Nė vienas Gyva būtybė be saulės šviesos neaugs. Viskas nuvys, ypač augalai. Netgi gamtos ištekliai – anglis, gamtinės dujos, nafta – yra tam tikra forma saulės energija, kuris buvo įtrauktas į rezervą. Tai liudija juose esanti anglis, sukaupta augalų. Mokslininkų teigimu, bet kokie saulės energijos gamybos pokyčiai neišvengiamai lems Žemės klimato pokyčius. Ką mes žinome apie šiuos pokyčius? Kas yra saulės dėmės, blykstės ir ką mums reiškia jų išvaizda?
Gyvybės šaltinis
Žvaigždė, vadinama Saule, yra mūsų šilumos ir energijos šaltinis. Šio šviesulio dėka Žemėje palaikoma gyvybė. Apie Saulę žinome daugiau nei apie bet kurią kitą žvaigždę. Tai suprantama, nes esame saulės sistemos dalis ir esame tik už 150 mln. km nuo jos.
Mokslininkus labai domina saulės dėmės, kurios atsiranda, vystosi ir išnyksta, o vietoje išnykusių atsiranda naujos. Kartais gali susidaryti milžiniškos dėmės. Pavyzdžiui, 1947 m. balandžio mėn. buvo galima stebėti sudėtingą Saulės dėmę, kurios plotas viršija žemės paviršiaus 350 kartų! Tai buvo galima stebėti plika akimi.
Centriniame šviestuve vykstančių procesų tyrimas
Yra didelių observatorijų, kurios turi specialius teleskopus Saulei tirti. Tokios įrangos dėka astronomai gali sužinoti, kokie procesai vyksta Saulėje ir kaip jie veikia gyvybę žemėje. Be to, tyrinėdami Saulės procesus mokslininkai gali daugiau sužinoti apie kitus žvaigždžių objektus.
Saulės energija viduje paviršinis sluoksnis išeina šviesos pavidalu. Astronomai užfiksavo reikšmingą Saulės aktyvumo skirtumą – tai liudija ant žvaigždės atsiradusios saulės dėmės. Jie yra mažiau šviesūs ir vėsesni saulės disko plotai, palyginti su bendru fotosferos ryškumu.
Saulės dariniai
Didelės dėmės yra gana sudėtingos. Jiems būdingas pusmetsnis, supantis tamsią šešėlio sritį ir kurio skersmuo yra daugiau nei du kartus didesnis už paties šešėlio dydį. Jei stebite saulės dėmes ant mūsų žvaigždės disko krašto, susidaro įspūdis, kad tai yra gilus lėkštė. Tai atrodo taip, nes dėmėse esančios dujos yra skaidresnės nei supančioje atmosferoje. Todėl mūsų žvilgsnis skverbiasi giliau. Šešėlių temperatūra 3(4) x 10 3 K.
Astronomai nustatė, kad tipinės saulės dėmės pagrindas yra 1500 km žemiau jį supančio paviršiaus. Šį atradimą 2009 metais padarė Glazgo universiteto mokslininkai. Astronominei grupei vadovavo F. Watsonas.
Saulės darinių temperatūra
Įdomu tai, kad saulės dėmės gali būti mažos, jų skersmuo nuo 1000 iki 2000 km, arba milžiniškos. Pastarųjų matmenys gerokai viršija rodiklius gaublys.
Pati saulės dėmė yra ta vieta, kur į fotosferą patenka stipriausi magnetiniai laukai. Mažinant energijos srautą, magnetiniai laukai ateina iš pačių Saulės gelmių. Todėl paviršiuje, vietose, kur yra saulės dėmių, temperatūra yra maždaug 1500 K mažesnė nei aplinkiniame paviršiuje. Atitinkamai dėl šių procesų šios vietos tampa mažiau ryškios.
Tamsūs dariniai ant Saulės sudaro didelių ir mažų dėmių grupes, kurios žvaigždės diske gali užimti įspūdingai didelį plotą. Tačiau darinių vaizdas nestabilus. Jis nuolat keičiasi, nes saulės dėmės taip pat yra nestabilios. Jie, kaip minėta aukščiau, atsiranda, keičiasi dydžiu ir nyksta. Tačiau tamsiųjų darinių grupių gyvenimo trukmė yra gana ilga. Jis gali trukti 2-3 saulės apsisukimus. Pačios Saulės sukimosi periodas trunka maždaug 27 dienas.
Atradimai
Saulei nugrimzdžius žemiau horizonto, matosi pačios dėmės didelis dydis. Taip Kinijos astronomai tyrinėjo Saulės paviršių prieš 2000 metų. Senovėje buvo manoma, kad dėmės yra Žemėje vykstančių procesų pasekmė. XVII amžiuje šią nuomonę paneigė Galilėjus Galilėjus. Naudodamas teleskopą, jis sugebėjo padaryti daug svarbių atradimų:
- apie dėmių atsiradimą ir išnykimą;
- apie dydžio pokyčius ir tamsius darinius;
- juodųjų dėmių forma ant Saulės keičiasi artėjant prie matomo disko ribos;
- Tyrinėdamas tamsių dėmių judėjimą per Saulės diską, Galilėjus įrodė Saulės sukimąsi.
Tarp visų mažų dėmių dažniausiai išsiskiria dvi didelės, kurios sudaro bipolinę grupę.
1859 m., rugsėjo 1 d., du anglų astronomai nepriklausomai stebėjo Saulę baltoje šviesoje. Tai buvo R. Carringtonas ir S. Hodgsonas. Jie pamatė kažką panašaus į žaibą. Jis staiga sužibo tarp vienos saulės dėmių grupės. Vėliau šis reiškinys buvo vadinamas saulės blyksniu.
Sprogimai
Kokias savybes turi saulės blyksniai ir kaip jie atsiranda? Trumpai: tai labai galingas sprogimas ant pagrindinio šviestuvo. Jo dėka greitai išsiskiria didžiulis energijos kiekis, susikaupęs saulės atmosferoje. Kaip žinote, šios atmosferos tūris yra ribotas. Protrūkiai dažniausiai pasireiškia neutraliomis laikomose vietose. Jie yra tarp didelių bipolinių dėmių.
Paprastai saulės blyksniai pradeda vystytis staigiai ir netikėtai padidėjus ryškumui pliūpsnio vietoje. Tai šviesesnės ir karštesnės fotosferos regionas. Po to įvyksta katastrofiškų mastų sprogimas. Sprogimo metu plazma įšyla nuo 40 iki 100 milijonų K. Šios apraiškos gali būti stebimos daugkartiniam trumpųjų Saulės bangų ultravioletinių ir rentgeno spindulių sustiprėjimui. Be to, mūsų žvaigždė skleidžia galingą garsą ir išstumia pagreitėjusius kraujo kūnelius.
Kokie procesai vyksta ir kas nutinka Saulei pliūpsnių metu?
Kartais įvyksta tokie galingi blyksniai, kurie generuoja saulės kosminius spindulius. Kosminių spindulių protonai pasiekia pusę šviesos greičio. Šios dalelės yra mirtinos energijos nešėjai. Jie gali lengvai prasiskverbti į kūną erdvėlaivis ir sunaikinti gyvus organizmus ląstelių lygiu. Todėl saulės erdvėlaiviai kelia didelį pavojų įgulai, kurią skrydžio metu aplenkia staigus blyksnis.
Taigi Saulė skleidžia spinduliuotę dalelių ir elektromagnetinių bangų pavidalu. Bendras spinduliuotės srautas (matomas) visada išlieka pastovus. Ir procento dalies tikslumu. Visada galima pastebėti silpnus blyksnius. Didieji nutinka kas kelis mėnesius. Maksimalaus saulės aktyvumo metais dideli pliūpsniai stebimi kelis kartus per mėnesį.
Tyrinėdami, kas nutinka Saulei blyksnių metu, astronomai sugebėjo išmatuoti šių procesų trukmę. Mažas blyksnis trunka nuo 5 iki 10 minučių. Galingiausias – iki kelių valandų. Blyksnio metu į erdvę aplink Saulę išmetama plazma, kurios masė siekia iki 10 milijardų tonų. Tai išskiria energiją, lygią dešimčių ar šimtų milijonų vandenilinių bombų! Tačiau net didžiausių blyksnių galia nebus didesnė nei šimtosios procento visos saulės spinduliuotės galios. Štai kodėl pliūpsnio metu Saulės šviesumas nepadidėja.
Saulės transformacijos
5800 K yra maždaug tokia pati temperatūra saulės paviršiuje, o centre ji siekia 16 mln. K. Saulės paviršiuje stebimi burbuliukai (grūdėtumas). Juos galima apžiūrėti tik naudojant saulės teleskopą. Per konvekcijos procesą, vykstantį saulės atmosferoje, nuo apatiniai sluoksniaišiluminė energija perduodama fotosferai ir suteikia jai putų struktūrą.
Skiriasi ne tik temperatūra Saulės paviršiuje ir pačiame jos centre, bet ir tankis bei slėgis. Visi rodikliai didėja didėjant gyliui. Kadangi šerdyje temperatūra labai aukšta, ten vyksta reakcija: vandenilis virsta heliu ir išsiskiria didžiulis šilumos kiekis. Taigi Saulė nėra suspausta veikiama jos pačios gravitacijos.
Įdomu tai, kad mūsų žvaigždė yra viena tipiška žvaigždė. Žvaigždės Saulės masė ir dydis atitinkamai: 99,9% objektų masės saulės sistema ir 1,4 mln km. Saulei, kaip žvaigždei, gyventi liko 5 milijardai metų. Jis palaipsniui įkais ir padidės. Teoriškai ateis laikas, kai bus sunaudotas visas centrinėje šerdyje esantis vandenilis. Saulė taps 3 kartus didesnė už dabartinį dydį. Galų gale jis atvės ir pavirs baltuoju nykštuku.
Atsiradimas
Saulės dėmės išvaizda: magnetinės linijos prasiskverbia pro Saulės paviršių
Dėmės atsiranda dėl trikdžių atskirų sričių magnetinis laukas Saulė. Šio proceso pradžioje magnetinių linijų spindulys „pramuša“ fotosferą į vainikinę sritį ir sulėtina plazmos konvekcinį judėjimą granuliavimo ląstelėse, neleidžiant energijai pernešti iš vidinių sričių į išorę. vietos. Šioje vietoje pasirodo pirmasis fakelas, kiek vėliau ir į vakarus – mažas taškelis vadinamas jau laikas, kelių tūkstančių kilometrų dydžio. Per kelias valandas magnetinės indukcijos dydis didėja (esant pradinėms vertėms 0,1 tesla), padidėja porų dydis ir skaičius. Jie susilieja vienas su kitu ir sudaro vieną ar daugiau dėmių. Didžiausio saulės dėmių aktyvumo laikotarpiu magnetinės indukcijos vertė gali siekti 0,4 teslos.
Dėmių gyvenimo trukmė siekia kelis mėnesius, tai yra, pavienes dėmes galima pastebėti per kelis Saulės apsisukimus aplink save. Būtent šis faktas (stebimų dėmių judėjimas išilgai saulės disko) buvo pagrindas įrodyti Saulės sukimąsi ir leido atlikti pirmuosius Saulės apsisukimo aplink savo ašį laikotarpio matavimus.
Dėmės dažniausiai formuojasi grupėmis, tačiau kartais atsiranda viena dėmė, kuri trunka vos kelias dienas, arba dvi dėmės su magnetinėmis linijomis, nukreiptomis iš vienos į kitą.
Pirmasis, kuris atsiranda tokioje dviguboje grupėje, vadinamas P tašku (prieš tai), seniausias yra F taškas (po to).
Tik pusė dėmių išgyvena ilgiau nei dvi dienas ir tik dešimtadalis išgyvena 11 dienų slenkstį
Saulės dėmių grupės visada tęsiasi lygiagrečiai Saulės pusiaujui.
Savybės
Vidutinė saulės paviršiaus temperatūra yra apie 6000 C (efektyvioji temperatūra – 5770 K, radiacinė temperatūra – 6050 K). Centrinėje, tamsiausioje dėmių vietoje temperatūra siekia tik apie 4000 C, išorinių dėmių, besiribojančių su normaliu paviršiumi, sritys – nuo 5000 iki 5500 C. Nepaisant to, kad dėmių temperatūra žemesnė, jų medžiaga vis dar skleidžia šviesą, nors ir mažesniu laipsniu nei likęs paviršius. Būtent dėl šio temperatūrų skirtumo stebint susidaro jausmas, kad dėmės yra tamsios, beveik juodos, nors iš tikrųjų jos taip pat švyti, tačiau jų švytėjimas prarandamas ryškesnio saulės disko fone.
Saulės dėmės yra didžiausios Saulės aktyvumo sritys. Jei dėmių yra daug, tada yra didelė tikimybė, kad magnetinės linijos vėl susijungs - linijos, einančios per vieną dėmių grupę, rekombinuojasi su linijomis iš kitos dėmių grupės, kurios turi priešingą poliškumą. Matomas šio proceso rezultatas saulės žybsnis. Žemę pasiekiantis spinduliuotės pliūpsnis sukelia stiprius jos magnetinio lauko trikdžius, sutrikdo palydovų darbą ir net paveikia planetoje esančius objektus. Dėl magnetinio lauko trikdžių padidėja šiaurės pašvaistės tikimybė esant žemai temperatūrai. geografinės platumos. Žemės jonosferoje taip pat vyksta saulės aktyvumo svyravimai, kurie pasireiškia trumpųjų radijo bangų sklidimo pokyčiais.
Tais metais, kai saulės dėmių mažai, Saulės dydis sumažėja 0,1%. 1645–1715 metai (Maunderio minimumas) žinomi dėl visuotinio atvėsimo ir vadinami mažuoju ledynmečiu.
klasifikacija
Dėmės klasifikuojamos pagal jų gyvenimo trukmę, dydį ir vietą.
Vystymosi etapai
Vietinis magnetinio lauko stiprinimas, kaip minėta aukščiau, sulėtina plazmos judėjimą konvekcinėse ląstelėse, todėl sulėtėja šilumos perdavimas į Saulės paviršių. Atšaldžius šio proceso paveiktas granules (apie 1000 C), jos patamsėja ir susidaro viena dėmė. Kai kurie iš jų išnyksta po kelių dienų. Kiti išsivysto į dvipolius dviejų dėmių grupes, kurių magnetinės linijos turi priešingą poliškumą. Jie gali sudaryti daugelio dėmių grupes, kurios, jei plotas dar padidės, penumbra sujungti iki šimtų dėmių, kurių dydis siekia šimtus tūkstančių kilometrų. Po to lėtai (per kelias savaites ar mėnesius) mažėja dėmių aktyvumas ir sumažėja jų dydis iki mažų dvigubų ar pavienių taškelių.
Didžiausios saulės dėmių grupės visada turi sujungtą grupę kitame pusrutulyje (šiauriniame arba pietiniame). Tokiais atvejais magnetinės linijos išnyra iš dėmių viename pusrutulyje, o patenka į dėmes kitame.
Cikliškumas
Saulės aktyvumo rekonstrukcija per 11 000 metų
Saulės ciklas siejamas su saulės dėmių dažnumu, jų aktyvumu ir gyvenimo trukme. Vienas ciklas apima maždaug 11 metų. Minimalaus aktyvumo laikotarpiais Saulėje saulės dėmių būna labai mažai arba jų visai nėra, o maksimaliais laikotarpiais jų gali būti keli šimtai. Kiekvieno ciklo pabaigoje saulės magnetinio lauko poliškumas pasikeičia, todėl teisingiau kalbėti apie 22 metų saulės ciklą.
Ciklo trukmė
11 metų yra apytikslis laikotarpis. Nors tai trunka vidutiniškai 11,04 metų, yra ciklų, kurių trukmė svyruoja nuo 9 iki 14 metų. Bėgant amžiams kinta ir vidurkiai. Taigi XX amžiuje vidutinė ciklo trukmė buvo 10,2 metų. Maunder minimumas (kartu su kitais aktyvumo minimumais) rodo, kad ciklas gali išsiplėsti iki šimto metų. Remiantis Grenlandijos lede esančio izotopo Be 10 analize, buvo gauti duomenys, kad per pastaruosius 10 000 metų tokių ilgų minimumų buvo daugiau nei 20.
Ciklo trukmė nėra pastovi. Šveicarų astronomas Maxas Waldmeieris teigė, kad perėjimas nuo minimalaus prie didžiausio saulės aktyvumo vyksta kuo greičiau, tuo didesnis didžiausias šiame cikle užfiksuotų saulės dėmių skaičius.
Ciklo pradžia ir pabaiga
Magnetinio lauko erdvėlaikis pasiskirstymas Saulės paviršiuje.
Anksčiau ciklo pradžia buvo laikoma momentu, kai Saulės aktyvumas buvo minimalus. Ačiū šiuolaikiniai metodai matavimų, atsirado galimybė nustatyti saulės magnetinio lauko poliškumo kitimą, todėl dabar ciklo pradžia laikomas saulės dėmių poliškumo kitimo momentas.
Ciklus identifikuoja serijos numeris, pradedant pirmuoju, kurį 1749 m. pažymėjo Johanas Rudolfas Volfas. Dabartinis ciklas (2009 m. balandžio mėn.) yra 24 numeris.
| Duomenys apie paskutinius saulės ciklus | |||
| Ciklo numeris | Pradėkite metus ir mėnesį | Maksimalus metai ir mėnuo | Maksimalus vietų skaičius |
| 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. |
XIX amžiuje ir maždaug iki 1970 metų buvo nuojauta, kad maksimalaus saulės dėmių skaičiaus kaita periodiškai. Šie 80 metų ciklai (su mažiausiais saulės dėmių maksimumais 1800–1840 ir 1890–1920 m.) šiuo metu yra susiję su konvekciniais procesais. Kitos hipotezės rodo, kad egzistuoja dar didesni, 400 metų ciklai.
Literatūra
- Erdvės fizika. Mažoji enciklopedija, M.: Sovietų enciklopedija, 1986 m
| Saulė | ||
|---|---|---|
| Struktūra | Šerdis · Radiacinės perdavimo zona · Konvekcinė zona |  |
| Atmosfera | Fotosfera · Chromosfera · Saulės korona | |
| Prailgintas struktūra |
Heliosfera (Heliosferos srovės sluoksnis · Smūgio bangos riba) · Heliosferos mantija · Heliopauzė · Galvos smūgio banga | |
| Susijęs su Saule reiškinius |
Koroninės skylės · Koroninės kilpos · Koroninės masės išmetimai · Saulės užtemimas · Saulės dėmės · Saulės žibintuvėlis · Granulės · Mourtono bangos · Iškilimas · Saulės spinduliuotė (saulės kitimai) · Spicules · Supergranuliacija · saulėtas vėjas · Saulės žybsnis | |
| Susijusios temos | saulės sistema · Saulės Dinamo | |
| Spektrinė klasė: | ||
Wikimedia fondas. 2010 m.
Pažiūrėkite, kas yra „saulės dėmės“ kituose žodynuose:
Cm … Sinonimų žodynas
Kaip saulė danguje, jie išdžiūvo vienoje saulėje, dėmės saulėje, dėmės saulėje... Rusų sinonimų ir panašių posakių žodynas. pagal. red. N. Abramova, M.: Rusų žodynai, 1999. dega saulė, (arčiausiai mūsų) žvaigždė, parhelija, ... ... Sinonimų žodynas
Šis terminas turi kitas reikšmes, žr. Saulė (reikšmės). Saulė... Vikipedija
Fakelai
Granulės yra maži (apie 1000 km dydžio) elementai, panašūs į netaisyklingos formos ląsteles, kurios tarsi tinklelis dengia visą Saulės fotosferą, išskyrus saulės dėmės. Šie paviršiaus elementai yra viršutinė dalis konvekcinės ląstelės, besitęsiančios giliai į Saulę. Šių ląstelių centre karšta medžiaga pakyla iš vidinių Saulės sluoksnių, tada horizontaliai pasklinda paviršiuje, atvėsta ir nusileidžia žemyn ties tamsiomis išorinėmis ląstelės ribomis. Atskiros granulės išsilaiko neilgai, tik apie 20 minučių. Dėl to granuliavimo tinklas nuolat keičia savo išvaizdą. Šis pokytis aiškiai matomas filme (470 kB MPEG), gautame Švedijos vakuuminiame saulės teleskope. Granulių viduje esantys srautai gali pasiekti daugiau nei 7 km per sekundę viršgarsinį greitį ir sukelti garsinius „bumus“, dėl kurių Saulės paviršiuje susidaro bangos.
Super granulės
Supergranulės turi konvekcinį pobūdį, panašų į įprastų granulių pobūdį, tačiau turi pastebimą savybę dideli dydžiai(apie 35 000 km). Skirtingai nuo granulių, kurios matomos fotosferoje paprasta akimi, supergranulės dažniausiai atsiskleidžia Doplerio efektu, pagal kurį spinduliuotė, sklindanti iš materijos, judančios link mūsų, pasislenka išilgai bangos ilgio ašies į mėlynąją pusę, o spinduliuotė iš materijos juda. nuo mūsų, pereina į raudonąją pusę. Supergranulės taip pat dengia visą Saulės paviršių ir nuolat vystosi. Atskiros supergranulės gali gyventi vieną ar dvi dienas ir turėti Vidutinis greitis srovės yra apie 0,5 km per sekundę. Konvekcinė plazma, teka supergranulių viduje, nukreipia magnetinio lauko linijas į ląstelės kraštus, kur šis laukas sudaro chromosferos tinklelį.
Žmonės jau labai seniai žinojo, kad ant Saulės yra dėmių. Senovės Rusijos ir Kinijos kronikose, taip pat kitų tautų kronikose dažnai buvo nuorodų į saulės dėmių stebėjimus. Rusijos metraščiai pažymėjo, kad dėmės buvo matomos „kaip nagai“. Įrašai padėjo patvirtinti vėliau (1841 m.) nustatytą saulės dėmių skaičiaus periodinį padidėjimą. Norint pastebėti tokį objektą plika akimi (žinoma, laikantis atsargumo priemonių - per tirštai aprūkusį stiklą ar apšviestą negatyvo plėvelę), būtina, kad jo dydis Saulėje būtų bent 50–100 tūkstančių kilometrų, o tai yra dešimtys. kartų Žemės spindulys.
Saulė susideda iš karštų dujų, kurios visą laiką juda ir maišosi, todėl saulės paviršiuje nėra nieko pastovaus ir nekintančio. Stabiliausi dariniai yra saulės dėmės. Tačiau jų išvaizda keičiasi kiekvieną dieną, jie taip pat atsiranda ir išnyksta. Atsiradimo metu saulės dėmė paprastai yra mažo dydžio, ji gali išnykti, bet gali ir labai padidėti.
Magnetiniai laukai vaidina pagrindinį vaidmenį daugelyje Saulėje stebimų reiškinių. Saulės magnetinis laukas turi labai sudėtingą struktūrą ir nuolat kinta. Saulės plazmos cirkuliacijos konvekcinėje zonoje ir diferencinio Saulės sukimosi bendri veiksmai nuolat sužadina silpnų magnetinių laukų stiprėjimo ir naujų atsiradimo procesą. Matyt, ši aplinkybė yra saulės dėmių atsiradimo Saulėje priežastis. Dėmės atsiranda ir išnyksta. Jų skaičius ir dydis skiriasi. Tačiau maždaug kas 11 metų saulės dėmių skaičius tampa didžiausias. Tada jie sako, kad Saulė yra aktyvi. Per tą patį laikotarpį (~ 11 metų) įvyksta saulės magnetinio lauko poliškumo pasikeitimas. Natūralu manyti, kad šie reiškiniai yra tarpusavyje susiję.
Aktyvaus regiono vystymasis prasideda nuo magnetinio lauko padidėjimo fotosferoje, dėl ko atsiranda šviesesnių sričių – fakulų (saulės fotosferos temperatūra vidutiniškai 6000K, fakulų srityje apie 300K. didesnis). Tolesnis magnetinio lauko stiprinimas lemia dėmių atsiradimą.
11 metų ciklo pradžioje santykinai didelėse platumose (35 - 40 laipsnių) pradeda atsirasti dėmių, o vėliau palaipsniui dėmių susidarymo zona nusileidžia iki pusiaujo, iki plius 10 - minus 10 laipsnių platumos. , bet prie paties pusiaujo dėmių, kaip taisyklė, , būti negali.
Galilėjus Galilėjus vienas pirmųjų pastebėjo, kad dėmės pastebimos ne visur Saulėje, o daugiausia vidutinėse platumose, vadinamosiose „karališkose zonose“.
Iš pradžių dažniausiai atsiranda pavienės dėmės, bet vėliau iš jų susidaro ištisa grupė, kurioje išskiriamos dvi didelės dėmės - viena vakariniame, kita rytiniame grupės pakraštyje. Mūsų amžiaus pradžioje paaiškėjo, kad rytų ir vakarų saulės dėmių poliškumas visada yra priešingas. Jie sudaro tarsi du vieno magneto polius, todėl tokia grupė vadinama dvipoliu. Įprasta saulės dėmė yra kelių dešimčių tūkstančių kilometrų dydžio.
Galilėjus, piešdamas dėmes, pastebėjo pilką kraštą aplink kai kuriuos iš jų.
Iš tiesų, dėmė susideda iš centrinės, tamsesnės dalies – šešėlio ir šviesesnės srities – pusės.
Saulės dėmės kartais matomos jo diske net plika akimi. Tariamas šių darinių juodumas atsiranda dėl to, kad jų temperatūra yra maždaug 1500 laipsnių žemesnė nei supančios fotosferos temperatūra (taigi, nuolatinė jų spinduliuotė yra daug mažesnė). Vieną išsivysčiusią dėmę sudaro tamsus ovalas – vadinamasis taškinis šešėlis, apsuptas šviesesnio pluoštinio pusrutulio. Neišsivysčiusios mažos dėmės be puslapio vadinamos poromis. Dažnai dėmės ir poros sudaro sudėtingas grupes.
Tipiška saulės dėmių grupė iš pradžių atsiranda kaip viena ar kelios poros netrikdomos fotosferos srityje. Dauguma šių grupių paprastai išnyksta po 1-2 dienų. Tačiau kai kurie nuolat auga ir vystosi, sudarydami gana sudėtingas struktūras. Saulės dėmės gali būti didesnio skersmens nei Žemės. Jie dažnai sudaro grupes. Jie susidaro per kelias dienas ir paprastai išnyksta per savaitę. Tačiau kai kurios didelės dėmės gali išlikti mėnesį. Didelės grupės saulės dėmės yra aktyvesnės nei mažos grupės ar atskiros saulės dėmės.
Saulė keičia Žemės magnetosferos ir atmosferos būklę. Magnetiniai laukai ir dalelių srautai, atsirandantys iš saulės dėmių, pasiekia Žemę ir pirmiausia veikia smegenis, širdies ir kraujagyslių bei kraujotakos sistema asmens, jos fizinės, nervinės ir psichologinės būklės. Aukštas saulės aktyvumas ir greiti jo pokyčiai jaudina žmogų, taigi ir kolektyvą, klasę, visuomenę, ypač kai yra bendri interesai ir aiški bei suvokiama idėja.
Pasukus vieną ar kitą pusrutulį į Saulę, Žemė gauna energijos. Šį srautą galima pavaizduoti keliaujančios bangos pavidalu: kur krinta šviesa – jos ketera, kur tamsu – jos lovio. Kitaip tariant, energija slūgsta ir nyksta. Michailas Lomonosovas apie tai kalbėjo savo garsiajame prigimtiniame įstatyme.
Teorija apie banginį energijos srauto pobūdį į Žemę paskatino heliobiologijos įkūrėją Aleksandrą Chiževskį atkreipti dėmesį į ryšį tarp saulės aktyvumo padidėjimo ir žemiškų kataklizmų. Pirmasis mokslininko pastebėjimas datuojamas 1915 m. birželio mėn. Šiaurėje pašvaistė švietė ir Rusijoje, ir Rusijoje Šiaurės Amerika, A" magnetinės audros nuolat trikdydavo telegramų judėjimą." Būtent šiuo laikotarpiu mokslininkas atkreipė dėmesį į tai, kad padidėjęs Saulės aktyvumas sutampa su kraujo praliejimu Žemėje. Ir iš tiesų, iškart po didelių saulės dėmių atsiradimo daugelyje Pirmojo pasaulinio karo frontų. karinės operacijos suaktyvėjo.
Dabar astronomai sako, kad mūsų žvaigždė tampa vis ryškesnė ir karštesnė. Taip yra dėl to, kad per pastaruosius 90 metų jo magnetinio lauko aktyvumas išaugo daugiau nei dvigubai, o didžiausias padidėjimas įvyko per pastaruosius 30 metų. Čikagoje kasmetinėje Amerikos astronomų draugijos konferencijoje mokslininkai perspėjo apie žmonijai gresiančius rūpesčius. Kaip tik tuo metu, kai kompiuteriai visoje planetoje prisitaikys prie veikimo sąlygų 2000 metais, mūsų žvaigždė pateks į audringiausią savo 11 metų ciklinio ciklo fazę. Dabar mokslininkai galės tiksliai numatyti saulės pliūpsnius galima iš anksto pasiruošti galimiems radijo ir elektros tinklų veikimo gedimams. Dabar dauguma saulės observatorijų patvirtino „perspėjimą apie audrą“ kitiems metams, nes... Saulės aktyvumas pasiekia aukščiausią tašką kas 11 metų, o ankstesnė audra įvyko 1989 m.
Dėl to Žemėje gali nutrūkti elektros linijos ir pasikeisti palydovų, teikiančių ryšių sistemas ir „vadovaujančių“ lėktuvams bei vandenyno laineriams, orbitos. Saulės „smurtui“ paprastai būdingi galingi blyksniai ir daugybė tų pačių dėmių.
Aleksandras Chiževskis XX a. atrado, kad Saulės aktyvumas įtakoja ekstremalius žemiškuosius įvykius – epidemijas, karus, revoliucijas... Žemė ne tik sukasi aplink Saulę – visa gyvybė mūsų planetoje pulsuoja saulės aktyvumo ritmais, nustatė jis.
Prancūzų istorikas ir sociologas Hippolyte'as Tarde'as poeziją pavadino TIESOS PRISTATYMU. 1919 metais Čiževskis parašė eilėraštį, kuriame numatė savo likimą. Jis buvo skirtas Galileo Galilei:
Ir vėl ir vėl jie pakilo
saulės dėmės ant saulės,
Ir blaivus protas aptemdė,
Ir sostas krito, ir jie buvo neatšaukiami
Badas ir maro siaubas
Ir gyvenimo veidas virto grimasa:
Kompasas mėtėsi, žmonės riaušės,
Ir virš Žemės, ir virš žmogaus masės
Saulė padarė savo teisėtą žingsnį.
O jūs, kurie matėte saulės dėmes
Su savo nuostabiu įžūlumu,
Jūs nežinojote, kaip jie man bus aiškūs
Ir tavo liūdesys arti, Galilėjau!
1915–1916 m., stebėdamas, kas vyksta Rusijos ir Vokietijos fronte, Aleksandras Čiževskis padarė atradimą, kuris nustebino jo amžininkus. Saulės aktyvumo padidėjimas, užfiksuotas per teleskopą, sutapo su karo veiksmų intensyvėjimu. Susidomėjęs jis išleido statistiniai tyrimai tarp giminaičių ir draugų dėl galimo ryšio tarp neuropsichinių ir fiziologinių reakcijų su blyksnių ir saulės dėmių atsiradimu. Matematiškai apdorojęs gautas lenteles, jis padarė nuostabią išvadą: Saulė visą mūsų gyvenimą įtakoja daug subtiliau ir giliau, nei buvo įsivaizduojama anksčiau. Kruvinoje ir purvinoje amžiaus pabaigos netvarkoje matome aiškų jo idėjų patvirtinimą. Ir specialiosiose tarnybose skirtingos salysŠiais laikais Saulės aktyvumo analize užsiima ištisi skyriai... Svarbiausia, kad įrodytas saulės aktyvumo maksimumų sinchroniškumas su revoliucijų ir karų laikotarpiais, dažnai sutapdavo su visokiais socialiniais neramumais.
Neseniai keli kosminiai palydovai užfiksavo saulės spindulių spinduliavimą, kuriam būdingi neįprasti aukštas lygis Rentgeno spinduliuotė. Tokie reiškiniai reprezentuoja rimta grėsmėŽemei ir jos gyventojams. Tokios energijos protrūkis gali destabilizuoti energijos tinklus. Laimei, energijos srautas nepaveikė Žemės ir nenumatytų bėdų neatsirado. Tačiau pats įvykis yra vadinamojo „saulės maksimumo“ pranašas, lydimas daug didesnio energijos kiekio, galinčio išjungti ryšius ir elektros linijas, transformatorius ir kosminius palydovus, esančius už Žemės magnetinio lauko ribų neapsaugotas, kils pavojus planetos atmosferai. Šiandien orbitoje yra daugiau NASA palydovų nei bet kada anksčiau. Taip pat kyla grėsmė orlaiviams, išreikšta galimybe sustabdyti radijo ryšį ir trukdyti radijo signalams.
Saulės maksimumus sunku nuspėti, žinome tik tai, kad jie kartojasi maždaug kas 11 metų. Kitas turėtų įvykti 2000 m. viduryje ir truks nuo vienerių iki dvejų metų. Taip sako NASA Maršalo kosminių skrydžių centro heliofizikas Davidas Hathaway.
Saulės maksimumo metu gali atsirasti iškilimų kasdien, tačiau tiksliai nežinoma, kiek jie bus galingi ir ar paveiks mūsų planetą. Per pastaruosius kelis mėnesius Saulės aktyvumo pliūpsniai ir dėl to į Žemę nukreiptas energijos srautas buvo per silpnas, kad padarytų kokią nors žalą. Be rentgeno spinduliuotės, šis reiškinys kelia ir kitų pavojų: Saulė išskiria milijardą tonų jonizuoto vandenilio, kurio banga sklinda milijono mylių per valandą greičiu ir Žemę gali pasiekti per kelias dienas. Daugiau didelė problema yra protonų ir alfa dalelių energijos bangos. Jie juda daug didesniu greičiu ir nepalieka laiko imtis atsakomųjų priemonių, kitaip nei jonizuoto vandenilio bangos, iš kurių galima pašalinti palydovus ir lėktuvus.
Kai kuriais ekstremaliausiais atvejais visos trys bangos gali pasiekti Žemę staiga ir beveik vienu metu. Nėra jokios apsaugos mokslininkai dar negali tiksliai numatyti tokio išleidimo, o tuo labiau jo pasekmių.
Medžiagos ir dėl to sumažėjęs šiluminės energijos perdavimo srautas šiose srityse.
Saulės dėmių skaičius (ir su tuo susijęs Vilko skaičius) yra vienas pagrindinių saulės magnetinio aktyvumo rodiklių.
Tyrimo istorija
Pirmieji pranešimai apie saulės dėmes datuojami 800 m. pr. Kr. e. Kinijoje .
Dėmių eskizai iš Jono Vusterio kronikos
Pirmą kartą šios dėmės buvo nubraižytos 1128 m. Jono Vusterio kronikoje.
Pirmasis žinomas saulės dėmių paminėjimas senojoje rusų literatūroje yra Nikono kronikoje, XIV amžiaus antrosios pusės įrašuose:
danguje buvo ženklas, saulė buvo kaip kraujas, o jame vietos buvo juodos
buvo ženklas saulėje, vietos buvo juodos saulėje, kaip vinis, ir tamsa buvo didelė
Ankstyvieji tyrimai buvo skirti dėmių pobūdžiui ir jų elgesiui. Nepaisant to, kad fizinė dėmių prigimtis liko neaiški iki XX amžiaus, stebėjimai tęsėsi. XIX amžiuje jau buvo pakankamai ilga saulės dėmių stebėjimų serija, kad būtų galima pastebėti periodinius saulės aktyvumo pokyčius. 1845 m. D. Henris ir S. Aleksandras (inž. S. Aleksandras) iš Prinstono universiteto atliko Saulės stebėjimus naudodami specialų termometrą (en:thermopile) ir nustatė, kad saulės dėmės spinduliuotės intensyvumas, palyginti su aplinkiniais Saulės regionais, yra mažesnis.
Atsiradimas
Dėmės atsiranda dėl trikdžių atskirose Saulės magnetinio lauko atkarpose. Šio proceso pradžioje magnetinio lauko vamzdeliai „pramuša“ fotosferą į vainikinę sritį, o stiprus laukas slopina konvekcinį plazmos judėjimą granulėse, neleidžiant šiose vietose energijai pernešti iš vidinių sričių į išorę. . Pirmiausia šioje vietoje atsiranda fakelas, kiek vėliau ir į vakarus – mažas taškelis vadinamas jau laikas, kelių tūkstančių kilometrų dydžio. Per kelias valandas magnetinės indukcijos dydis didėja (esant pradinėms vertėms 0,1 tesla), padidėja porų dydis ir skaičius. Jie susilieja vienas su kitu ir sudaro vieną ar daugiau dėmių. Didžiausio saulės dėmių aktyvumo laikotarpiu magnetinės indukcijos vertė gali siekti 0,4 teslos.
Dėmių gyvenimo trukmė siekia kelis mėnesius, tai yra atskiros grupės dėmių galima pastebėti per kelis Saulės apsisukimus. Būtent šis faktas (stebimų dėmių judėjimas išilgai saulės disko) buvo pagrindas įrodyti Saulės sukimąsi ir leido atlikti pirmuosius Saulės apsisukimo aplink savo ašį laikotarpio matavimus.
Dėmės dažniausiai formuojasi grupėmis, tačiau kartais atsiranda viena dėmė, trunkanti vos kelias dienas, arba bipolinė grupė: dvi skirtingo magnetinio poliškumo dėmės, sujungtos magnetinio lauko linijomis. Vakarinė dėmė tokioje bipolinėje grupėje vadinama „vadova“, „galva“ arba „P tašku“ (iš anglų kalbos prieš tai), rytinė - „vergas“, „uodega“ arba „F taškas“ (iš anglų kalbos toliau). ).
Tik pusė dėmių gyvena ilgiau nei dvi dienas, o tik dešimtadalis – ilgiau nei 11 dienų.
11 metų trukmės Saulės aktyvumo ciklo pradžioje saulės dėmės atsiranda didelėse heliografinėse platumose (±25-30°), o ciklui progresuojant dėmės migruoja į Saulės pusiaują, pasiekdamos ±5 platumas. -10° ciklo pabaigoje. Šis modelis vadinamas „Spoererio įstatymu“.
Saulės dėmių grupės yra orientuotos maždaug lygiagrečiai Saulės pusiaujui, tačiau yra tam tikras grupės ašies polinkis pusiaujo atžvilgiu, kuris linkęs didėti grupėms, esančioms toliau nuo pusiaujo (vadinamasis „Džiaugsmo dėsnis“).
Savybės
Saulės fotosfera regione, kuriame yra saulės dėmė, yra maždaug 500–700 km giliau nei viršutinė aplinkinės fotosferos riba. Šis reiškinys vadinamas Vilsono depresija.
Saulės dėmės yra didžiausios Saulės aktyvumo sritys. Jei dėmių yra daug, tada yra didelė tikimybė, kad magnetinės linijos vėl susijungs - linijos, einančios per vieną dėmių grupę, rekombinuojasi su linijomis iš kitos dėmių grupės, kurios turi priešingą poliškumą. Matomas šio proceso rezultatas – saulės pliūpsnis. Žemę pasiekiantis spinduliuotės pliūpsnis sukelia stiprius jos magnetinio lauko trikdžius, sutrikdo palydovų darbą ir net paveikia planetoje esančius objektus. Dėl Žemės magnetinio lauko trikdžių didėja tikimybė, kad šiaurės pašvaistė pasirodys žemose platumose. Žemės jonosferoje taip pat vyksta saulės aktyvumo svyravimai, kurie pasireiškia trumpųjų radijo bangų sklidimo pokyčiais.
klasifikacija
Dėmės klasifikuojamos pagal jų gyvenimo trukmę, dydį ir vietą.
Vystymosi etapai
Vietinis magnetinio lauko stiprinimas, kaip minėta aukščiau, sulėtina plazmos judėjimą konvekcinėse ląstelėse, todėl sulėtėja šilumos perdavimas į Saulės fotosferą. Atšaldžius šio proceso paveiktas granules (maždaug 1000 °C), jos patamsėja ir susidaro viena dėmė. Kai kurie iš jų išnyksta po kelių dienų. Kiti išsivysto į dvipolius dviejų dėmių grupes, kurių magnetinės linijos turi priešingą poliškumą. Jie gali sudaryti daugelio dėmių grupes, kurios, jei plotas dar padidės, penumbra sujungti iki šimtų dėmių, kurių dydis siekia šimtus tūkstančių kilometrų. Po to lėtai (per kelias savaites ar mėnesius) mažėja dėmių aktyvumas ir sumažėja jų dydis iki mažų dvigubų ar pavienių taškelių.
Didžiausios saulės dėmių grupės visada turi sujungtą grupę kitame pusrutulyje (šiauriniame arba pietiniame). Tokiais atvejais magnetinės linijos išnyra iš dėmių viename pusrutulyje, o patenka į dėmes kitame.
Taškinių grupių dydžiai
Dėmių grupės dydis paprastai apibūdinamas geometriniu mastu, taip pat į ją įtrauktų dėmių skaičiumi ir bendru jų plotu.
Grupėje gali būti nuo vieno iki pusantro šimto ir daugiau vietų. Grupių plotai, kurie patogiai matuojami saulės pusrutulio ploto milijonosiomis dalimis (m.s.p.), svyruoja nuo kelių m.s.s. iki kelių tūkstančių m.s.p.
Didžiausias plotas per visą nuolatinių saulės dėmių grupių stebėjimų laikotarpį (nuo 1874 m. iki 2012 m.) buvo grupė Nr. 1488603 (pagal Grinvičo katalogą), kuri Saulės diske atsirado 1947 m. kovo 30 d., maksimaliai 18 d. 11 metų saulės aktyvumo ciklas. Iki balandžio 8 dienos jo bendras plotas siekė 6132 m.s.f. (1,87 · 10 10 km², tai yra daugiau nei 36 kartus didesnis už Žemės rutulio plotą). Savo piko metu šią grupę sudarė daugiau nei 170 atskirų saulės dėmių.
Cikliškumas
Saulės ciklas siejamas su saulės dėmių dažnumu, jų aktyvumu ir gyvenimo trukme. Vienas ciklas apima maždaug 11 metų. Minimalaus aktyvumo laikotarpiais Saulėje saulės dėmių būna labai mažai arba jų visai nėra, o maksimaliais laikotarpiais jų gali būti keli šimtai. Kiekvieno ciklo pabaigoje saulės magnetinio lauko poliškumas pasikeičia, todėl teisingiau kalbėti apie 22 metų saulės ciklą.
Ciklo trukmė
Nors vidutinis saulės aktyvumo ciklas trunka apie 11 metų, yra ciklų, kurių trukmė svyruoja nuo 9 iki 14 metų. Bėgant amžiams kinta ir vidurkiai. Taigi XX amžiuje vidutinė ciklo trukmė buvo 10,2 metų.
Ciklo forma nėra pastovi. Šveicarų astronomas Maxas Waldmeieris teigė, kad perėjimas nuo minimalaus prie didžiausio saulės aktyvumo vyksta tuo greičiau, kuo didesnis didžiausias šiame cikle užfiksuotų saulės dėmių skaičius (vadinamoji „Waldmeier taisyklė“).
Ciklo pradžia ir pabaiga
Anksčiau ciklo pradžia buvo laikoma momentu, kai Saulės aktyvumas buvo minimalus. Šiuolaikinių matavimo metodų dėka atsirado galimybė nustatyti saulės magnetinio lauko poliškumo kitimą, todėl dabar ciklo pradžia imamas saulės dėmių poliškumo pasikeitimo momentas. [ ]
Ciklo numeraciją pasiūlė R. Volfas. Pirmasis ciklas pagal šią numeraciją prasidėjo 1749 m. 2009 metais prasidėjo 24-asis saulės ciklas.
- Paskutinės eilutės duomenys – prognozė
Didžiausias saulės dėmių skaičius keičiasi periodiškai, kurių būdingas laikotarpis yra apie 100 metų („pasaulietinis ciklas“). Paskutiniai šio ciklo žemumai buvo maždaug 1800–1840 ir 1890–1920 m. Yra prielaida apie dar ilgesnės trukmės ciklų egzistavimą.
