אף אחד יצור חילא יגדל ללא אור שמש. הכל יקמל, במיוחד הצמחים. אפילו משאבי טבע - פחם, גז טבעי, נפט - הם סוג של אנרגיה סולאריתשהופסקה. עדות לכך היא הפחמן הכלול בהם, שנצבר על ידי צמחים. לדברי מדענים, כל שינוי בהפקת האנרגיה מהשמש יוביל בהכרח לשינוי באקלים של כדור הארץ. מה אנחנו יודעים על השינויים האלה? מהם כתמי שמש, התלקחויות ומהם המראה שלהם טומן בחובו עבורנו?

מקור חיים

כוכב בשם השמש הוא מקור החום והאנרגיה שלנו. הודות למאור הזה, החיים נתמכים על פני כדור הארץ. אנחנו יודעים יותר על השמש מאשר על כל כוכב אחר. זה מובן, כי אנחנו חלק ממערכת השמש ונמצאים רק 150 מיליון ק"מ ממנה.

עבור מדענים, כתמי שמש שעולים, מתפתחים ונעלמים, ומופיעים חדשים במקום נעלמו, מעוררים עניין רב. לפעמים יכולים להיווצר כתמי ענק. לדוגמה, באפריל 1947, ניתן היה להבחין בכתם שמש מורכב על השמש ששטחו עולה על פני כדור הארץ 350 פעמים! ניתן היה לראות זאת בעין בלתי מזוינת.

לימוד תהליכים על גוף התאורה המרכזי

ישנם מצפה כוכבים גדולים העומדים לרשותם טלסקופים מיוחדים לחקר השמש. הודות לציוד כזה, אסטרונומים יכולים לגלות אילו תהליכים מתרחשים על השמש וכיצד הם משפיעים על החיים על פני כדור הארץ. בנוסף, על ידי חקר תהליכי שמש, מדענים יכולים ללמוד עוד על עצמים כוכביים אחרים.

אנרגיה סולארית פנימה שכבת פני השטחמתגלה כאור. אסטרונומים רושמים הבדל משמעותי בפעילות השמש, כפי שמעידים כתמי שמש המופיעים על הכוכב. הם אזורים פחות בהירים וקרים יותר של הדיסק הסולארי בהשוואה לבהירות הכללית של הפוטוספירה.

תצורות שמש

כתמים גדולים הם די מורכבים. הם מאופיינים בחציצה שמקיפה את האזור הכהה של הצל ובעלת קוטר שהוא יותר מפי שניים מגודל הצל עצמו. אם אתה מתבונן בכתמי שמש על קצה הדיסק של המנורה שלנו, אז יש רושם שמדובר בצלחת עמוקה. זה נראה כך מכיוון שהגז בנקודות שקוף יותר מאשר באטמוספירה שמסביב. לכן, המבט שלנו חודר עמוק יותר. טמפרטורת צל 3(4) x 10 3 K.

אסטרונומים מצאו שבסיסו של כתם שמש טיפוסי נמצא 1500 ק"מ מתחת לפני השטח המקיף אותו. תגלית זו נעשתה על ידי מדענים מאוניברסיטת גלזגו בשנת 2009. בראש הקבוצה האסטרונומית עמד פ. ווטסון.

טמפרטורה של תצורות שמש

מעניין שמבחינת גודל, כתמי שמש יכולים להיות גם קטנים, בקוטר של 1000 עד 2000 ק"מ וגם ענקיים. האחרונים גדולים בהרבה מ הגלובוס.

הנקודה עצמה היא המקום שבו השדות המגנטיים החזקים ביותר נכנסים לפוטוספירה. הפחתת זרימת האנרגיה, שדות מגנטיים מגיעים מחלקה הפנימי של השמש. לכן, על פני השטח, במקומות שבהם יש כתמים בשמש, הטמפרטורה נמוכה בכ-1500 K מאשר על פני השטח שמסביב. בהתאם לכך, תהליכים אלו הופכים את המקומות הללו לפחות בהירים.

תצורות כהות על השמש יוצרות קבוצות של כתמים גדולים וקטנים שיכולים לתפוס שטח מרשים בדיסק הכוכב. עם זאת, דפוס התצורות אינו יציב. הוא משתנה כל הזמן, מכיוון שגם כתמי שמש אינם יציבים. הם, כאמור לעיל, מתעוררים, משתנים בגודלם ומתפוררים. עם זאת, משך החיים של קבוצות של תצורות אפלות הוא ארוך למדי. זה יכול להימשך 2-3 סיבובי שמש. תקופת הסיבוב של השמש עצמה נמשכת כ-27 ימים.

תגליות

כאשר השמש שוקעת מתחת לאופק, אתה יכול לראות את הכתמים של מידה גדולה. כך חקרו אסטרונומים סינים את פני השמש לפני 2000 שנה. בימי קדם, האמינו שכתמים הם תוצאה של תהליכים המתרחשים על פני כדור הארץ. במאה ה-17, דעה זו הופרכה על ידי גלילאו גליליי. הודות לשימוש בטלסקופ, הוא הצליח לגלות תגליות חשובות רבות:

• על הופעת כתמים והיעלמותם;
• על שינויים בגודל ותצורות כהות;
• הצורה שלכתמים שחורים על השמש משתנה כשהם מתקרבים לגבול הדיסק הנראה;
• על ידי חקר התנועה של כתמים כהים בדיסק השמש, גלילאו הוכיח את סיבוב השמש.

בין כל הכתמים הקטנים בולטים בדרך כלל שניים גדולים, היוצרים קבוצה דו-קוטבית.

ב-1 בספטמבר 1859, ללא תלות זה בזה, שני אסטרונומים אנגלים צפו בשמש באור לבן. הם היו ר' קרינגטון וס' הודג'סון. הם ראו משהו כמו ברק. זה הבזיק לפתע בין קבוצה אחת של כתמי שמש. תופעה זו כונתה מאוחר יותר התלקחות סולארית.

פיצוצים

מהם המאפיינים של התלקחויות שמש וכיצד הן מתרחשות? בקצרה: זהו פיצוץ חזק מאוד על גוף התאורה הראשי. בזכותו משתחררת במהירות כמות עצומה של אנרגיה שהצטברה באטמוספירה הסולארית. כידוע, נפח האטמוספרה הזו מוגבל. רוב ההתפרצויות מתרחשות באזורים הנחשבים ניטרליים. הם ממוקמים בין כתמים דו-קוטביים גדולים.

ככלל, התלקחויות שמש מתחילות להתפתח עם עלייה חדה ובלתי צפויה בבהירות באתר ההתלקחות. זהו האזור של הפוטוספירה הבהירה והחמה יותר. לאחר מכן מגיע פיצוץ בממדים קטסטרופליים. במהלך הפיצוץ, הפלזמה מחוממת מ-40 ל-100 מיליון K. ניתן לראות ביטויים אלה בהגברה המרובה של קרינת אולטרה סגול וקרני רנטגן של גלים קצרים של השמש. בנוסף, המנורה שלנו פולטת צליל עוצמתי וזורקת גופיות מואצות.

אילו תהליכים מתרחשים ומה קורה לשמש במהלך התלקחויות?

לפעמים יש התלקחויות חזקות כאלה שמייצרות קרני שמש קוסמיות. פרוטוני הקרנה הקוסמית מגיעים למחצית ממהירות האור. חלקיקים אלו הם נשאים של אנרגיה קטלנית. הם יכולים בקלות לחדור לגוף חלליתולהרוס אורגניזמים חיים ברמה התאית. לכן, חלליות סולאריות מהוות סכנה גבוהה לצוות, אשר נכבש על ידי הבזק פתאומי במהלך הטיסה.

אז, השמש פולטת קרינה בצורה של חלקיקים וגלים אלקטרומגנטיים. שטף הקרינה הכולל (הנראה לעין) נשאר קבוע בכל עת. ומדויק עד שבריר אחוז. תמיד ניתן להבחין בהבזקים חלשים. הגדולים קורים כל כמה חודשים. במהלך שנות פעילות השמש המקסימלית נצפות התלקחויות גדולות מספר פעמים בחודש.

על ידי לימוד מה קורה לשמש במהלך התלקחויות, אסטרונומים הצליחו למדוד את משך התהליכים הללו. הבזק קטן נמשך בין 5 ל-10 דקות. החזק ביותר - עד מספר שעות. במהלך ההתלקחות, פלזמה עם מסה של עד 10 מיליארד טון נפלטת לחלל סביב השמש. זה משחרר אנרגיה שיש לה שווה ערך לעשרות עד מאות מיליוני פצצות מימן! אבל הכוח של אפילו ההתלקחויות הגדולות ביותר לא יהיה יותר ממאית האחוז מעוצמת קרינת השמש הכוללת. לכן אין עלייה ניכרת בבהירות השמש במהלך התלקחות.

טרנספורמציות סולאריות

5800 K היא בערך אותה טמפרטורה על פני השמש, ובמרכזה היא מגיעה ל-16 מיליון K. בועות (גרנולריות) נצפו על פני השמש. ניתן לראות אותם רק בטלסקופ סולארי. באמצעות תהליך ההסעה באטמוספירה הסולארית, שכבות תחתונותאנרגיה תרמית מועברת לפוטוספירה ונותנת לה מבנה מוקצף.

לא רק הטמפרטורה על פני השמש ובמרכזה שונה, אלא גם הצפיפות בלחץ. עם העומק, כל האינדיקטורים גדלים. מכיוון שהטמפרטורה בליבה גבוהה מאוד, מתרחשת שם תגובה: מימן הופך להליום, ובמקרה זה משתחררת כמות עצומה של חום. לפיכך, השמש נשמרת מלהיות דחוסה על ידי כוח המשיכה שלה.

מעניין לציין שהאור שלנו הוא כוכב טיפוסי יחיד. מסת וגודל הכוכב קוטר השמש, בהתאמה: 99.9% ממסת העצמים מערכת השמשו-1.4 מיליון ק"מ. לשמש, כמו לכוכב, יש 5 מיליארד שנים לחיות. זה יתחמם בהדרגה ויגדל בגודלו. בתיאוריה, יגיע הרגע שבו כל המימן בליבה המרכזית ימומש. השמש תהיה פי 3 מגודלה הנוכחי. כתוצאה מכך הוא יתקרר ויהפוך לגמד לבן.

הִתהַוּוּת

הופעת כתם שמש: קווים מגנטיים חודרים לפני השטח של השמש

הכתמים מופיעים כתוצאה מהפרעות סעיפים בודדים שדה מגנטישמש. בתחילת תהליך זה קרן של קווים מגנטיים "פורצת" דרך הפוטוספירה לאזור הקורונה ומאטה את תנועת ההסעה של הפלזמה בתאי הגרנולציה, ומונעת העברת אנרגיה מהאזורים הפנימיים אל החוץ באלה. מקומות. לפיד מופיע ראשון במקום הזה, קצת אחר כך ומערבה - נקודה קטנה הנקראת הגיע הזמן, בגודל של כמה אלפי קילומטרים. תוך מספר שעות, גודל האינדוקציה המגנטית גדל (בערכים התחלתיים של 0.1 טסלה), וגודל 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.

משך החיים של כתמים מגיע למספר חודשים, כלומר ניתן לראות כתמים בודדים במהלך מספר סיבובים של השמש סביב עצמה. 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 שחי רק כמה ימים, או שני כתמים, עם קווים מגנטיים המכוונים מאחד לשני.

הראשונה שהופיעה בקבוצה כפולה כזו נקראת נקודת P (אנגלית קודמת), העתיקה שבהן היא נקודת F (אנגלית הבאה).

רק מחצית מהכתמים חיים יותר מיומיים, ורק עשירית שורדת את רף 11 הימים.

קבוצות כתמי שמש נמתחות תמיד במקביל לקו המשווה.

נכסים

הטמפרטורה הממוצעת של פני השמש היא כ-6000 C (הטמפרטורה האפקטיבית היא 5770 K, טמפרטורת הקרינה היא 6050 K). באזור המרכזי והכהה ביותר של הכתמים יש טמפרטורה של כ-4000 מעלות צלזיוס בלבד, האזורים החיצוניים של הכתמים הגובלים במשטח הרגיל הם בין 5000 ל-5500 מעלות צלזיוס. למרות העובדה שטמפרטורת הכתמים נמוכה יותר, החומר עדיין פולט אור, אם כי במידה פחותה משאר פני השטח. בדיוק בגלל הפרש הטמפרטורות הזה, כאשר צופים בו, מתקבל הרושם שהכתמים כהים, כמעט שחורים, אם כי למעשה הם גם זוהרים, אך זוהרם אובד על רקע דיסק סולארי בהיר יותר.

כתמי שמש הם אזורים בעלי הפעילות הגדולה ביותר על השמש. אם יש הרבה כתמים, אז יש סבירות גבוהה שהקווים המגנטיים יתחברו מחדש - קווים 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, הסבירות של זוהר השמש נמוכה קווי רוחב גיאוגרפיים. גם היונוספירה של כדור הארץ נתונה לתנודות בפעילות השמש, המתבטאת בשינוי בהתפשטות גלי הרדיו הקצרים.

בשנים שבהן יש מעט כתמי שמש, גודל השמש פוחת ב-0.1%. השנים שבין 1645 ל-1715 (שפל המאנדר) ידועות בהתקררות עולמית ומכונה עידן הקרח הקטן.

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 פני השמש. קירור הגרגירים המושפעים מתהליך זה (בערך 1000 C) 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.

מחזוריות

שחזור פעילות השמש במשך 11,000 שנה

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

11 שנים זה פרק זמן משוער. למרות שהוא נמשך 11.04 שנים בממוצע, ישנם מחזורים שנעים בין 9 ל-14 שנים באורך. גם הממוצעים משתנים במשך מאות שנים. אז, במאה ה-20, אורך המחזור הממוצע היה 10.2 שנים. המינימום של מאנדר (יחד עם מינימות פעילות אחרות) אמורים להגדיל את המחזור לסדר גודל של מאה שנים. מניתוחים של איזוטופ Be 10 בקרח בגרינלנד, התקבלו נתונים שלפיהם במהלך 10,000 השנים האחרונות היו יותר מ-20 מינימות ארוכות כאלה.

אורך המחזור אינו קבוע. האסטרונום השוויצרי מקס ולדמאייר טען כי המעבר מפעילות שמש מינימלית למקסימלית מתרחש מהר יותר, ככל שמספר כתמי השמש המרבי המתועדים במחזור זה גדול יותר.

תחילת וסיום מחזור

התפלגות מרחבית-זמנית של השדה המגנטי על פני השמש.

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.

מחזורים מזוהים על ידי מספר סידורי, החל מהראשון, שצוין ב-1749 על ידי יוהאן רודולף וולף. המחזור הנוכחי (אפריל 2009) הוא מספר 24.

נתונים על מחזורי השמש האחרונים
מספר מחזור	התחל שנה וחודש	שנה וחודש של מקסימום	מספר מרבי של נקודות
18	1944-02	1947-05	201
19	1954-04	1957-10	254
20	1964-10	1968-03	125
21	1976-06	1979-01	167
22	1986-09	1989-02	165
23	1996-09	2000-03	139
24	2008-01	2012-12	87.

במאה ה-19 ועד 1970 לערך, הייתה השערה שקיימת מחזוריות במספר המרבי של כתמי שמש. מחזורים אלו של 80 שנה (עם מקסימום כתמי השמש הקטן ביותר בשנים 1800-1840 ו-1890-1920) קשורים כיום לתהליכי הסעה. השערות אחרות מדברות על קיומם של מחזורים גדולים עוד יותר, בני 400 שנה.

סִפְרוּת

• פיזיקת החלל. אנציקלופדיה קטנה, מוסקבה: האנציקלופדיה הסובייטית, 1986

שמש
מִבְנֶה	הליבה · אזור העברה קורן · אזור הסעה
אַטמוֹספֵרָה	פוטוספירה · כרומוספרה · קורונה סולארית
מורחב מִבְנֶה	הליוספירה (גיליון זרם הליוספרי · גבול גלי הלם) · מעטפת הליוספירית · הליופוזה · גל הלם קשת
הנוגע לשמש תופעות	חורים קורונליים · לולאות קורונליות · פליטות המוניות העטרה · ליקוי חמה · כתמי שמש · לפיד סולארי · גרגירים · גלי מורטון · בּוֹלְטוּת · קרינת שמש (וריאציות סולאריות) · ספיקולים · סופר גרנולציה · רוח שטופת שמש · התלקחות סולארית
נושאים קשורים	מערכת השמש · דינמו סולארי
מחלקה ספקטרלית:

קרן ויקימדיה. 2010 .

ראה מה זה "כתמי שמש" במילונים אחרים:

ס"מ … מילון מילים נרדפות

כמו השמש בשמיים, על אותה שמש הם התייבשו, כתמים בשמש, כתמים בשמש.. מילון מילים נרדפות וביטויים רוסיים דומים במשמעותם. תַחַת. ed. N. Abramova, M .: Russian Dictionaries, 1999. שמש, שמש, (הקרוב אלינו) כוכב, פרהליון, ... ... מילון מילים נרדפות

למונח זה יש משמעויות אחרות, ראה שמש (משמעויות). שמש ... ויקיפדיה

כתמי שמשנצפים כאזורים בעלי בהירות מופחתת על פני השמש. טמפרטורת הפלזמה במרכז כתם שמשירד לכ-3700 K בהשוואה לטמפרטורה של 5700 K בפוטוספירה שמסביב של השמש. אמנם אינדיבידואלי כתמי שמשבדרך כלל חיים לא יותר מכמה ימים, הגדול שבהם יכול להתקיים על פני השמש במשך מספר שבועות. כתמי שמשהם אזורים בעלי שדה מגנטי חזק מאוד, שגודלו עולה על זה של השדה המגנטי של כדור הארץ באלפי מונים. לעתים קרובות יותר כתמיםנוצרים בצורה של שתי קבוצות מרווחות, שלשדה המגנטי שלהן יש קוטביות שונה. לשדה של קבוצה אחת יש קוטביות חיובית (או צפונית), ולשדה של הקבוצה השנייה יש קוטביות שלילית (או דרומית). שדה זה הוא החזק ביותר בחלק האפל ביותר כתם שמש- הצללים שלו. קווי השדה כאן הולכים לפני השטח של השמש כמעט אנכית. בחלק הקל יותר כתמים(הפנימברה שלו) השדה קטן יותר והקווים שלו אופקיים יותר. כתמי שמשמעוררים עניין רב למחקר, מכיוון שהם האזורים של התלקחויות השמש העוצמתיות ביותר שיש להם את ההשפעה החזקה ביותר על כדור הארץ.

לפידים

גרגירים הם יסודות קטנים (בגודל של כ-1000 ק"מ), הדומים לתאים בעלי צורה לא סדירה, אשר, כמו רשת, מכסים את כל הפוטוספירה של השמש, למעט כתמי שמש. תכונות פני השטח הללו הן חלק עליוןתאי הסעה הנמשכים עמוק לתוך השמש. במרכז התאים הללו, חומר חם עולה מהשכבות הפנימיות של השמש, ואז מתפשט אופקית על פני השטח, מתקרר ושוקע למטה בקצוות החיצוניים הכהים של התא. גרגירים בודדים אינם חיים הרבה זמן, רק כ-20 דקות. כתוצאה מכך, רשת הגרנולציה משנה כל הזמן את המראה שלה. שינוי זה נראה בבירור בסרט (470 kB MPEG) שצולם בטלסקופ השמש השוודי ואקום. הזרימות בתוך הגרגירים יכולות להגיע למהירויות על-קוליות של למעלה מ-7 ק"מ לשנייה ולהפיק "חבטות" קוליות המובילות להיווצרות גלים על פני השמש.

גרגירי על

לסופרגרנולות יש אופי הסעה, בדומה לאופי של גרגירים רגילים, אך יש להם אופי בולט מידות גדולות(כ-35,000 ק"מ). בניגוד לגרגירים, הנראים על הפוטוספירה בעין רגילה, גרגירי העל מתגלים לרוב באמצעות אפקט דופלר, לפיו הקרינה המגיעה מחומר שנע לעברנו נעה בכחול לאורך ציר אורך הגל, וקרינה של חומר שנע. מאיתנו, מוזז לצד האדום. גרגירי העל מכסים גם את כל פני השמש ומתפתחים ללא הרף. גרגירי על בודדים יכולים לחיות יום או יומיים ויש להם מהירות ממוצעתהזרמים הם בערך 0.5 ק"מ לשנייה. הפלזמה ההסעה הזורמת בתוך גרגירי העל גורפת את קווי השדה המגנטי אל קצוות התא, שם שדה זה יוצר רשת כרומוספרית.

את העובדה שיש כתמים על השמש, אנשים יודעים כבר הרבה מאוד זמן. בכרוניקות רוסיות וסיניות עתיקות, כמו גם בכרוניקות של עמים אחרים, היו לעתים קרובות התייחסות לתצפיות על כתמי שמש. בכרוניקות הרוסיות צוין כי הכתמים היו גלויים "ציפורני אקי". הרישומים עזרו לאשש את הדפוס שנקבע מאוחר יותר (ב-1841) של עלייה תקופתית במספר כתמי השמש. על מנת להבחין באובייקט כזה בעין פשוטה (בכפוף, כמובן, לאמצעי זהירות - דרך זכוכית מעושנת עבה או סרט נגטיב מואר), יש צורך שגודלו על השמש יהיה לפחות 50 - 100 אלף קילומטרים, אשר גדול עשרות מונים מרדיוס כדור הארץ.

השמש מורכבת מגזים חמים הנעים ומתערבבים כל הזמן, ולכן אין שום דבר קבוע ובלתי משתנה על פני השמש. התצורות היציבות ביותר הן כתמי שמש. אבל המראה שלהם משתנה מיום ליום, וגם הם עכשיו מופיעים ואז נעלמים. ברגע הופעתו, כתם שמש הוא בדרך כלל קטן, הוא יכול להיעלם, אבל הוא גם יכול לגדול מאוד.

שדות מגנטיים ממלאים את התפקיד העיקרי ברוב התופעות הנצפות על השמש. לשדה המגנטי הסולארי מבנה מורכב מאוד והוא משתנה כל הזמן. הפעולה המשולבת של מחזור הפלזמה הסולארית באזור ההסעה והסיבוב הדיפרנציאלי של השמש מעוררת כל הזמן את תהליך ההגברה של שדות מגנטיים חלשים והופעת שדות חדשים. ככל הנראה, נסיבות אלו הן הסיבה להופעת כתמי שמש על השמש. כתמים מופיעים ונעלמים. מספרם וגודלם משתנים. אבל, בערך, כל 11 שנים מספר הכתמים הופך להיות הגדול ביותר. אז אומרים שהשמש פעילה. באותה תקופה (~ 11 שנים) מתרחש גם היפוך הקוטביות של השדה המגנטי של השמש. טבעי להניח שהתופעות הללו קשורות זו בזו.

התפתחות האזור הפעיל מתחילה בעלייה של השדה המגנטי בפוטוספירה, מה שמוביל להופעת אזורים בהירים יותר - לפידים (טמפרטורת הפוטוספירה הסולארית היא בממוצע 6000 K, באזור הלפידים היא כ-300 K גבוה יותר). חיזוק נוסף של השדה המגנטי מוביל להופעת כתמים.

בתחילת המחזור של 11 שנים מתחילים להופיע כתמים במספרים קטנים בקווי רוחב גבוהים יחסית (35 - 40 מעלות), ואז אזור היווצרות הכתמים יורד בהדרגה לקו המשווה, לקו רוחב של פלוס 10 - מינוס 10 מעלות , אבל ממש בקו המשווה של כתמים, ככלל, לא יכול להיות.

גלילאו גליליי היה מהראשונים שהבחינו שכתמים נצפים לא בכל מקום על השמש, אלא בעיקר בקווי הרוחב האמצעיים, בתוך מה שמכונה "האזורים המלכותיים".

ראשית, בדרך כלל מופיעים כתמים בודדים, אך לאחר מכן עולה מהם קבוצה שלמה, שבה מבחינים בשני כתמים גדולים - האחד במערב, השני בקצה המזרחי של הקבוצה. בתחילת המאה שלנו התברר שהקוטביות של הכתמים המזרחיים והמערביים תמיד הפוכה. הם יוצרים, כביכול, שני קטבים של מגנט אחד, ולכן קבוצה כזו נקראת דו-קוטבית. כתם שמש טיפוסי בגודל של כמה עשרות אלפי קילומטרים.

גלילאו, שרטט כתמים, סימן גבול אפור סביב כמה מהם.

אכן, הכתם מורכב מחלק מרכזי וכהה יותר - הצל ומאזור בהיר יותר - הפנימברה.

כתמי שמש נראים לפעמים על הדיסק שלו אפילו בעין בלתי מזוינת. השחור הנראה של תצורות אלה נובע מכך שהטמפרטורה שלהם נמוכה בכ-1500 מעלות מטמפרטורת הפוטוספירה שמסביב (ולפיכך, הקרינה הרציפה מהם נמוכה בהרבה). נקודה מפותחת יחידה מורכבת מסגלגל כהה - מה שנקרא צל הנקודה, מוקף בחציצה סיבית בהירה יותר. כתמים קטנים לא מפותחים ללא penumbra נקראים נקבוביות. כתמים ונקבוביות יוצרים לרוב קבוצות מורכבות.

קבוצת כתמי שמש טיפוסית מופיעה בתחילה כנקבוביות אחת או יותר באזור הפוטוספירה הבלתי מופרעת. רוב הקבוצות הללו בדרך כלל נעלמות לאחר 1-2 ימים. אבל חלקם גדלים ומתפתחים בעקביות ויוצרים מבנים מורכבים למדי. קוטר כתמי השמש יכול להיות גדול יותר מכדור הארץ. לעתים קרובות הם יוצרים קבוצות. הם נוצרים תוך מספר ימים ובדרך כלל נעלמים תוך שבוע. עם זאת, כמה כתמים גדולים עשויים להימשך עד חודש. קבוצות גדולותכתמי שמש פעילים יותר מקבוצות קטנות או כתמי שמש בודדים.

השמש משנה את מצב המגנטוספירה והאטמוספירה של כדור הארץ. שדות מגנטיים וזרמי חלקיקים המגיעים מכתמי שמש מגיעים לכדור הארץ ומשפיעים בעיקר על המוח, הלב וכלי הדם מערכת דםאדם, על מצבה הפיזי, העצבני והפסיכולוגי. רמה גבוהה של פעילות סולארית, השינויים המהירים בה מלהיבים את האדם, ולכן את הקולקטיב, המעמד, החברה, במיוחד כשיש אינטרסים משותפים ורעיון מובן ונתפס.

כדור הארץ מקבל אנרגיה כאשר פונה אל השמש עם חצי כדור זה או אחר. זרימה זו יכולה להיות מיוצגת כגל נודד: היכן שהאור נופל - פסגתו, היכן חשוך - כישלון. במילים אחרות, אנרגיה באה והולכת. מיכאיל לומונוסוב דיבר על כך בחוק הטבע המפורסם שלו.

התיאוריה על אופי הגל של אספקת האנרגיה לכדור הארץ הניעה את אלכסנדר צ'יז'בסקי, מייסד ההליוביולוגיה, לשים לב לקשר בין עלייה בפעילות השמש לאסון ארצי. התצפית הראשונה שערך המדען מתוארכת ליוני 1915. זוהר זוהר בצפון, שנצפה גם ברוסיה וגם בפנים צפון אמריקה, א " סערות מגנטיותשיבש ללא הרף את תנועת המברקים. "בדיוק בתקופה זו, המדען מפנה את תשומת הלב לעובדה שפעילות שמש מוגברת חופפת לשפיכות דמים על פני כדור הארץ. ואכן, מיד לאחר הופעת כתמים גדולים על השמש, התגברו העוינות בחזיתות רבות של השמש. מלחמת העולם הראשונה.

עכשיו אסטרונומים אומרים שהכוכב שלנו הולך ונהיה בהיר יותר וחם יותר. זאת בשל העובדה שבמהלך 90 השנים האחרונות פעילות השדה המגנטי שלה הוכפלה יותר מהכפילה, כאשר הגידול הגדול ביותר חל ב-30 השנים האחרונות. בשיקגו, בכנס השנתי של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה, הייתה אזהרה של מדענים על הצרות המאיימות על האנושות. כשם שמחשבים סביב כדור הארץ מסתגלים לתנאי הפעולה בשנת 2000, הכוכב שלנו יכנס לשלב הסוער ביותר של המחזור המחזורי בן 11 השנים שלו. כעת יוכלו המדענים לחזות במדויק התלקחויות שמש, מה שיאפשר להתכונן מראש על כשלים אפשריים בהפעלת רשתות רדיו וחשמל. כעת רוב מצפה השמש אישרו את "אזהרת הסערה" לשנה הבאה, כי. שיא פעילות השמש נצפה כל 11 שנים, והסופה הקודמת נצפתה ב-1989.

זה יכול להוביל לכך שקווי חשמל בכדור הארץ יכשלו, ישתנו מסלולי לוויינים, מה שמבטיח את פעולתן של מערכות תקשורת, מטוסים "ישירים" וספינות אוקיינוס. "התפרעות" סולארית מאופיינת בדרך כלל בהתלקחויות עוצמתיות ובהופעה של רבים מאותם כתמים.

אלכסנדר צ'יז'בסקי עוד בשנות ה-20. גילה שפעילות השמש משפיעה על אירועים ארציים קיצוניים - מגיפות, מלחמות, מהפכות... כדור הארץ לא רק מסתובב סביב השמש - כל החיים על הפלנטה שלנו פועמים במקצבי פעילות השמש, - הוא קבע.

ההיסטוריון והסוציולוג הצרפתי Hippolyte Tarde כינה את השירה תחושה מוקדמת של אמת. ב-1919 כתב צ'יז'בסקי שיר שבו חזה את גורלו. הוא הוקדש לגלילאו גליליי:

ולעלות שוב ושוב

כתמי שמש,

ומוחות מפוכחים חשכו,

והכס נפל, והיו בלתי נמנעים

מגיפה רעבה וזוועות המגיפה

ופני החיים הפכו לעוויה:

המצפן הסתובב, האנשים התפרעו,

ומעל כדור הארץ ומעל המסה האנושית

השמש עשתה את המהלך החוקי שלה.

הו אתה שראית כתמי שמש

בחוצפה מרהיבה,

לא ידעת איך הם יהיו ברורים לי

וצעריך קרובים, גלילאו!

בשנים 1915-1916, בעקבות המתרחש בחזית הרוסית-גרמנית, גילה אלכסנדר צ'יז'בסקי תגלית שהכתה את בני דורו. העלייה בפעילות השמש שנרשמה באמצעות הטלסקופ חלפה בקנה אחד עם התגברות הלחימה. סקרן, הוא בילה מחקר סטטיסטיבקרב קרובי משפחה וחברים לקשר אפשרי בין תגובות נוירו-פסיכיות ופיזיולוגיות עם הופעת התלקחויות וכתמי שמש. בעיבוד מתמטי של הטאבלטים שהתקבלו, הוא הגיע למסקנה מדהימה: השמש משפיעה על כל חיינו הרבה יותר עדינים ועמוקים ממה שנראה קודם לכן. בבלבול המדמם והבוצי של סוף המאה, אנו רואים אישור ברור לרעיונותיו. ובשירותים המיוחדים מדינות שונותכעת מחלקות שלמות עוסקות בניתוח פעילות השמש... בעיקרו של דבר, הוכח הסינכרון של מקסימום פעילות השמש עם תקופות של מהפכות ומלחמות, תקופות של פעילות מוגברת של כתמי שמש התרחשו לעתים קרובות עם כל מיני סערות ציבוריות.

לאחרונה, מספר לווייני חלל תיעדו פליטת בולטות שמש, המאופיינת בתופעה יוצאת דופן רמה גבוההקרינת רנטגן. תופעות כאלה מייצגות איום רצינילכדור הארץ וליושביה. הבזק בסדר גודל כזה יש פוטנציאל לערער את היציבות של רשתות החשמל. למרבה המזל, זרימת האנרגיה לא השפיעה על כדור הארץ ולא קרו צרות צפויות. אבל האירוע עצמו הוא מבשר על מה שמכונה "המקסימום הסולארי", מלווה בשחרור של כמות גדולה בהרבה של אנרגיה שיכולה להשבית תקשורת תקשורת וקווי מתח, שנאים, אסטרונאוטים ולווייני חלל שנמצאים מחוץ לשדה המגנטי של כדור הארץ ואינם מוגנים יהיו בסיכון.אטמוספירה של כדור הארץ. יש היום יותר לוויינים של נאס"א במסלול מאי פעם. קיים גם איום על כלי טיס, המתבטא באפשרות של הפסקת תקשורת רדיו, חסימת אותות רדיו.

קשה לחזות את מקסימום השמש, רק ידוע שהם חוזרים על עצמם כל 11 שנים בערך. הבא אמור להתרחש באמצע שנת 2000, ומשך הזמן שלו יהיה בין שנה לשנתיים. כך אומר דיוויד האת'ווי, הליופיזיקאי במרכז טיסות החלל מרשל, נאס"א.

בולטות במהלך מקסימום השמש יכולות להתרחש מדי יום, אך לא ידוע בדיוק איזה כוח יהיה להן והאם הן ישפיעו על כוכב הלכת שלנו. בחודשים האחרונים, התפרצויות של פעילות סולארית וזרימת האנרגיה הנובעת מכך לכדור הארץ היו חלשים מכדי לגרום נזק כלשהו. בנוסף לקרני רנטגן, טומנת בחובה תופעה זו סכנות נוספות: השמש פולטת מיליארד טונות של מימן מיונן, שגל שלו נע במהירות של מיליון מייל לשעה ויכול להגיע לכדור הארץ תוך מספר ימים. יותר בעיה גדולההם גלי אנרגיה של פרוטונים וחלקיקי אלפא. הם נעים במהירויות הרבה יותר מהירות ולא מותירים זמן לנקוט בצעדי נגד, בניגוד לגלים של מימן מיונן, שיכולים להרחיק לוויינים ומטוסים.

בחלק מהמקרים הקיצוניים ביותר, כל שלושת הגלים יכולים להגיע לכדור הארץ באופן פתאומי וכמעט בו-זמנית. אין הגנה, מדענים עדיין לא מסוגלים לחזות במדויק שחרור כזה, ועוד יותר מכך את ההשלכות שלו.

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

כתמים נוצרים כתוצאה מהפרעות בקטעים בודדים של השדה 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 הפרות של השדה המגנטי של כדור הארץ, הסבירות של זוהר השמש בקווי רוחב גיאוגרפיים נמוכים עולה. 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 לשיטות מדידה מודרניות, ניתן היה לקבוע את השינוי בקוטביות של השדה המגנטי הסולארי, כך שכעת 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.