IN השנים האחרונותמדענים שמו לב לזה השדה המגנטי של כדור הארץ נחלש. הוא נחלש ב-2000 השנים האחרונות, אבל ב-500 השנים האחרונות התהליך הזה מתרחש בקצב שלא נשמע.

השדה הסולארי, לעומת זאת, התעצם מאוד במהלך 100 השנים האחרונות. מאז 1901, השדה הסולארי גדל ב-230%. עד כה, מדענים לא ממש מבינים אילו השלכות יהיו לכך על תושבי כדור הארץ.

חיזוק השדה הסולארי:

לפי נאס"א, הבא, מחזור שמש 24כבר התחיל. בתחילת 2008 נרשמה התלקחות סולארית המעידה על כך. מחזור זה צפוי להגיע לשיאו עד 2012.

מה זה, אלה כתמים כהים בשמש? בואו ננסה להבין את זה.

היה היה פעם כתמים כהים בשמשנשקלו תופעה מיסטית. זה נחשב עד שנוצר קשר בין כתמי שמש לכמות החום הנפלטת מהשמש. גז רותח בשמש יוצר שדה מגנטי רב עוצמה, אשר נשבר במקומות מסוימים, יוצר משהו כמו חור או כתם חשוך, ובכך משחרר חלק מהאנרגיה שלו לחלל החיצון.

נקודות כהותנולדים בתוך האור. בְּ שמשכמו כדור הארץ, יש לו קו המשווה. בקו המשווה השמש, מהירות סיבוב האנרגיה גדולה יותר מאשר בקטבי השמש. לפיכך, מתקיים ערבוב וגיבוש מתמיד של אנרגיית השמש ובמקומות שחרורה, על פני השמש, מופיעים כתמים כהים. חום מהקורונה מתפשט לחלל.

יום אחרי יום השמש נראית לנו זהה. עם זאת, זה לא. שמשמשתנה כל הזמן. האחרון, בממוצע, 11 שנים. " מינימום סולארי” הוא מחזור, עם היעדר כמעט מוחלט של כתמים. לשפל יש השפעה מרגיעה על כדור הארץ, הם קשורים לתקופות של התקררות על פני כדור הארץ. " שיאים סולאריים” הוא מחזור שבמהלכו נוצרים כתמים רבים ו פליטות כליליות.

כאשר השמש פעילה מאוד, נוצרים כתמים כהים רבים ופליטת האנרגיה של השמש גורמת להפרעה בשדה המגנטי של כדור הארץ, בקשר אליו המושג " סערת שמש", וכחלק מתהליך ארוך טווח, משלבים את המושג "מזג אוויר בחלל".

סערת שמש

בְּמַהֲלָך מקסימום סולאריפעילות כלילית נצפית אפילו בקטבים שמש. התלקחות סולארית שווה ערך למיליארדי מגהטון דינמיט. הפליטות המרוכזות משחררות כמות עצומה של אנרגיה המגיעה לכדור הארץ תוך כ-15 דקות. פליטת השמש משפיעה לא רק על השדה המגנטי של כדור הארץ, אלא גם על אסטרונאוטים, לוויינים סביב כדור הארץ, תחנות כוח על כדור הארץ, על רווחת האנשים, ולעיתים גורמות לעלייה ברמת הקרינה. ב-1959, צופה אחד ראה את ההבזק בעין בלתי מזוינת. אם התפרצות כזו תתרחש היום, כ-130 מיליון בני אדם יישארו ללא חשמל למשך חודש לפחות. יותר ויותר חשוב להבין ולחזות מזג אוויר שטוף שמש. לשם כך שוגרו לוויינים לחלל החיצון, בעזרתם ניתן לצפות בכתמי שמש על השמש עוד לפני שהיא מפנה את צד ההלם שלה לכיוון כדור הארץ. אנרגיה סולאריתנותן חיים לכל מה שקיים על פני כדור הארץ. השמש מגינה עלינו מהשפעה קוסמית. אבל להגן עלינו, לפעמים, זה יכול להזיק. החיים בכדור הארץקיים כתוצאה מאיזון עדין מאוד.

חומרים וכתוצאה מכך ירידה בזרימת העברת האנרגיה התרמית באזורים אלו.

מספר כתמי השמש (ומספר הזאב הקשור) הוא אחד המדדים העיקריים לפעילות מגנטית של השמש.

היסטוריה של לימודים

הדיווחים הראשונים על כתמי שמש מתוארכים לשנת 800 לפני הספירה. ה. בסין .

סקיצות של כתמים מהכרוניקה של ג'ון מווסטר

הכתמים צוירו לראשונה בשנת 1128 בכרוניקה של ג'ון מווסטר.

האזכור הידוע הראשון של כתמי שמש בספרות הרוסית העתיקה כלול ב-Nikon Chronicle, ברישומים המתוארכים למחצית השנייה של המאה ה-14:

היה אות בשמים, השמש הייתה כמו דם, ולפי זה המקומות שחורים

תהיה סימן בשמש, המקומות שחורים בשמש, כמו מסמרים, והחושך היה גדול

המחקרים הראשונים התמקדו באופי הכתמים ובהתנהגותם. למרות העובדה שהאופי הפיזי של הכתמים לא ברור עד המאה ה-20, נמשכו התצפיות. במאה ה-19 כבר הייתה סדרה ארוכה מספיק של תצפיות בכתמי שמש כדי להבחין בשינויים תקופתיים בפעילות השמש. בשנת 1845 D. Henry and S. Alexander (eng. ס אלכסנדר) מאוניברסיטת פרינסטון ערך תצפיות על השמש באמצעות מדחום מיוחד (en:thermopile) וקבע כי עוצמת פליטת הכתמים, בהשוואה לאזורי השמש שמסביב, יורדת.

הִתהַוּוּת

הכתמים מופיעים כתוצאה מהפרעות סעיפים בודדיםהשדה המגנטי של השמש. בתחילת תהליך זה, צינורות השדה המגנטי "פורצים" דרך הפוטוספירה לאזור הקורונה, והשדה החזק מדכא את תנועת ההסעה של הפלזמה בגרגירים, ומונע מעבר אנרגיה מהאזורים הפנימיים אל החוץ באלה. מקומות. ראשית, לפיד מופיע במקום הזה, קצת מאוחר יותר ומערבה - נקודה קטנה הנקראת הגיע הזמן, בגודל של כמה אלפי קילומטרים. תוך מספר שעות, הערך של אינדוקציה מגנטית גדל (בערכים התחלתיים של 0.1 טסלה), גודל ומספר הנקבוביות גדלים. הם מתמזגים זה עם זה ויוצרים נקודה אחת או יותר. במהלך תקופת הפעילות הגדולה ביותר של הכתמים, גודל האינדוקציה המגנטית יכול להגיע ל-0.4 טסלה.

חיי הכתמים מגיעים למספר חודשים, כלומר, קבוצות בודדותניתן לראות כתמי שמש בתוך מספר סיבובים של השמש. עובדה זו (תנועת הכתמים הנצפים לאורך דיסקת השמש) היא ששימשה בסיס להוכחת סיבוב השמש ואיפשרה לבצע את המדידות הראשונות של תקופת סיבוב השמש סביב ציריה.

כתמים נוצרים בדרך כלל בקבוצות, אבל לפעמים יש נקודה אחת שחיה ימים ספורים בלבד, או קבוצה דו-קוטבית: שני כתמים בעלי קוטביות מגנטית שונה, המחוברים בקווי שדה מגנטי. הנקודה המערבית בקבוצה דו-קוטבית כזו נקראת "מובילה", "ראש" או "נקודת P" (מאנגלית קודמת), המזרחית נקראת "עבד", "זנב" או "נקודת F" (מ. באנגלית בהמשך).

רק מחצית מהכתמים חיים יותר מיומיים, ורק עשירית - יותר מ-11 ימים.

בתחילת מחזור 11 השנים של פעילות השמש מופיעים כתמי שמש בקווי רוחב הליוגרפיים גבוהים (מסדר גודל של ±25-30°), וככל שהמחזור מתקדם, הכתמים נודדים לקו המשווה השמש ומגיעים לקווי רוחב של ±5 -10° בסוף המחזור. דפוס זה נקרא "חוק ספרר".

קבוצות כתמי השמש מכוונות בערך במקביל לקו המשווה, אולם ישנה נטייה מסוימת של ציר הקבוצה ביחס לקו המשווה, אשר נוטה לגדול עבור קבוצות הממוקמות רחוק יותר מקו המשווה (מה שמכונה "חוק השמחה").

נכסים

הפוטוספירה של השמש באזור בו נמצא הנקודה ממוקמת בעומק של כ-500-700 ק"מ מהגבול העליון של הפוטוספירה שמסביב. תופעה זו נקראת "דיכאון ווילסוני".

כתמי שמש הם אזורי הפעילות הגדולה ביותר על השמש. אם יש הרבה כתמים, אז יש סבירות גבוהה שהקווים המגנטיים יתחברו מחדש - הקווים העוברים בתוך קבוצת כתמים אחת מתחברים מחדש עם קווים מקבוצת כתמים אחרת שיש להם קוטביות הפוכה. התוצאה הנראית לעין של תהליך זה היא התלקחות סולארית. פרץ של קרינה, המגיע לכדור הארץ, גורם להפרעות חזקות בשדה המגנטי שלו, משבש את פעולת לוויינים, ואף משפיע על עצמים הממוקמים על פני כדור הארץ. עקב הפרעות בשדה המגנטי של כדור הארץ, הסבירות לאורורה בוריאליס נמוכה קווי רוחב גיאוגרפיים. גם היונוספירה של כדור הארץ נתונה לתנודות בפעילות השמש, המתבטאת בשינוי בהתפשטות גלי הרדיו הקצרים.

מִיוּן

כתמים מסווגים בהתאם לתוחלת החיים, הגודל, המיקום.

שלבי התפתחות

ההגברה המקומית של השדה המגנטי, כאמור לעיל, מאטה את תנועת הפלזמה בתאי הסעה, ובכך מאטה את העברת החום אל הפוטוספירה הסולארית. קירור הגרגירים המושפעים מתהליך זה (בערך 1000 מעלות צלזיוס) מוביל להתכהותם ולהיווצרות כתם בודד. חלקם נעלמים לאחר מספר ימים. אחרים מתפתחים לקבוצות דו-קוטביות של שני נקודות עם קווים מגנטיים בקוטביות הפוכה. מהן יכולות להיווצר קבוצות של כתמים רבים, שבמקרה של גידול נוסף בשטח פְּלַג צֵלמתאחדים עד מאות נקודות, ומגיעים לגדלים של מאות אלפי קילומטרים. לאחר מכן חלה ירידה איטית (במשך מספר שבועות או חודשים) בפעילות הכתמים וגודלם מצטמצם לנקודות כפולות או בודדות קטנות.

לקבוצות כתמי השמש הגדולות יש תמיד קבוצה קשורה בחצי הכדור השני (צפוני או דרומי). קווים מגנטיים במקרים כאלה יוצאים מכתמים בהמיספרה אחת ונכנסים לכתמים בשנייה.

גדלי קבוצות ספוט

גודלה של קבוצת כתמים מתאפיין בדרך כלל בהיקף הגיאומטרי שלה, כמו גם במספר הכתמים הנכללים בה ובשטחם הכולל.

בקבוצה יכולים להיות בין 1 למאה וחצי נקודות או יותר. שטחי הקבוצה, הנמדדים בצורה נוחה במיליוניות משטח חצי הכדור הסולארי (מ"ש), משתנים מכמה מ"ש. עד כמה אלפי m.s.p.

השטח המקסימלי לכל תקופת התצפיות הרצופות של קבוצות כתמי שמש (מ-1874 עד 2012) היה בעל קבוצה מס' 1488603 (לפי קטלוג גריניץ'), שהופיעה על דיסק השמש ב-30 במרץ 1947, במקסימום של ה-18. מחזור של 11 שנים של פעילות סולארית. ב-8 באפריל, שטחו הכולל הגיע ל-6132 מ"ש. (1.87 10 10 קמ"ר, שהם יותר מפי 36 משטח כדור הארץ). בשלב ההתפתחות המקסימלית שלה, קבוצה זו כללה יותר מ-170 כתמי שמש בודדים.

מחזוריות

מחזור השמש קשור לתדירות כתמי השמש, פעילותם ותוחלת חייהם. מחזור אחד מכסה כ-11 שנים. בתקופות של פעילות מינימלית של כתמי שמש, יש מעט מאוד או אין כתמי שמש בכלל, בעוד שבתקופות של מקסימום ייתכנו כמה מאות כאלה. בסוף כל מחזור, הקוטביות של השדה המגנטי הסולארי מתהפכת, ולכן נכון יותר לדבר על מחזור שמש של 22 שנים.

משך המחזור

למרות שמחזור פעילות השמש הממוצע נמשך כ-11 שנים, ישנם מחזורים באורך של בין 9 ל-14 שנים. גם הממוצעים משתנים במשך מאות שנים. כך, במאה ה-20, אורך המחזור הממוצע היה 10.2 שנים.

צורת המחזור אינה קבועה. האסטרונום השוויצרי מקס ולדמאייר טען שהמעבר מפעילות שמש מינימלית למקסימלית מתרחש ככל שהמספר המקסימלי של כתמי שמש שנרשם במחזור זה מהר יותר, גדול יותר (מה שנקרא "כלל ולדמאייר").

תחילת וסיום מחזור

בעבר, תחילת המחזור נחשבה לרגע שבו פעילות השמש הייתה בנקודת המינימום שלה. הודות ל שיטות מודרניותמדידות, ניתן היה לקבוע את השינוי בקוטביות של השדה המגנטי של השמש, אז עכשיו רגע השינוי בקוטביות הכתמים נלקח כתחילת המחזור. [ ]

מספור מחזור הוצע על ידי ר' וולף. המחזור הראשון, לפי מספור זה, החל ב-1749. בשנת 2009 החל מחזור השמש ה-24.

• נתוני שורה אחרונה - תחזית

חל שינוי תקופתי במספר המרבי של כתמי שמש עם תקופה אופיינית של כ-100 שנים ("מחזור חילוני"). השפל האחרונות של מחזור זה היו בסביבות 1800-1840 ו-1890-1920. יש הנחה לגבי קיומם של מחזורים בעלי משך עוד יותר.

סרגיי בוגצ'וב

כיצד מסודרים כתמי שמש?

אחד האזורים הפעילים הגדולים ביותר השנה הופיע על הדיסק של השמש, מה שאומר שיש שוב כתמים על השמש - למרות העובדה שהכוכב שלנו נכנס לתקופה. הדוקטור למדעי הפיזיקה והמתמטיקה סרגיי בוגצ'וב, עובד המעבדה לאסטרונומיה סולארית של קרני רנטגן של המכון הפיזיקלי של לבדב, מספר על האופי וההיסטוריה של גילוי כתמי שמש, כמו גם על השפעתם על האטמוספירה של כדור הארץ.

בעשור הראשון של המאה ה-17, המדען האיטלקי גלילאו גליליי והאסטרונום והמכונאי הגרמני כריסטוף שיינר, בערך בו-זמנית ובאופן בלתי תלוי זה בזה, שיפרו את הטלסקופ (או הטלסקופ) שהומצא מספר שנים קודם לכן ויצרו הליוסקופ על בסיסו - מכשיר המאפשר לצפות בשמש על ידי הקרנת תמונתו על הקיר. בתמונות אלו הם מצאו פרטים שעלולים להיחשב בטעות כפגמים בקירות אם הם לא זזו עם התמונה - כתמים קטנים המנקדים את פני השטח של הגוף השמימי המרכזי האידיאלי (ובחלקו האלוהי) - השמש. אז בהיסטוריה של המדע נכנס כתמי שמש, ובחיינו - אמירה שאין שום דבר מושלם בעולם: "ויש כתמים על השמש".

כתמי שמש הם התכונה העיקרית שניתן לראות על פני הכוכב שלנו ללא שימוש בטכניקות אסטרונומיות מורכבות. הגודל הנראה לעין של הכתמים הוא כדקת קשת אחת (בגודל של מטבע של 10 קופקים ממרחק של 30 מטר), שהיא במגבלת הרזולוציה עין אנושית. עם זאת, די במכשיר אופטי פשוט מאוד, המוגדל רק כמה פעמים, כדי לגלות את העצמים הללו, מה שלמעשה קרה באירופה בתחילת המאה ה-17. עם זאת, תצפיות נפרדות של כתמים התרחשו בקביעות אפילו לפני כן, ולעתים קרובות הן נעשו בפשטות עם העין, אך נותרו ללא תשומת לב או לא מובנות.

במשך זמן מה הם ניסו להסביר את טבעם של כתמים מבלי להשפיע על האידיאליות של השמש, למשל, כמו עננים באטמוספירה הסולארית, אבל מהר מאוד התברר שהם בינוניים על פני השמש. טבעם, לעומת זאת, נותר בגדר תעלומה עד המחצית הראשונה של המאה ה-20, כאשר הם התגלו לראשונה על השמש. שדה מגנטיוהתברר שמקומות הריכוז שלהם עולים בקנה אחד עם מקומות היווצרות הכתמים.

מדוע כתמים נראים כהים? קודם כל, יש לציין שהחושך שלהם אינו מוחלט. במקום זאת, היא דומה לצללית הכהה של אדם העומד על רקע חלון מואר, כלומר, היא נראית רק על רקע אור סביבה בהיר מאוד. אם תמדדו את ה"בהירות" של הנקודה, תגלו שגם הוא פולט אור, אבל רק ברמה של 20-40 אחוז מהאור הרגיל של השמש. עובדה זו מספיקה, ללא כל מידות נוספותלקבוע את הטמפרטורה של הנקודה, שכן שטף הקרינה התרמית מהשמש קשור באופן ייחודי לטמפרטורתו באמצעות חוק סטפן-בולצמן (שטף הקרינה פרופורציונלי לטמפרטורת הגוף המקרין בחזקת הרביעית). אם ניקח את הבהירות של פני השטח הרגילים של השמש עם טמפרטורה של כ-6000 מעלות צלזיוס כיחידה, אז הטמפרטורה של כתמי שמש צריכה להיות בערך 4000-4500 מעלות. למען האמת, כפי שזה - כתמי שמש (וזה אושר מאוחר יותר בשיטות אחרות, למשל מחקרים ספקטרוסקופיים של קרינה), הם פשוט אזורים של פני השמש עם טמפרטורה נמוכה יותר.

הקשר של כתמים עם שדות מגנטיים מוסבר על ידי השפעת השדה המגנטי על טמפרטורת הגז. השפעה כזו קשורה לנוכחות של אזור הסעה (רותח) ליד השמש, המשתרע מפני השטח עד לעומק של כשליש מרדיוס השמש. פלזמה סולארית רותחת מעלה ללא הרף פלזמה חמה ממעמקיה אל פני השטח ובכך מגבירה את טמפרטורת פני השטח. באזורים שבהם פני השמש מחוררים על ידי צינורות בעלי שדה מגנטי חזק, יעילות ההסעה מדוכאת עד שהיא נעצרת לחלוטין. כתוצאה מכך, ללא טעינת פלזמה הסעה חמה, פני השמש מתקררים רק לטמפרטורות בסדר גודל של 4000 מעלות. נוצר נקודה.

כיום, הכתמים נחקרים בעיקר כמרכזים של אזורי שמש פעילים, בהם מתרכזות התלקחויות שמש. העובדה היא שהשדה המגנטי, ש"מקורו" הוא כתמים, מביא עתודות אנרגיה נוספות לאטמוספירה של השמש, אשר "מיותרות" עבור השמש, והיא, כמו כל מערכת פיזיקלית המבקשת למזער את האנרגיה שלה, מנסה תיפטר מהם. אנרגיה נוספת זו נקראת אנרגיה חופשית. ישנם שני מנגנונים עיקריים להטלת אנרגיה עודפת.

הראשון הוא כאשר השמש פשוט פולטת לחלל הבין-פלנטרי חלק מהאטמוספירה שמכביד עליה, יחד עם עודף שדות מגנטיים, פלזמה וזרמים. תופעות אלו נקראות פליטות מסה קורונלית. הפליטות המקבילות, המתפשטות מהשמש, מגיעות לפעמים לגדלים עצומים של כמה מיליוני קילומטרים והן, במיוחד, סיבה מרכזיתסערות מגנטיות – השפעתו של קריש פלזמה כזה על השדה המגנטי של כדור הארץ מבטלת אותו, גורמת לו לתנודות, וגם מעצימה את הזרמים החשמליים הזורמים במגנטוספירה של כדור הארץ, שהיא המהות של סערה מגנטית.

הדרך השנייה היא התלקחויות שמש. במקרה זה, אנרגיה חופשית נשרפת ישירות באטמוספירה הסולארית, אך ההשלכות של זה יכולות להגיע גם לכדור הארץ - בצורת זרמי קרינה קשה וחלקיקים טעונים. פגיעה כזו, שהיא קרינה במהותה, היא אחת הסיבות העיקריות לכישלון של חלליות, כמו גם זוהר אור.

עם זאת, לאחר שמצאת נקודה על השמש, אתה לא צריך להתכונן מיד להתלקחויות שמש וסערות מגנטיות. נפוץ למדי הוא המצב שבו הופעת כתמים על הדיסק הסולארי, אפילו גדולים שוברי שיאים, אינם מביאים אפילו לעלייה מינימלית ברמת הפעילות הסולארית. למה זה קורה? זה נובע מאופי שחרור האנרגיה המגנטית על השמש. אנרגיה כזו לא יכולה להשתחרר משטף מגנטי אחד, בדיוק כפי שמגנט המונח על שולחן, לא משנה כמה הוא יזדעזע, לא יצור שום התלקחות סולארית. חייבים להיות לפחות שני שרשורים כאלה, והם חייבים להיות מסוגלים לקיים אינטראקציה זה עם זה.

מכיוון שצינור מגנטי אחד החודר את פני השמש בשני מקומות יוצר שני כתמים, כל קבוצות הכתמים, שבהן יש רק שניים או כתמים אחדים, אינן מסוגלות ליצור התלקחויות. קבוצות אלו נוצרות על ידי חוט בודד שאין לו מה לקיים אינטראקציה. זוג כתמים כזה יכול להיות ענק ולהתקיים על הדיסק הסולארי במשך חודשים, ולהפחיד את כדור הארץ בגודלו, אבל לא יצור אפילו התלקחות אחת, אפילו מינימלית. לקבוצות כאלה יש סיווג ונקראות אלפא אם יש נקודה אחת, או בטא אם יש שניים.

כתם שמש מורכב מסוג Beta-Gamma-Delta. מעל - נקודה בטווח הנראה למטה - שדות מגנטיים המוצגים באמצעות מכשיר ה-HMI על סיפון מצפה החלל SDO

אם אתה מוצא הודעה על הופעת נקודה חדשה על השמש, אל תתעצלו והסתכלו על סוג הקבוצה. אם זה אלפא או בטא, אז אתה לא צריך לדאוג - השמש לא תייצר הבזקים או סערות מגנטיות בימים הקרובים. מחלקה מורכבת יותר היא גמא. אלו הן קבוצות של כתמי שמש שבהן יש כמה כתמי שמש בקוטביות צפון ודרום. באזור כזה, ישנם לפחות שני שטפים מגנטיים המקיימים אינטראקציה. בהתאם לכך, אזור כזה יאבד אנרגיה מגנטית ויזון פעילות סולארית. ולבסוף, השיעור האחרון הוא בטא-גמא. אלו הם האזורים המורכבים ביותר, עם שדה מגנטי סבוך ביותר. אם קבוצה כזו הופיעה בקטלוג, אין ספק שהשמש תפרום את המערכת הזו למשך מספר ימים לפחות, תבער אנרגיה בצורה של התלקחויות, כולל גדולות, ותזרוק פלזמה, עד שתפשט את המערכת הזו ל- תצורת אלפא או בטא פשוטה.

עם זאת, למרות החיבור ה"מפחיד" של כתמים עם התלקחויות וסופות מגנטיות, אין לשכוח שמדובר באחת התופעות האסטרונומיות המדהימות ביותר שניתן לצפות משטח כדור הארץ עם מכשירים חובבים. לבסוף, כתמי שמש הם אובייקט יפה מאוד - רק תסתכל על התמונות שלהם ברזולוציה גבוהה. מי שגם לאחר מכן אינו מסוגל לשכוח את ההיבטים השליליים של תופעה זו, יכול להתנחם בעובדה שמספר כתמי השמש על השמש עדיין קטן יחסית (לא יותר מאחוז אחד משטח הדיסק, ו לרוב הרבה פחות).

מספר סוגי כוכבים, לפחות ננסים אדומים, "סובלים" במידה הרבה יותר גדולה - ניתן לכסות בהם עד עשרות אחוזים מהשטח בכתמים. אפשר לדמיין מה יש לתושבים ההיפותטיים של המערכות הפלנטריות המקבילות, ושוב לשמוח על איזה כוכב רגוע יחסית התמזל מזלנו לחיות לידו.

שאלה מס' 114. מה מסמנים כתמים כהים על השמש, מדוע הם מופיעים ובשביל מה? האם היעדרם אומר את תחילתו הקרובה של עידן הקרח על הפלנטה?

באתר "יקום" מיום 16.05.17 הכריזו מדענים תופעה חריגהעל השמש בקישור:

"מדענים של נאס"א דיווחו שכל הכתמים נעלמו מעל פני השמש. לא ניתן למצוא כתם אחד זה היום השלישי ברציפות. זה גורם לדאגה רצינית בקרב מומחים.

לדברי מדעני נאס"א, אם המצב לא ישתנה בעתיד הקרוב, תושבי כדור הארץ צריכים להתכונן למזג אוויר קר קשה. היעלמות הכתמים על השמש מאיימת על האנושות עם תחילתו של עידן קרח. מומחים בטוחים ששינויים במראה השמש יכולים לדווח על ירידה משמעותית בפעילותו של הכוכב היחיד במערכת השמש, מה שבסופו של דבר יוביל לירידה גלובלית בטמפרטורה על כדור הארץ. תופעות דומות התרחשו בתקופה שבין 1310 ל-1370 ובין 1645 ל-1725, במקביל נרשמו תקופות של התקררות עולמית או מה שנקרא עידני הקרח הקטנים.

על פי תצפיות של מדענים, טוהר מדהים על השמש נרשם בתחילת 2017, הדיסק הסולארי נותר ללא כתמים במשך 32 ימים. בדיוק אותו מספר של כתמי שמש נותר ללא כתמים בשנה שעברה. תופעות כאלה מאיימות שעוצמתה של הקרינה האולטרה סגולה פוחתת, מה שאומר שהשכבות העליונות של האטמוספירה משתחררות. זה יוביל לכך שכל פסולת החלל תצטבר באטמוספירה, ולא תישרף כפי שקורה תמיד. כמה מדענים מאמינים שכדור הארץ מתחיל לקפוא".

כך נראתה השמש נקודות כהותבתחילת 2017

לא היו כתמים על השמש ב-2014 - יום אחד, ב-2015 - 0 ימים, במשך חודשיים בתחילת 2017 - 32 ימים.

מה זה אומר? למה כתמים נעלמים?

השמש הצלולה מסמנת את המינימום המתקרב לפעילות השמש. מחזור כתמי השמש הוא כמו מטוטלת המתנדנדת קדימה ואחורה בפרק זמן של 11-12 שנים. נכון לעכשיו, המטוטלת קרובה למספר קטן של כתמי שמש. מומחים מצפים שהמחזור יגיע לתחתית ב-2019-2020. מ הרגע הנוכחיועד לאותו זמן נראה את השמש הבלתי מוכתמת לחלוטין פעמים רבות נוספות. בתחילה, מחזורים ללא כתמים יימדדו בימים, מאוחר יותר - בשבועות וחודשים. למדע אין עדיין הסבר מלא לתופעה זו.

מהו מחזור 11 השנים של פעילות השמש?

המחזור של אחת עשרה שנים הוא מחזור בולט בולט של פעילות השמש הנמשך כ-11 שנים. הוא מאופיין בעלייה מהירה למדי (כ-4 שנים) במספר כתמי השמש, ולאחר מכן ירידה איטית יותר (כ-7 שנים). אורך המחזור אינו שווה בהחלט ל-11 שנים: במאות XVIII-XX, אורכו היה 7-17 שנים, ובמאה ה-XX - כ-10.5 שנים.

ידוע שרמת הפעילות הסולארית משתנה כל הזמן. כתמים כהים, הופעתם ומספרם קשורים קשר הדוק מאוד לתופעה זו ומחזור אחד יכול להשתנות בין 9 ל-14 שנים, ורמת הפעילות משתנה ללא הרף ממאה למאה. לפיכך, ייתכנו תקופות של רגיעה, כאשר כתמים נעדרים כמעט במשך יותר משנה אחת. אבל גם ההפך יכול לקרות, כאשר מספרם נחשב לא נורמלי. כך, באוקטובר 1957, היו 254 כתמים כהים על השמש, שזה המקסימום עד כה.

השאלה המסקרנת ביותר היא: מאיפה מגיעה פעילות השמש וכיצד להסביר את תכונותיה?

ידוע שהגורם הקובע לפעילות השמש הוא השדה המגנטי. כדי לענות על שאלה זו, הצעדים הראשונים כבר ננקטו לקראת בניית תיאוריה מבוססת מדעית שיכולה להסביר את כל התכונות הנצפות של פעילות הכוכב הגדול.

המדע גם קבע את העובדה כי כתמים כהים הם המובילים להתלקחויות שמש, אשר יכול להיות השפעה חזקהלשדה המגנטי של כדור הארץ. כתמים כהים הם טמפרטורה נמוכהביחס לפוטוספירה של השמש - כ-3500 מעלות צלזיוס ומייצגים את אותם אזורים שדרכם מגיעים שדות מגנטיים אל פני השטח, מה שנקרא פעילות מגנטית. אם יש מעט כתמים, אז זה נקרא תקופה שקטה, וכאשר יש הרבה מהם, אז תקופה כזו תיקרא פעילה.

בממוצע, הטמפרטורה של השמש על פני השטח מגיעה ל-6000 מעלות. ג. כתמי שמש נמשכים בין מספר ימים למספר שבועות. אבל קבוצות של כתמים יכולות להישאר בפוטוספירה במשך חודשים. הגדלים של כתמי השמש, כמו גם מספרם בקבוצות, יכולים להיות מגוונים מאוד.

נתונים על פעילויות סולאריות קודמות זמינים למחקר, אבל לא סביר שהם יהיו הכי הרבה עוזר נאמןבחיזוי העתיד, כי טבעה של השמש הוא מאוד בלתי צפוי.

השפעה על הפלנטה. תופעות מגנטיות על השמש מקיימות אינטראקציה הדוקה עם חיי היומיום שלנו. כדור הארץ מותקף כל הזמן על ידי קרינות שונות מהשמש. מהשפעותיהם ההרסניות, כוכב הלכת מוגן על ידי המגנטוספרה והאטמוספירה. אבל, למרבה הצער, הם לא מסוגלים להתנגד לו לחלוטין. לוויינים יכולים להיות מושבתים, תקשורת רדיו מופרעת, ואסטרונאוטים נמצאים בסיכון מוגבר. מסוכן לכוכב הלכת יכול להיות מינונים מוגברים של פליטות של קרינת אולטרה סגול וקרני רנטגן מהשמש, במיוחד בנוכחות חורי אוזון באטמוספרה. בפברואר 1956, ההתלקחות החזקה ביותר על השמש התרחשה עם פליטת ענן פלזמה ענק בגודלו עוד כוכבבמהירות של 1000 קמ"ש.

בנוסף, קרינה משפיעה על שינויי האקלים ואפילו על המראה האנושי. ישנה תופעה כמו כתמי שמש על הגוף המופיעים בהשפעת קרינה אולטרה סגולה. נושא זה עדיין לא נחקר כראוי, כמו גם ההשפעה של כתמי שמש על חיי היום - יוםשל אנשים. תופעה נוספת שתלויה בהפרעות מגנטיות היא הזוהר הצפוני.

סערות מגנטיות באטמוספירה של כוכב הלכת הפכו לאחת ההשלכות המפורסמות ביותר של פעילות השמש. הם מייצגים שדה מגנטי חיצוני אחר מסביב לכדור הארץ, המקביל לזה הקבוע. מדענים מודרניים אפילו מקשרים תמותה מוגברת, כמו גם החמרה של מחלות של מערכת הלב וכלי הדםעם הופעתו של אותו שדה מגנטי.

הנה קצת מידע על הפרמטרים של השמש: קוטר - מיליון. 390 אלף ק"מ, תרכובת כימיתמימן (75%) והליום (25%), מסה - 2x10 עד המעלה ה-27 של טון, שהם 99.8% מהמסה של כל כוכבי הלכת והעצמים במערכת השמש, כל שנייה בתגובות תרמו-גרעיניות השמש שורפת 600 מיליון טון של מימן, הופך אותו להליום, ומשליך החוצה 4 מיליון טון מהמסה שלו לחלל בצורה של כל הקרינה. בנפח השמש אפשר למקם מיליון כוכבי לכת כמו כדור הארץ, ועדיין יהיה מקום פנוי. המרחק מכדור הארץ לשמש הוא 150 מיליון ק"מ. גילו כ-5 מיליארד שנים.

תשובה:

מאמר מס' 46 בחלק זה של האתר מדווח על מידע שאינו ידוע למדע: "אין כור תרמו-גרעיני במרכז השמש, יש חור לבן שמקבל עד מחצית מהאנרגיה לשמש מהשמש. חור שחורבמרכז הגלקסיה דרך השערים של ערוצי מרחב-זמן. תגובות תרמו-גרעיניות, המייצרות רק כמחצית מהאנרגיה הנצרכת על ידי השמש, מתרחשות באופן מקומי בשכבות החיצוניות של קונכיות הניטרינו והנייטרונים. כתמים כהים על פני השמש הם חורים שחורים שדרכם אנרגיה ממרכז הגלקסיה נכנסת למרכז האור שלך.

כמעט כל כוכבי הגלקסיות שיש להם מערכות פלנטריות מחוברים על ידי ערוצי אנרגיה-חלל בלתי נראים עם חורים שחורים ענקיים במרכזי הגלקסיות.

לחורים שחורים גלקטיים אלה יש ערוצי אנרגיה-חלל עם מערכות כוכבים והם בסיס האנרגיה של הגלקסיות ושל היקום כולו. הם מאכילים את הכוכבים מערכות פלנטריותעל ידי האנרגיה המצטברת שלהם המתקבלת מהחומר שנקלט על ידם במרכז הגלקסיות. לחור השחור שבמרכז גלקסיית שביל החלב שלנו יש מסה השווה ל-4 מיליון מסות שמש. חידוש אנרגיה של כוכבים מחור שחור מתרחש על פי חישובים מבוססים עבור כל מערכת כוכבים במונחים של תקופה והספק.

זה הכרחי כדי שהכוכב יזרח תמיד באותה עוצמה במשך מיליוני שנים ללא הנחתה כדי לערוך ניסויי VC מתמידים בכל אחד מהם. מערכת כוכבים. החור השחור במרכז הגלקסיה משחזר עד 50% מכל האנרגיה שצורכת השמש כדי לפלוט עד 4 מיליון טון מהמסה שלה בכל שנייה בצורה של קרינה. השמש יוצרת את אותה כמות אנרגיה עם התגובות התרמו-גרעיניות שלה על פני השטח.

לכן, כאשר כוכב מחובר לערוצי האנרגיה של חור שחור ממרכז הגלקסיה, א כמות נדרשתחורים שחורים שמקבלים אנרגיה ומעבירים אותה למרכז הכוכב.

במרכז השמש יש חור שחור שמקבל אנרגיה מפני השטח שלו, המדע קורא לחורים כאלה חורים לבנים. הופעת כתמים כהים על השמש - חורים שחורים - היא תקופה שבה כוכב מחובר לטעינה מחדש מערוצי האנרגיה של הגלקסיה ו אינו מבשר להתקררות עולמית עתידית או עידן קרח בכדור הארץ, כפי שמציעים מדענים.עבור תחילת ההתקררות הגלובלית על פני כדור הארץ, יש צורך בירידה בטמפרטורה השנתית הממוצעת ב-3 מעלות, מה שעלול להוביל לקרח בצפון אירופה, רוסיה ומדינות סקנדינביה. אבל על פי תצפיות וניטור של מדענים במהלך 50 השנים האחרונות, הטמפרטורה השנתית הממוצעת על פני כדור הארץ לא השתנתה.

גם הערך השנתי הממוצע של קרינת השמש האולטרה סגולה נשאר ברמה הרגילה. במהלך תקופת פעילות השמש, בנוכחות כתמים כהים על השמש, עלייה בפעילות המגנטית של הכוכב / סערות מגנטיות/ בתוך הערכים המקסימליים של כל המחזורים של 11 השנים האחרונות. העובדה היא שלאנרגיה מחור שחור ממרכז הגלקסיה, הנכנסת לחורים השחורים של השמש, יש מגנטיות. לכן, בתקופה עם כתמים כהים, החומר על פני הפוטוספירה של השמש מופעל על ידי השדה המגנטי של הכתמים הללו בצורה של פליטות, קשתות ובולטות, מה שנקרא פעילות שמש מוגברת.

ההנחות הקודרות של מדענים לגבי התקופה הקרובה של התקררות עולמית על פני כדור הארץ אינן ברת קיימא בגלל היעדר מידע אמין על השמש. ההתקררות העולמית או עידני הקרח הקטנים באלף ה-2 לספירה, המצויינות בתחילת המאמר, התרחשו על פי תוכנית עריכת ניסויי אקלים על פני כדור הארץ על ידי יוצרינו ומשקיפים שלנו, ולא עקב כשלים אקראיים בצורת היעדר ארוך של כתמים כהים על השמש.

צפיות 2 341

כתמי שמש

השמש היא היחידה מבין כל הכוכבים שאנו רואים לא כנקודה נוצצת, אלא כדיסק בוהק. הודות לכך, לאסטרונומים יש הזדמנות לחקור פרטים שונים על פני השטח שלו.

מה זה כתמי שמש?

כתמי שמש רחוקים מלהיות תצורות יציבות. הם מתעוררים, מתפתחים ונעלמים, ומופיעים חדשים במקום אלה שנעלמו. מדי פעם נוצרים כתמי ענק. אז, באפריל 1947, נצפתה נקודה מורכבת על השמש: שטחה חורג משטח הפנים הגלובוס 350 פעמים! זה היה נראה בבירור בעין בלתי מזוינת.

כתמי שמש

כתמי שמש גדולים כאלה הבחינו מאז ימי קדם. בכרוניקה של ניקון לשנת 1365, אפשר למצוא אזכור כיצד אבותינו ברוס ראו "כתמים אפלים, כמו מסמרים" על השמש דרך עשן שריפות היער.

מופיעים בקצה המזרחי (השמאלי) של השמש, נע לאורך הדיסק שלה משמאל לימין ונעלמים מאחורי הקצה המערבי (הימני) של אור היום, כתמי שמש מספקים הזדמנות מצוינת לא רק לאמת את סיבוב השמש סביב ציריה , אלא גם כדי לקבוע את תקופת הסיבוב הזה (ליתר דיוק, היא נקבעה מהסטת הדופלר של הקווים הספקטרליים). המדידות הראו: תקופת סיבוב השמש בקו המשווה היא 25.38 ימים (ביחס למתבונן בכדור הארץ הנע - 27.3 ימים), בקווי הרוחב האמצעיים - 27 ימים ובסמוך לקטבים כ-35 ימים. לפיכך, השמש מסתובבת מהר יותר בקו המשווה מאשר בקטבים. סיבוב אזוריגופי תאורה מעידים על מצבו הגזי. החלק המרכזי של נקודה גדולה בטלסקופ נראה שחור לחלוטין. אבל הכתמים נראים כהים רק מכיוון שאנו צופים בהם על רקע פוטוספירה בהירה. אם ניתן היה לשקול את הנקודה בנפרד, אז היינו רואים שהוא זוהר חזק יותר מקשת חשמלית, שכן הטמפרטורה שלו היא בערך 4500 K, כלומר 1500 K פחות מטמפרטורת הפוטוספירה. כתם שמש בגודל בינוני על רקע שמי הלילה ייראה בהיר כמו הירח בירח מלא. רק כתמים פולטים אור לא צהוב, אלא אדמדם.

בדרך כלל הליבה הכהה של נקודה גדולה מוקפת בחציצה אפורה, המורכבת מסיבים רדיאליים בהירים הממוקמים על רקע כהה. כל המבנה הזה נראה בבירור אפילו בטלסקופ קטן.

כתמים בשמש

עוד בשנת 1774, האסטרונום הסקוטי אלכסנדר וילסון (1714-1786), שצפה בנקודות בקצה הדיסקה הסולארית, הגיע למסקנה שכתמים גדולים הם שקעים בפוטוספירה. חישובים נוספים הראו ש"תחתית" כתם השמש נמצאת מתחת למפלס הפוטוספירה בממוצע של 700 ק"מ. במילה אחת, כתמים הם משפכי ענק בפוטוספירה.

מסביב לכתמים בקרני המימן נראה בבירור מבנה המערבולת של הכרומוספרה. מבנה מערבולת זה מעיד על קיומן של תנועות גז עזות סביב המקום. אותה דוגמה נוצרת על ידי סיבי ברזל שמפזרים על יריעת קרטון, אם מניחים מתחתיהם מגנט. הדמיון הזה הוביל את האסטרונום האמריקאי ג'ורג' הייל (1868-1938) לחשוד שכתמי שמש הם מגנטים ענקיים.

הייל ידע שקווים ספקטרליים מתפצלים כאשר הגז הפולט ממוקם בשדה מגנטי (מה שנקרא זימן מתפצל).וכאשר השווה האסטרונום את גודל הפיצול שנצפה בספקטרום כתמי השמש עם תוצאות ניסויי מעבדה עםגז בשדה מגנטי, הוא גילה שהשדות המגנטיים של כתמים גדולים אלפי מונים מההשראת השדה המגנטי של כדור הארץ. עוצמת השדה המגנטי על פני כדור הארץ היא בערך 0.5 אוסטרד. ובכתמי שמש זה תמיד יותר מ-1500 אוסטרד - לפעמים זה מגיע ל-5000 אוסטרד!

גילוי האופי המגנטי של כתמי השמש הוא אחת התגליות החשובות באסטרופיזיקה בתחילת המאה ה-20. בפעם הראשונה נמצא שלא רק לכדור הארץ שלנו, אלא גם לגרמי שמיים אחרים יש תכונות מגנטיות. השמש באה לידי ביטוי מבחינה זו. רק לכוכב הלכת שלנו יש שדה מגנטי דיפול קבוע עם שני קטבים, ולשדה המגנטי של השמש יש מבנה מורכב, ויתרה מכך, הוא "מתהפך", כלומר משנה את הסימן, או הקוטביות שלו. ולמרות שכתמי שמש הם מגנטים חזקים מאוד, השדה המגנטי הכולל של השמש רק לעתים רחוקות עולה על 1 אוסטרד, שהוא גדול פי כמה מהשדה הממוצע של כדור הארץ.

שדה מגנטי חזק בקבוצת כתמי שמש דו-קוטבית

השדה המגנטי החזק של הכתמים הוא בדיוק הסיבה לטמפרטורה הנמוכה שלהם. הרי השדה יוצר שכבת בידוד מתחת לנקודה ובשל כך הוא מאט בחדות את תהליך ההסעה - הוא מפחית את זרימת האנרגיה ממעמקי הכוכב.

כתמים גדולים מעדיפים להופיע בזוגות. כל זוג כזה ממוקם כמעט במקביל לקו המשווה. הנקודה המובילה, או הראש, נעה בדרך כלל קצת יותר מהר מהנקודה הנגררת (הזנב). לכן, במהלך הימים הראשונים, הכתמים מתרחקים זה מזה. במקביל, גודל הכתמים גדל.

לעתים קרובות, מופיעה "שרשרת" של כתמים קטנים בין שני הכתמים העיקריים. לאחר שזה קורה, נקודת הזנב עשויה לעבור ריקבון מהיר ולהיעלם. נשאר רק הכתם המוביל, שיורד לאט יותר וחי בממוצע פי 4 יותר מאשר בן לוויה. תהליך התפתחות דומה אופייני כמעט לכל קבוצה גדולה של כתמי שמש. רוב הכתמים חיים רק כמה ימים (אפילו כמה שעות!), בעוד שאחרים נמשכים כמה חודשים.

כתמים, שקוטרם מגיע ל-40-50 אלף ק"מ, ניתן לראות דרך מסנן אור (זכוכית מעושנת בצפיפות) בעין בלתי מזוינת.

מהן התלקחויות שמש?

ב-1 בספטמבר 1859, שני אסטרונומים אנגלים, ריצ'רד קרינגטון וס. הודג'סון, שצפו באופן עצמאי בשמש באור לבן, ראו משהו כמו ברק מהבהב פתאום בין קבוצה אחת של כתמי שמש. זו הייתה התצפית הראשונה על תופעה חדשה, שעדיין לא ידועה, על השמש; מאוחר יותר זה נקרא התלקחות סולארית.

מהי התלקחות סולארית? בקיצור, זהו הפיצוץ החזק ביותר על השמש, וכתוצאה מכך משתחררת במהירות כמות עצומה של אנרגיה שהצטברה בנפח מוגבל של אטמוספירת השמש.

לרוב, הבזקים מתרחשים באזורים ניטרליים הממוקמים בין כתמים גדולים בקוטביות הפוכה. בדרך כלל, התפתחות התלקחות מתחילה בעלייה פתאומית של בהירות אזור ההתלקחות - אזור של פוטוספירה בהירה יותר, ומכאן חמה יותר. אז מתרחש פיצוץ קטסטרופלי, שבמהלכו פלזמת השמש מתחממת ל-40-100 מיליון K. הדבר מתבטא בהגברה מרובה של קרינת השמש הקצרה בגלים (אולטרה סגול וקרני רנטגן), וכן בעלייה. ב"קול הרדיו" של אור היום ובשחרור גופי שמש מואצים (חלקיקים). ובכמה מההתלקחויות העוצמתיות ביותר, נוצרות אפילו קרני שמש קוסמיות, שהפרוטונים שלהן מגיעים למהירויות השווה למחצית ממהירות האור. לחלקיקים כאלה יש אנרגיה קטלנית. הם מסוגלים לחדור כמעט באין מפריע חלליתולהרוס את התאים של אורגניזם חי. לכן, קרני השמש עלולות להוות סכנה רצינית לצוות שנלכד במהלך הטיסה בהבזק פתאומי.

לפיכך, התלקחויות שמש פולטות קרינה בצורה של גלים אלקטרומגנטיים ובצורת חלקיקי חומר. הגברה של קרינה אלקטרומגנטית מתרחשת בטווח רחב של אורכי גל - מקרני רנטגן וקרני גמא קשות ועד לגלי רדיו של קילומטרים. במקרה זה, השטף הכולל של הקרינה הנראית תמיד נשאר קבוע עד לשברירי אחוזים. התלקחויות חלשות על השמש מתרחשות כמעט תמיד, וגדולות - אחת לכמה חודשים. אבל במהלך שנות פעילות השמש המרבית, מתרחשות התלקחויות שמש גדולות מספר פעמים בחודש. בדרך כלל הבזק קטן נמשך 5-10 דקות; הכי חזק - כמה שעות. במהלך הזמן הזה, ענן פלזמה במסה של עד 10 מיליארד טון נפלט לחלל הקרוב לשמש ומשתחררת אנרגיה ששווה ערך לפיצוץ של עשרות ואף מאות מיליוני פצצות מימן! עם זאת, עוצמתם של אפילו ההתלקחויות הגדולות ביותר אינה עולה על מאיות האחוז מעוצמת קרינת השמש הכוללת. לכן, במהלך הבזק, אין עלייה ניכרת באור היום שלנו.

במהלך הטיסה של הצוות הראשון בתחנת המסלול האמריקאית Skylab (מאי-יוני 1973), הם הצליחו לצלם את הפלאש לאור אדי ברזל בטמפרטורה של 17 מיליון K, שאמורה להיות חמה יותר מאשר במרכז א. כור היתוך סולארי. ובשנים האחרונות תועדו פולסים של קרינת גמא מכמה התלקחויות.

דחפים כאלה כנראה חייבים את מקורם הַשׁמָדָהזוגות אלקטרונים-פוזיטרון. ידוע שהפוזיטרון הוא האנטי-חלקיק של האלקטרון. יש לו מסה זהה לאלקטרון, אבל יש לו מטען חשמלי הפוך. כאשר אלקטרון ופוזיטרון מתנגשים, מה שיכול לקרות בהתלקחויות שמש, הם מושמדים מיד, והופכים לשני פוטונים של קרני גמא.

כמו כל גוף מחומם, השמש פולטת גלי רדיו ללא הרף. תֶרמִי פליטת רדיו מהשמש השקטה,כשאין עליו כתמים והבזקים, זה כל הזמן מגיע מהכרומוספירה הן בגלי מילימטר וסנטימטר, והן מהקורונה בגלי מטר. אבל ברגע שמופיעים כתמים גדולים, מתרחש הבזק, חזק פרצי רדיו...ואז פליטת הרדיו של השמש גדלה בפתאומיות באלפי או אפילו מיליוני פעמים!

התהליכים הפיזיים המובילים להופעת התלקחויות שמש מורכבים מאוד ועדיין לא מובנים. עם זאת, עצם הופעתן של התלקחויות שמש כמעט אך ורק בקבוצות גדולות של כתמי שמש מעידה על הקשר של התלקחויות עם שדות מגנטיים חזקים על השמש. והבזק הוא, ככל הנראה, לא יותר מפיצוץ גרנדיוזי שנגרם על ידי דחיסה פתאומית של הפלזמה הסולארית תחת לחץ של שדה מגנטי חזק. האנרגיה של השדות המגנטיים, המשתחררת איכשהו, היא שיוצרת התלקחות סולארית.

קרינה מהתלקחויות שמש מגיעה לעתים קרובות לכוכב הלכת שלנו, בעלת השפעה חזקה על השכבות העליונות של האטמוספירה של כדור הארץ (יונוספירה). הם גם מובילים להופעתם של סופות מגנטיות וזוהר אור, אבל זה סיפור קדימה.

מקצבי השמש

ב-1826 החל האסטרונום הגרמני החובב, הרוקח היינריך שוואבה (1789-1875) מדסאו, בתצפיות ובשרטוטים שיטתיים של כתמי שמש. לא, הוא לא התכוון ללמוד את השמש בכלל - הוא התעניין במשהו אחר לגמרי. באותה תקופה חשבו שכוכב לכת לא ידוע נע בין השמש למרקורי. ומכיוון שאי אפשר היה לראות אותו ליד כוכב בהיר, שוואבה החליט לצפות בכל מה שנראה בדיסק השמש. אחרי הכל, אם כוכב לכת כזה באמת קיים, אז במוקדם או במאוחר הוא בהחלט יעבור דרך הדיסק של השמש בצורה של עיגול שחור קטן או נקודה. והנה היא סוף סוף "תיתפס"!

עם זאת, שוואבה, במילותיו שלו, "יצא לחפש את חמוריו של אביו, מצא ממלכה". בשנת 1851, קוסמוס של אלכסנדר הומבולדט (1769-1859) פרסם את תוצאות התצפיות של שוואבה, מהן נובע שמספר כתמי השמש גדל וירד באופן סדיר למדי לאורך תקופה של 10 שנים. מחזוריות זו בשינוי במספר כתמי השמש, נקראה מאוחר יותר מחזור של 11 שנים של פעילות סולארית,התגלה על ידי היינריך שוואבה ב-1843. תצפיות שלאחר מכן אישרו תגלית זו, והאסטרונום השוויצרי רודולף וולף (1816-1893) הבהיר כי המקסימום של מספר כתמי השמש חוזר בממוצע לאחר 11.1 שנים.

אז, מספר הכתמים משתנה מיום ליום ומשנה לשנה. על מנת לשפוט את מידת פעילות השמש על סמך ספירת כתמי שמש, הציג וולף ב-1848 את המושג של המספר היחסי של כתמי השמש, או מה שנקרא מספרי זאב.אם נסמן ב-g את מספר קבוצות הכתמים, וב-f את המספר הכולל של הכתמים, אזי מספר הזאב - W - מבוטא בנוסחה:

מספר זה, שקובע את מידת הפעילות של יצירת הכתמים של השמש, לוקח בחשבון הן את מספר קבוצות כתמי השמש והן את מספר כתמי השמש עצמם שנצפו ביום מסוים. יתרה מכך, כל קבוצה משווה לעשר יחידות, וכל נקודה נלקחת כיחידה. הציון הכולל של היום - מספר הזאב היחסי - הוא סכום המספרים הללו. נניח שאנו רואים 23 כתמים על השמש, היוצרים שלוש קבוצות. אז מספר הזאב בדוגמה שלנו יהיה: W = 10 3 + 23 = 53. בתקופות של פעילות שמש מינימלית, כאשר אין נקודה אחת על השמש, הוא הופך לאפס. אם נצפה נקודה בודדת על השמש, אזי מספר הזאב יהיה שווה ל-11, ובימים של פעילות שמש מרבית הוא לפעמים יותר מ-200.

עקומת המספר החודשי הממוצע של כתמי שמש מראה בבירור את אופי השינוי בפעילות השמש. נתונים כאלה זמינים משנת 1749 ועד היום. ממוצע של למעלה מ-200 שנים קבע את תקופת השינוי בכתמי השמש להיות 11.2 שנים. נכון, במהלך 60 השנים האחרונות, מהלך פעילות יצירת הכתמים של כוכב היום שלנו הואץ מעט ותקופה זו ירדה ל-10.5 שנים. בנוסף, משך הזמן שלו משתנה במידה ניכרת ממחזור למחזור. לכן, אנחנו לא צריכים לדבר על המחזוריות של פעילות השמש, אלא על מחזוריות. המחזור של אחת עשרה שנים הוא התכונה החשובה ביותר של השמש שלנו.

לאחר שגילה את השדה המגנטי של כתמי שמש בשנת 1908, ג'ורג' הייל גילה ו חוק ההחלפה של הקוטביות שלהם.כבר אמרנו שבקבוצה המפותחת יש שני ספוטים גדולים - שני מגנטים גדולים. יש להם קוטביות הפוכה. גם רצף הקוטביות בחצי הכדור הצפוני והדרומי של השמש הוא תמיד הפוך. אם בחצי הכדור הצפוני לנקודה המובילה (הראש) יש, למשל, קוטביות צפונית, ולנקודה הנגררת (הזנב) יש קוטביות דרומית, אז בחצי הכדור הדרומי של אור היום התמונה תהיה הפוכה: הנקודה המובילה היא עם קוטביות דרומית, והנקודה הנגררת היא עם קוטביות צפונית. אבל הדבר המדהים ביותר הוא שבמחזור של 11 השנים הבאות, הקוטביות של כל כתמי השמש בקבוצות בשני ההמיספרות של השמש מתהפכים, ועם תחילתו של מחזור חדש, הם חוזרים למצבם המקורי. לכן, מחזור מגנטי סולאריבן 22 בערך. לכן, אסטרונומים סולאריים רבים מחשיבים את המחזור העיקרי בן 22 השנים של פעילות השמש הקשור לשינוי בקוטביות של השדה המגנטי בכתמי שמש.

זה זמן רב ידוע כי עם הזמן עם השינוי במספר הכתמים על השמש, משתנים אזורי אתרי הלפידים ועוצמתן של התלקחויות שמש. תופעות אלו ואחרות המתרחשות Vאטמוספירה של השמש, המכונה כעת פעילות סולארית.האלמנט הנגיש ביותר שלו לתצפית הם קבוצות גדולותכתמי שמש.

עכשיו הגיע הזמן לענות אולי על השאלה המסקרנת ביותר: "מאיפה מגיעה פעילות השמש וכיצד להסביר את תכונותיה?"

מכיוון שהגורם הקובע בפעילות השמש הוא השדה המגנטי, הופעה והתפתחות של קבוצת כתמים דו-קוטבית - אזור פעיל על השמש - יכולה להיות מיוצגת כתוצאה מעלייה הדרגתית לאטמוספירה הסולארית של צרור מגנטי ענק או צינור שיוצא מנקודה אחת ויוצר קשת, נכנס לנקודה אחרת. במקום שבו הצינור יוצא מהפוטוספירה, יש נקודה עם קוטביות אחת של השדה המגנטי, ושם הוא נכנס לפוטוספירה בחזרה - בקוטביות הפוכה. לאחר זמן מה, הצינור המגנטי הזה קורס, ושרידי החבל המגנטי שוקעים בחזרה מתחת לפוטוספירה והאזור הפעיל בשמש נעלמים. במקרה זה, חלק מקווי השדה המגנטי נכנס לכרומוספרה ולקורונה הסולרית. כאן השדה המגנטי, כביכול, מזמין את הפלזמה הנעה, וכתוצאה מכך חומר השמש נע לאורך קווי השדה המגנטי. זה נותן לכתר מראה זוהר. העובדה שאזורים פעילים על השמש נקבעים על ידי צינורות כוח מגנטי כבר אינה מוטלת בספק בקרב מדענים. השפעות מגנטו-הידרודינמיות מסבירות גם את היפוך קוטביות השדה בקבוצות דו-קוטביות של כתמי שמש. אבל אלה הם רק הצעדים הראשונים לקראת בניית תיאוריה מבוססת מדעית שיכולה להסביר את כל התכונות הנצפות של פעילותו של האור הגדול.

מספרי זאב שנתיים ממוצעים מ-1947 עד 2001

פוטוספירה של השמש

הסבר על התרחשותם של אזורים מגנטיים דו-קוטביים על השמש. צינור מגנטי ענק יוצא מאזור ההסעה אל האטמוספירה הסולארית

אז על השמש מאבק נצחיבין כוחות הלחץ של גז חם לכוח המשיכה המפלצתי. ושדות מגנטיים סבוכים מפריעים לקרינה. ברשתות שלהם מתעוררים כתמים ונהרסים. פלזמה בטמפרטורה גבוהה עפה מעלה או גולשת מהקורונה לאורך קווי הכוח המגנטיים. איפה עוד אפשר למצוא דבר כזה?! רק על כוכבים אחרים, אבל הם נורא רחוקים מאיתנו! ורק על השמש נוכל לצפות במאבק הנצחי הזה של כוחות הטבע, שנמשך כבר 5 מיליארד שנים. ורק כוח המשיכה ינצח בו!

"הדים" של התלקחויות שמש

ב-23 בפברואר 1956 סומנו תחנות שירות השמש אוֹרהבזק החזק ביותר. פיצוץ של כוח חסר תקדים זרק ענני ענק של פלזמה ליבון לחלל הקרוב לשמש - כל אחד מהם פעמים רבות. יותר אדמה! ועם מהירות של יותר מ-1000 קמ"ש, הם מיהרו לעבר הפלנטה שלנו. ההדים הראשונים של האסון הזה הגיעו אלינו במהירות דרך התהום הקוסמית. כ-8.5 דקות לאחר תחילת ההתפרצות, שטף מוגבר מאוד של קרני אולטרה סגול וקרני רנטגן הגיע לשכבות העליונות של האטמוספירה של כדור הארץ - היונוספירה, הגביר את החימום והיינון שלה. זה הוביל להידרדרות חדה ואף להפסקה זמנית של תקשורת רדיו עם גלים קצרים, מכיוון שבמקום להשתקף מהיונוספירה, כמו ממסך, הם החלו להיספג בה באופן אינטנסיבי ...

שינוי הקוטביות המגנטית של כתמי שמש

לפעמים, בהבזקים חזקים מאוד, הפרעות הרדיו נמשכות מספר ימים ברציפות, עד שהמאורה חסרת המנוחה "חוזרת לשגרה". התלות מתוארת כאן בצורה כה ברורה עד שניתן להשתמש בתדירות של הפרעה כזו כדי לשפוט את רמת הפעילות הסולארית. אבל ההפרעות העיקריות הנגרמות על פני כדור הארץ על ידי פעילות ההתלקחות של הכוכב לפנינו.

בעקבות קרינת הגלים הקצרים (אולטרה סגול וקרני רנטגן) של הפלנטה שלנו, מגיע זרם של קרני שמש בעלות אנרגיה גבוהה. נכון, המעטפת המגנטית של כדור הארץ מגינה עלינו בצורה אמינה למדי מפני הקרניים הקטלניות הללו. אבל עבור אסטרונאוטים העובדים בשטח פתוח, הם מהווים סכנה חמורה מאוד: החשיפה יכולה בקלות לחרוג מהמינון המותר. לכן כ-40 מצפה כוכבים בעולם משתתפים ללא הרף בשירות הסיור של השמש - הם עורכים תצפיות רציפות על פעילות ההתלקחות של כוכב היום.

ניתן לצפות להתפתחות נוספת של תופעות גיאופיזיות על פני כדור הארץ תוך יום או יומיים לאחר ההתפרצות. הזמן הזה - 30-50 שעות - נדרש כדי שענני פלזמה יגיעו ל"סביבות כדור הארץ". אחרי הכל, התלקחות סולארית היא משהו כמו אקדח חלל שנורה לתוך החלל הבין-פלנטרי עם גופיות - חלקיקי חומר שמש: אלקטרונים, פרוטונים (גרעיני אטומי מימן), חלקיקי אלפא (גרעינים של אטומי הליום). מסת הגופות שהתפרצו בהתפרצות הפברואר 1956 הסתכמה במיליארדי טונות!

ברגע שענני חלקיקי השמש התנגשו בכדור הארץ, מחטי המצפן זינקו, ושמי הלילה מעל כוכב הלכת היו מעוטרים בהבזקים רב-צבעוניים של זוהר השמש. בקרב החולים התקפי הלב הפכו תכופים יותר, ומספר תאונות הדרכים גדל.

סוגי השפעות של התלקחות שמש על כדור הארץ

למה יש סערות מגנטיות, זוהר השמש... פשוטו כמשמעו כל הגלובוס רעד בלחץ של עננים גופניים ענקיים: רעידות אדמה התרחשו באזורים סייסמיים רבים 2 . וככל הנראה, לסיום הכל, משך היום השתנה בפתאומיות של עד 10 ... מיקרו שניות!

מחקר החלל הראה שהכדור מוקף במגנטוספירה, כלומר, קליפה מגנטית; בתוך המגנטוספרה, עוצמת השדה המגנטי הארצי גוברת על עוצמתו של השדה הבין-פלנטרי. וכדי שלהתלקחות תהיה השפעה על המגנטוספירה של כדור הארץ ועל כדור הארץ עצמו, היא חייבת להתרחש בזמן שהאזור הפעיל בשמש ממוקם ליד מרכז דיסקת השמש, כלומר, הוא מכוון לכיוון שלנו. כוכב לכת. אחרת, כל קרינת ההתלקחות (אלקטרומגנטית וגופית) תמהר הצידה.

לפלזמה, אשר ממהרת מפני השטח של השמש לחלל החיצון, יש צפיפות מסוימת והיא מסוגלת להפעיל לחץ על כל מכשול שנתקל בדרכה. מכשול כה משמעותי הוא השדה המגנטי של כדור הארץ - המגנטוספירה שלו. זה נוגד את זרימת החומר הסולארי. מגיע רגע שבו שני הלחצים מאוזנים בעימות הזה. אז הגבול של המגנטוספירה של כדור הארץ, דחוס על ידי זרימת הפלזמה הסולארית מצד היום, נקבע במרחק של כ-10 רדיוסי כדור הארץ מפני השטח של כוכב הלכת שלנו, והפלזמה, שאינה מסוגלת לנוע ישר, מתחילה לזרום. מסביב למגנטוספירה. במקרה זה, חלקיקי החומר הסולארי מותחים את קווי השדה המגנטי שלו, ובצד הלילה של כדור הארץ (בכיוון ההפוך מהשמש), נוצרת פלומה (זנב) ארוכה ליד המגנטוספרה, המשתרעת מעבר לכדור הארץ. מסלול הירח. כדור הארץ עם הקליפה המגנטית שלו נמצא בתוך הזרימה הגופנית הזו. ואם ניתן להשוות את רוח השמש הרגילה, הזורמת ללא הרף מסביב למגנטוספירה, עם רוח קלה, אזי הזרימה המהירה של גופיות הנוצרות על ידי התלקחות סולארית עוצמתית היא כמו הוריקן נוראי. כאשר סופת הוריקן כזו פוגעת בקליפה המגנטית של כדור הארץ, היא נדחסת ביתר שאת מצד החמניות ו סערה מגנטית.

לפיכך, פעילות השמש משפיעה על מגנטיות יבשתית. עם התחזקותו, התדירות והעוצמה של סערות מגנטיות גדלות. אבל הקשר הזה מורכב למדי ומורכב משרשרת שלמה של אינטראקציות פיזיות. החוליה העיקרית בתהליך זה היא זרימה מוגברת של גופיות המתרחשת במהלך התלקחויות שמש.

חלק מהגופיות האנרגטיות בקווי הרוחב הקוטביים פורצים מהמלכודת המגנטית אל האטמוספירה של כדור הארץ. ואז, בגבהים שבין 100 ל-1000 ק"מ, פרוטונים ואלקטרונים מהירים, המתנגשים עם חלקיקי אוויר, מעוררים אותם וגורמים להם להאיר. כתוצאה מכך, יש אורות הקוטב.

"התחייה" תקופתית של המאורה הגדולה היא תופעה טבעית. כך, למשל, לאחר התלקחות סולארית גרנדיוזית שנצפתה ב-6 במרץ 1989, זרמים גופניים ריגשו ממש את כל המגנטוספירה של הפלנטה שלנו. כתוצאה מכך פרצה סערה מגנטית חזקה על כדור הארץ. הוא היה מלווה באאורורה בוריאליס מדהימה, שהגיעה לאזור הטרופי באזור חצי האי קליפורני! שלושה ימים לאחר מכן, התרחשה התפרצות עוצמתית חדשה, ובלילה שבין 13 ל-14 במרץ, גם תושבי החוף הדרומי של קרים התפעלו מההבזקים הקסומים שנפרשו בשמים זרועי הכוכבים מעל השיניים הסלעיות של איי-פטרי. זה היה מראה ייחודי, בדומה לזוהר של שריפה שפקדה מיד את חצי השמים.

כל ההשפעות הגיאופיזיות שהוזכרו כאן - סופות יונוספריות ומגנטיות ואורורות - הן חלק בלתי נפרד מהבעיה המדעית המורכבת ביותר שנקראת בעיית השמש-כדור הארץ.עם זאת, השפעת פעילות השמש על כדור הארץ אינה מוגבלת לכך. ה"נשימה" של אור היום באה לידי ביטוי כל הזמן בשינויים במזג האוויר ובאקלים.

האקלים אינו אלא משטר מזג אוויר ארוך טווח באזור נתון, והוא נקבע על פי מיקומו הגיאוגרפי על פני הגלובוס ואופי התהליכים האטמוספריים.

מדעני לנינגרד ממכון המחקר של הקוטב הצפוני והאנטארקטי הצליחו לגלות שבמהלך השנים של פעילות סולארית מינימלית, שוררת זרימת אוויר רוחב. במקרה זה, מזג האוויר בחצי הכדור הצפוני רגוע יחסית. בשנות המקסימום, להיפך, מתעצמת המחזור המרידיוני, כלומר יש חילופי מסות אוויר אינטנסיביים בין האזור הטרופי והקוטב. מזג האוויר הופך לא יציב, יש סטיות משמעותיות מהנורמות האקלימיות ארוכות הטווח.

מערב אירופה: האיים הבריטיים באזור של ציקלון חזק. צילום מהחלל

1 כולם צריכים לזכור שבשום מקרה אסור להסתכל על השמש מבלי להגן על העיניים עם מסננים כהים. אז אתה יכול לאבד את הראייה באופן מיידי

2מדען סניף מורמנסק של האגודה האסטרונומית והגיאודטית של רוסיה (יושב ראשה) ויקטור יבגנייביץ' טרושנקוב חקר את השפעת פעילות השמש על הטקטוניקה של כדור הארץ. הניתוח החוזר ונשנה של הפעילות הסייסמית של כוכב הלכת שלנו במשך 230 שנה (1750-1980) שבוצע על ידו ברמה הגלובלית הראה נוכחות של קשר ליניארי בין הסייסמיות של כדור הארץ (רעידות אדמה) וסופות שמש.