его центре
Среднее по солнечной поверхности поле имеет порядок 1 Э, оно состоит, по-видимому, из отдельных ячеек с Н ~ 10 Э на их границах. Такое поле наблюдается близ полюсов С., тогда как на низких широтах оно часто возмущено сильными полями активных областей. Эти сильные локальные поля возмущают не только фотосферу, но проникают и во внешние слои. В хромосфере над тенью пятен их величина может достигать ~1000Э, над полутенью и факелами ~100 Э. Косвенные данные говорят, что поля в короне над активной областью ~10-0,1 Э. Таким образом, активная область (или центр активности) отождествляется с местом повышенной напряженности магнитного поля. Нижнее основание активной области - факелы и пятна - располагается в фотосфере. Верхняя часть проявляется как хромосферный факел (флоккул), и в короне - как корональная конденсация.
Чаще всего активные области характеризуются двумя полюсами противоположной полярности - так называемыми биполярными центрами, хотя встречаются как мультиполярные, так и униполярные области. Полюса противоположной полярности соединяются системой арок протяженностью до 30 000 км и высотой до 5000 км. Вершины арок медленно поднимаются, а около полюсов газ стекает вниз, по направлению к фотосфере.
Своеобразно развитие активной области во времени. С усилением магнитного поля в фотосфере возникает факел, постепенно увеличивающий свою площадь и яркость. Примерно через сутки в нем возникает несколько темных точек - пор, развивающихся затем в солнечные пятна. Десятые - одиннадцатые сутки жизни области характеризуются наиболее бурными процессами в хромосфере и короне. При этом размер больших групп пятен достигает 20 гелиографических градусов по долготе и 10° по широте или 2400 км X 12 000 км. Через 1-3 месяца пятна постепенно пропадают, над областью повисает гигантский протуберанец. Через полгода или год данная область исчезает.
Для среднего пятна с полем 3000 Э магнитная энергия по меньшей мере в 10 раз превосходит кинетическую энергию конвективных движений. Но в конвективной ячейке обязательно присутствует горизонтальное перемещение, перпендикулярное направлению поля. Поле препятствует горизонтальному перемещению, в результате чего конвекция в пятнах оказывается значительно ослабленной. Затруднение конвекции приводит к меньшему поступлению энергии в область пятен, поскольку энергия в глубоких слоях переносится конвективными движениями. Вероятно, с этим и связаны более низкая температура и "чернота" пятен.
Наблюдаемые в тени пятен гранулы (с размерами ? 300 км и средним временем жизни ? 15-30 мин) указывают на наличие сильно видоизмененной конвекции. Она состоит здесь в том, что отдельные элементы горячего газа прорываются в пятнах вдоль поля до фотосферных высот. Там они расширяются, сжимая окружающий газ вместе с полем. Плотный газ опускается, движения газа напоминают перемещения вверх и вниз в тесно расположенных трубах с незначительно изменяющимся поперечным сечением (т. е. с незначительной деформацией силовых линии). Во многих др. случаях - при движении газа в протуберанцах, в корональных арках траектории движения газа также совпадают с ходом силовых линий.
Степень влияния поля на строение внеш. атмосферы зависит как от величины выходящего на поверхность магнитного потока (1017-1022 Мкс), так и от того, насколько сильно он изменяется с высотой и во времени.
На разрезе солнечной атмосферы (рис. 12) указаны потоки энергии в фотосфере, хромосфере, переходном слое хромосфера - корона и во внутренней короне в спокойных и активных областях. Подчеркнем, что во внешней атмосфере основное отличие активных областей от спокойных состоит в том, что в районах, занятых локальными магнитными полями, нагрев в вершинах петель больше и из-за процесса "испарения" плотность в петлях в несколько раз выше. В магнитных полях появляется возможность развития нестационарных явлений: вспышек, выброса петель в межпланетное пространство (транзиент) и др.
Рис. 12. Схематическое изображение спокойной области (с. о.) и активной области (а. о.) атмосферы Солнца. Приведены значения потоков энергии, выходящих из фотосферы (во всем диапазоне длин волн), хромосферы и короны (в коротковолновой области спектра)
Похожие статьи
-
Хромосфера и корона - Физика солнечных явлений
Излучение верхних слоев солнечной атмосферы слабее фотосферного не менее чем в 10 тыс. раз. Поэтому даже ничтожная доля света фотосферы, рассеянная в...
-
Солнечная активность - Солнце и Солнечная система
Солнечная активность - совокупность явлений, периодически возникающих в солнечной атмосфере (пятна, факелы, протуберанцы, вспышки и др.). Проявления...
-
Солнце как звезда - Физика солнечных явлений
Рис. 1. Фотография диска Солнца. Заметно потемнение диска к краю, видны пятна Солнце - газовый, точнее плазменный, шар (рис. 1). Радиус Солнца R _ =...
-
Солнечный ветер и межпланетные магнитные поля - Солнце
В конце 50-х годов XX века американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая...
-
Вспышки на Солнце и их воздействие на Землю - Физика солнечных явлений
В процессе развития активной области иногда возникают ситуации, при которых возможна быстрая перестройка ("перезамыкание") магнитных полей. Эта...
-
Фотосферные явления - Физика солнечных явлений
Солнце звезда магнитное поле Солнце, видимое с Земли,- это круг со средним угловым диаметром 1920''. При спокойных атмосферных условиях солнечный...
-
Солнечная активность - Солнце и его влияние на Землю
Солнечная активность - совокупность явлений, периодически возникающих в солнечной атмосфере. Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными...
-
Солнечная атмосфера - Физика звезд
Звезды целиком состоят из газа. Но их внешние слои тоже именуют атмосферой. Атмосфера Солнца начинается на 200-300 км. глубже видимого края солнечного...
-
Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой раскаленный плазменный шар. Солнце - ближайшая к Земле звезда. Свет от него до нас...
-
Литература - Физика солнечных явлений
1. Мартынов Д. Я., Курс общей астрофизики, 3 изд., М., 1978; 2. Мензел Д. Г., Наше Солнце, пер. с англ., М., 1963; Солнечная и солнечно-земная физика....
-
СОЛНЕЧНАЯ КОРОНА - Солнце, его строение и особенности
Солнечная корона - самая внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, простирающаяся на несколько (более 10) солнечных радиусов. До 1931...
-
Заключение - Физика солнечных явлений
Изучение солнечных вспышек необходимо для создания научно обоснованного, надежного прогноза радиационной обстановки в ближнем космосе. В этом...
-
Введение - Физика солнечных явлений
Солнце - рядовая звезда нашей Галактики. Поэтому такие проблемы, как источники энергии С., его строение, образование спектра, являются общими для физики...
-
Солнечная атмосфера, Фотосфера - Солнце
Земная атмосфера - это воздух, которым мы дышим, привычная нам газовая оболочка Земли. Такие оболочки есть и у других планет. Звезды целиком состоят из...
-
Солнечные пятна - Солнце и Солнечная система
Еще задолго до изобретения телескопа люди замечали на неярком заходящем Солнце или на Солнце, видимом сквозь легкие облака, темные пятна. Прежде не...
-
Магнитное поле и магнитосфера - Юпитер среди планет Солнечной системы
Схема магнитного поля Юпитера Первый признак любого магнитного поля -- радиоизлучение, а также рентген. Строя модели происходящих процессов, можно судить...
-
Солнечная активность и ее циклы - Солнечно-земные связи и их влияние на человека
Солнце планета связь земной Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце, называют солнечной активностью. Эти поля...
-
Атмосферные явления и феномены, Движение атмосферы - Юпитер среди планет Солнечной системы
Движение атмосферы Анимация вращения Юпитера, созданная по фотографиям с "Вояджера-1", 1979 г. Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. В...
-
Магнитное поле и магнитосфера - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Первый признак любого магнитного поля - радиоизлучение, а также рентген. Строя модели происходящих процессов, можно судить о строении магнитного поля....
-
Солнечная корона - Солнечное излучение
Солнечная корона - самые внешние, очень разряженные слои атмосферы Солнца. Во время полной фазы солнечного затмения вокруг диска Луны, который закрывает...
-
Фотосфера - Солнце и Солнечная система
Фотосфера - это нижний из трех слоев атмосферы Солнца, расположенный непосредственно на плотной массе невидимого газа конвективной области. Толщина...
-
Виды Магнитного Поля - Магнитное поле Земли
1. Однородное магнитное поле, т. е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению. Пример: Рассмотрим...
-
Солнечный Ветер и Магнитное Поле Земли, Магнитные Аномалии - Магнитное поле Земли
Магнитный поле земля солнечный Солнечный ветер -- поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со...
-
Назначение Магнитного Поля Земли - Магнитное поле Земли
Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например,...
-
Магнитное поле звезд, Пузырь звездного ветра - Физика звезд
Звездное магнитное поле -- Магнитное поле , создаваемое движением проводящей Плазмы внутри звезд Главной последовательности . Это движение создается...
-
Влияние Солнечной активности на человека - Солнечно-земные связи и их влияние на человека
В последние годы все чаще говорится о солнечной активности, магнитных бурях и их влиянии на людей. Так как солнечная активность нарастает, то вопрос о...
-
Гипотезы Возникновения Магнитного Поля Земли - Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли - это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о его происхождении до сих пор окончательно не решен. 1....
-
Строение Солнца - Солнечно-земные связи и их влияние на человека
Солнце состоит из: 1) Короны 2) Фотосферы 3) Хромосферы 4) Ядра 5) Зоны лучистой передачи энергии 6) Конвективной зоны Фотосфера - Яркая, светящаяся...
-
Солнечная корона - Солнце и Солнечная система
Самая внешняя и очень разряженная часть солнечной атмосферы - Корона , прослеживающаяся от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов....
-
Крах представления о статической солнечной короне - Солнечный ветер
В течение достаточно длительного времени считалось, что все атмосферы звезд находятся в состоянии гидростатического равновесия, т. е. в состоянии, когда...
-
Корпускулярное излучение (солнечный ветер) - Солнце и Солнечная система
Это поток плазм - раскаленного ионизированного газа солнечной короны, температура которого оценивается в 1 млн. градусов. Термин "корпускулярное...
-
Основные слои в атмосфере Солнца - Солнце и Солнечная система
Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой очень горячий плазменный шар. Солнце - ближайшая к земле звезда. Свет от него доходит до...
-
Межпланетная среда - Солнечная система
Гелиосферный токовый слой Наряду со светом, Солнце излучает непрерывный поток заряженных частиц (плазмы), известный как солнечный ветер. Этот поток...
-
ЦИКЛЫ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ - Солнце, его строение и особенности
Число пятен на Солнце не является постоянным, оно меняется как день ото дня, так и в течение более длительных промежутков времени. Немецкий...
-
Введение, Определение - Солнечно-земная физика
На страницах научной литературы в последнее время часто встречается термин солнечно-земная физика, смысл которого каждый специалист понимает по-своему....
-
Задачи - Солнечно-земная физика
Солнце земля астрономия космический В настоящее время научное сообщество располагает глобальной сетью гидрометеорологических, магнитных, ионосферных,...
-
Совокупность нестационарных явлений на Солнце. К этим явлениям относятся солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы, флоккулы, протуберанцы, корональные...
-
Гипотеза, выдвинутая в, в связи с обобщением фактических результатов, касающихся возможного макроскопического нелокального взаимодействия, содержит...
-
Циклы солнечной активности - Солнце
Число пятен на диске Солнца не является постоянным, оно меняется как день ото дня, так и в течение более длительных промежутков времени. Немецкий...
-
Вариации скорости движения Солнца вокруг центра масс солнечной системы можно рассчитать на основании уравнения движения Где X, y, z - координаты точки С...
Магнитные поля и солнечная активность - Физика солнечных явлений