Сонячна корона: опис, особливості, яскравість і цікаві факти

Сонячна корона: опис, особливості, яскравість і цікаві факти


Сонце - це величезна сфера розпечених газів, які виробляють колосальну енергію і світло і роблять життя на Землі можливим.

Цей небесний об 'єкт є найбільшим і наймасивнішим у Сонячній системі. Від Землі до нього відстань становить від 150 мільйонів кілометрів. Щоб дістатися до нас тепла і сонячного світла потрібно близько восьми хвилин. Ця відстань також називається вісім світлових хвилин.

Зірка, що зігріває нашу землю, складається з декількох зовнішніх шарів, таких як фотосфера, хромосфера і сонячна корона. Зовнішні шари атмосфери Сонця створюють енергію на поверхні, яка бульбашкується і виривається з нутрощів зірки, і визначається як сонячне світло.

Складові зовнішнього шару Сонця

Шар, який ми бачимо, називається фотосферою або сферою світла. Фотосфера відзначена яскравими, киплячими гранулами плазми і більш темними, холодними сонячними плямами, які виникають, коли сонячні магнітні поля прориваються через поверхню. Плями з "являються і пересуваються по диску Сонця. Спостерігаючи цей рух, астрономи зробили висновок, що наше світило обертається навколо своєї осі. Оскільки Сонце не має твердої основи, різні області обертаються з різною швидкістю. Області екватора проходять повне коло приблизно за 24 дні, в той час як обертання полярних може зайняти більше 30 днів (щоб зробити оборот).

Що таке фотосфера?

Фотосфера також є джерелом сонячних спалахів: язики полум 'я, які простягаються сотні тисяч миль над поверхнею Сонця. Сонячні спалахи виробляють сплески рентгенівського, ультрафіолетового, електромагнітного випромінювання і радіохвиль. Джерелом рентгенівського і радіовипромінювання є безпосередньо сонячна корона.

Що таке хромосфера?

Зону, що оточує фотосферу, яка є зовнішньою оболонкою Сонця, називають хромосферою. Вузька область відокремлює корону від хромосфери. Температура піднімається різко в перехідній області, від декількох тисяч градусів у хромосфері до більш ніж мільйона градусів у короні. Хромосфера випромінює червонувате світіння, як від згоряння перегрітого водню. Але червоний обод можна побачити тільки під час затемнення. В інший час світло від хромосфери, як правило, занадто слабке, щоб побачити його на тлі яскравої фотосфери. Щільність плазми падає швидко, через область переходу рухається вгору від хромосфери до корони.

Що таке сонячна корона? Опис

Астрономи невпинно проводять дослідження загадки, яку таїть в собі сонячна корона. Що вона з себе представляє?

Це атмосфера Сонця або його зовнішній шар. Таку назву дали тому, що його зовнішній вигляд стає очевидним, коли відбувається повне сонячне затемнення. Частинки корони простягаються далеко в космос і, по суті, досягають орбіти Землі. Форма в основному визначається магнітним полем. Вільні електрони в коронному русі вздовж силових ліній магнітних полів утворюють безліч різних структур. Форми, які спостерігаються в короні над сонячними плямами, часто мають підковоподібні обриси, що ще раз підтверджує, що вони йдуть лініями магнітного поля. З вершини таких "арок" довгі розтяжки можуть поширюватися, на відстані діаметра Сонця або навіть більше, як ніби якийсь процес витягує матеріал від верхівки арок у простір. У цьому задіяний сонячний вітер, який потрапляє назовні через нашу сонячну систему. Астрономи назвали такі явища "шолом серпантин" через їх схожість з зубчастими шоломами, які носили лицарі і використовували деякі німецькі солдати до 1918 р.

З чого складається корона?

Матеріал, з якого утворюється сонячна корона, є надзвичайно гарячим, що складається з розрідженої плазми. Температура всередині корони більше мільйона градусів, на диво, набагато вище, ніж температура на поверхні Сонця, яка становить близько 5500 ° C. Тиск і щільність корони, набагато нижчі, ніж в атмосфері Землі.

Спостерігаючи видимий спектр сонячної корони, були виявлені яскраві емісійні лінії на довжинах хвиль, які не відповідають відомим матеріалам. У зв 'язку з цим, астрономи припустили існування "коронія" як основного газу в короні. Справжня природа цього явища залишалася таємницею, поки не виявили, що корональні гази перегріті вище 1.000.000 ° C. При наявності такої високої температури два домінуючих елементи - водень і гелій - абсолютно позбавлені своїх електронів. Навіть незначні речовини, такі як вуглець, азот і кисень, розділися до голих ядер. Тільки більш важкі складові (залізо і кальцій) здатні зберегти деякі зі своїх електронів під впливом таких температур. Випромінювання з цих високоіонізованих елементів, які утворюють спектральні лінії, до недавніх часів залишалися загадковими для ранніх астрономів.

Яскравість і цікаві факти

Сонячна поверхня занадто яскрава і, як правило, нашому зору недоступна її сонячна атмосфера, корона Сонця теж не видна неозброєним оком. Зовнішній шар атмосфери дуже тонкий і слабкий, тому його можна побачити тільки з Землі в той час коли відбувається сонячне затемнення або за допомогою спеціального телескопа-коронографа, який імітує затемнення, покриваючи яскравий сонячний диск. Деякі коронографи використовують наземні телескопи, інші проводяться на супутниках.

Яскравість сонячної корони в рентгенівських променях відбувається через його величезну температуру. З іншого боку, сонячна фотосфера випромінює дуже мало рентгенівських променів. Це дозволяє переглядати корону по диску Сонця, коли ми спостерігаємо його в рентгенівських променях. Для цього використовується спеціальна оптика, яка дозволяє бачити рентгенівські промені. На початку 70-х років перша космічна станція США Скайлеб використовувала рентгенівський телескоп, за допомогою якого були чітко видно сонячну корону і сонячні плями або дірки вперше. Протягом останнього десятиліття було надано величезну кількість інформації і зображень на короні Сонця. За допомогою супутників сонячна корона стає більш доступною для проведення нових і цікавих спостережень Сонця, його особливостей і динамічного характеру.

Температура Сонця

Хоча внутрішня структура сонячного ядра прихована від прямих спостережень, можна зробити висновок, з використанням різних моделей, що максимальна температура всередині нашої зірки становить близько 16 мільйонів градусів (за Цельсієм). Фотосфера - видима поверхня Сонця - має температуру близько 6000 градусів за Цельсієм, однак вона збільшується дуже різко від 6000 градусів до декількох мільйонів градусів у короні, в районі 500 кілометрів над фотосферою.

Сонце гаряче на внутрішній стороні, ніж на зовнішній стороні. Тим не менш, зовнішня атмосфера Сонця, корони, дійсно гарячіше, ніж фотосфери.

Наприкінці тридцятих років Гротріан (1939) і Едлен виявили, що дивні спектральні лінії, які спостерігаються у спектрі сонячної корони, випромінюються елементами, такими як залізо (Fe), кальцій (Са) і нікель (Ni) в дуже високих стадіях іонізації. Вони дійшли висновку, що корональний газ сильно нагрівається з температурою понад 1 мільйон градусів.

Питання про те, чому сонячна корона настільки гаряча, залишається однією з найбільш захоплюючих головоломок астрономії за останні 60 років. Однозначної відповіді на це питання поки немає.

Хоча сонячна корона неспівмірно гаряча, вона також має дуже низьку щільність. Таким чином, лише невелика частина від загального сонячного випромінювання потрібна для підживлення корони. Сумарна потужність, випромінювана в рентгенівських променях, становить лише близько однієї мільйонної повної світності Сонця. Важливе питання полягає в тому, як транспортується енергія до корони і який механізм відповідає за транспорт.

Механізми живлення сонячної корони

Протягом багатьох років було запропоновано кілька різних механізмів живлення корони:

  • Акустичні хвилі.
  • Швидкі і повільні магніто-акустичні хвилі тіл.
  • Альфвенівські тіла хвилі.
  • Повільна і швидка магніто-акустичні поверхневі хвилі.
  • Струм (або магнітне поле) - розсіювання.
  • Потоки частинок і магнітного потоку.

Ці механізми були перевірені як теоретично, так і експериментально і на сьогоднішній день тільки акустичні хвилі були виключені.

Поки що ще не вивчено, де закінчується верхня межа корони. Земля та інші планети Сонячної системи розташовуються всередині корони. Оптичне випромінювання корони спостерігається на 10 - 20 радіусів Сонця (десятки мільйонів кілометрів) і об 'єднується з явищем зодіакального світла.

Магнітний килим Сонячної корони

Останнім часом "магнітний килим" був пов 'язаний з головоломкою коронального опалення.

Спостереження з високою просторовою роздільною здатністю показують, що поверхня Сонця покрита слабкими магнітними полями, зосередженими на невеликих ділянках протилежної полярності (магніт килима). Ці магнітні концентрації, як вважають, є основними точками окремих магнітних трубок, що несуть електричний струм.

Недавні спостереження цього "магнітного килима" показують цікаву динаміку: фотосферні магнітні поля постійно переміщуються, взаємодіють один з одним, розсіюються і виходять на дуже короткий період часу. Магнітне пересоєднання між магнітним полем протилежної полярності може змінити топологію поля і випустити магнітну енергію. Процес перепідключення також призведе до розсіювання електричних струмів, які перетворюють електричну енергію в тепло.

Це загальне уявлення про те, як магнітний килим може бути залучений в корональний нагрів. Однак стверджувати, що "магнітний килим" зрештою вирішує проблему нагрівання корони не можна, оскільки кількісна модель процесу ще не запропонована.

Чи може Сонце згаснути?

Сонячна система настільки складна і незвідана, що сенсаційні заяви, такі як: "Сонце скоро згасне" або, навпаки, "Температура Сонця підвищується і скоро життя на Землі стане неможливим" звучать щонайменше безглуздо. Хто може робити такі прогнози, в точності не знаючи, які механізми закладені в основу цієї таємничої зірки?!