Строение солнечной атмосферы и солнечная активность

Внешняя газовая оболочка Солнца, его атмосфера, состоит (в направлении от более глубоких слоев наружу) из фотосферы, хромосферы и короны.

Практически все видимое излучение Солнца исходит из очень тонкого слоя, называемого фотосферо й. Толщина фотосферы не превышает 300 км. Вся фотосфера Солнца выглядит как совокупность ярких пятен — гранул, разделенных между собой узкими и менее яркими промежутками. Размер каждой из гранул — около 700 км. Температура гранул выше, чем деталей темных промежутков, примерно на 600 К. Эта система постоянно возникающих и исчезающих гранул в фотосфере называется грануляцией. Самые приметные объекты на Солнце — это темные пятна. Диаметр пятен иногда достигает 200 тыс. км. Совсем маленькие пятна называют порами.

Еще Галилео Галилей в 1610 г. заметил, что расположение пятен меняется. Ученый правильно объяснил это вращением Солнца вокруг своей оси. Систематические наблюдения солнечных пятен показывают, что Солнце вращается в направлении движения планет и скорость вращения Солнца убывает от экватора к полюсам. Период вращения Солнца изменяется от 25 суток на экваторе до 30 суток у полюсов.

Кроме пятен в фотосфере наблюдаются факелы — яркие образования, видимые в белом свете преимущественно вблизи края диска Солнца. Факелы имеют сложную волокнистую структуру, их температура на несколько сотен градусов превышает температуру фотосферы.

Обычно факелы появляются раньше пятен и существуют некоторое время после их исчезновения. Средняя продолжительность их существования — 15 суток, но может достигать почти трех месяцев.

Внешние слои атмосферы Солнца — хромосфера и расположенная выше солнечная корона хорошо видны во время полных солнечных затмений.

Над фотосферой простирается хромосфера Солнца. Общая протяженность хромосферы — 10-15 тыс. км. Температура в хромосфере с высотой не падает, а растет от 4500 К до нескольких десятков тысяч. Излучение хромосферы в сотни раз меньше фотосферного.

На краю солнечного диска хорошо видны протуберанцы — гигантские арки или выступы, как бы опирающиеся на хромосферу.

В хромосфере наблюдаются мощные и быстро развивающиеся процессы, называемые вспышками. Эти яркие образования существуют от нескольких минут до нескольких часов. Обычно солнечные вспышки проходят вблизи быстро развивающихся групп солнечных пятен. Они сопровождаются выбросами вещества.

Вспышки представляют собой взрывные процессы. Мощные вспышки за десять минут высвобождают энергию около 10²³ - 10²⁵ Дж.

Корона — внешняя разреженная и горячая оболочка Солнца, распространяющаяся от него на несколько солнечных радиусов и имеющая температуру плазмы до миллиона градусов. Яркость солнечной короны в миллион раз меньше, чем фотосферы. Поэтому наблюдать солнечную корону можно во время полных солнечных затмений или с помощью специальных телескопов-коронографов. Внешние слои атмосферы Солнца тянутся вплоть до орбиты Земли.

Совокупность нестационарных процессов, периодически возникающих в солнечной атмосфере, называется солнечной активностью. К таким структурным образованиям относятся пятна, факелы в фотосфере, протуберанцы, вспышки и выбросы вещества в хромосфере и короне. Места, где они возникают, называются активными областями. Все активные образования взаимосвязаны между собой одной общей причиной — изменяющими магнитными полями, всегда присутствующими в активных областях. Количество активных областей на Солнце со временем изменяется. Продолжительность цикла определяется по эпохам минимума солнечной активности. Средняя продолжительность цикла составляет примерно 11 лет.

Солнце обладает слабым общим магнитным полем (сопоставимым с магнитным полем Земли). В активных областях индукция магнитного поля увеличивается в сотни и тысячи раз!