Слънцето е огромна сфера от горещи газове, които произвеждат колосална енергия и светлина и правят живота на Земята възможен.
Този небесен обект е най-големият и най-масивният в Слънчевата система. От Земята до нея разстоянието е от 150 милиона километра. Отнема около осем минути, за да ни достигнат топлината и слънчевата светлина. Това разстояние се нарича още осем светлинни минути.
Звездата, която затопля нашата земя, се състои от няколко външни слоя като фотосферата, хромосферата и слънчевата корона. Външните слоеве на слънчевата атмосфера създават енергия на повърхността, която бълбука и избухва от вътрешността на звездата и се идентифицира като слънчева светлина.
Компоненти на външния слой на Слънцето
Слоят, който виждаме, се нарича фотосфера или сфера от светлина. Фотосферата е белязана от ярки, кипящи гранули от плазма и по-тъмни, по-студени слънчеви петна, които се появяват, когато магнитните полета на слънцето разкъсат повърхността. Появяват се петна и се движат по диска на Слънцето. Наблюдавайки това движение, астрономите заключиха, че нашето светилосе върти около оста си. Тъй като Слънцето няма твърда основа, различните региони се въртят с различна скорост. Екваторните региони завършват пълен кръг за около 24 дни, докато полярните ротации могат да отнемат повече от 30 дни (за завършване на ротация).
Какво е фотосферата?
Фотосферата също е източник на слънчеви изригвания: пламъци, които се простират на стотици хиляди мили над повърхността на Слънцето. Слънчевите изригвания произвеждат изблици на рентгенови, ултравиолетови, електромагнитни лъчения и радиовълни. Източникът на рентгеново и радио излъчване е директно от слънчевата корона.
Какво е хромосферата?
Зоната около фотосферата, която е външната обвивка на Слънцето, се нарича хромосфера. Тясна област разделя короната от хромосферата. Температурата се повишава рязко в преходната област, от няколко хиляди градуса в хромосферата до над милион градуса в короната. Хромосферата излъчва червеникаво сияние, като от изгарянето на прегрят водород. Но червеният ръб може да се види само по време на затъмнение. В други моменти светлината от хромосферата обикновено е твърде слаба, за да се види на фона на ярката фотосфера. Плътността на плазмата спада бързо, движейки се нагоре от хромосферата към короната през преходната област.
Каква е слънчевата корона? Описание
Астрономите неуморно разследват мистерията на слънчевата корона. Каква е тя?
Това е атмосферата на Слънцето или външния му слой. Това име е дадено, защоточе появата му става очевидна, когато настъпи пълно слънчево затъмнение. Частиците от короната се простират далеч в космоса и всъщност достигат орбитата на Земята. Формата се определя главно от магнитното поле. Свободните електрони при движение на короната по линиите на магнитното поле образуват много различни структури. Формите, наблюдавани в короната над слънчевите петна, често са с форма на подкова, което допълнително потвърждава, че следват линиите на магнитното поле. От върха на такива "арки" дългите ленти могат да се простират на разстояние от диаметъра на Слънцето или дори повече, сякаш някакъв процес изтегля материал от върха на арките в космоса. Това включва слънчевия вятър, който духа навън през нашата слънчева система. Астрономите са нарекли подобни явления „змийски шлем“поради приликата им с назъбените шлемове, носени от рицари и използвани от някои немски войници преди 1918 г.
От какво е направена короната?
Материалът, от който е образувана слънчевата корона, е изключително горещ, състоящ се от разредена плазма. Температурата вътре в короната е повече от милион градуса, изненадващо много по-висока от температурата на повърхността на Слънцето, която е около 5500 °C. Налягането и плътността на короната са много по-ниски, отколкото в земната атмосфера.
Чрез наблюдение на видимия спектър на слънчевата корона бяха открити ярки емисионни линии при дължини на вълната, които не съвпадат с известни материали. В тази връзка астрономите предполагат съществуването на "короний"като основен газ в короната. Истинската природа на това явление остава загадка, докато не се открие, че короналните газове са прегрети над 1 000 000 °C. При такава висока температура двата доминиращи елемента, водородът и хелият, са напълно лишени от своите електрони. Дори незначителни вещества като въглерод, азот и кислород се изчистват до голи ядра. Само по-тежките съставки (желязо и калций) са в състояние да задържат част от своите електрони при тези температури. Излъчването от тези силно йонизирани елементи, които образуват спектралните линии, оставаше загадка за ранните астрономи доскоро.
Яркост и интересни факти
Слънчевата повърхност е твърде ярка и по правило нейната слънчева атмосфера е недостъпна за нашето зрение, короната на Слънцето също не се вижда с просто око. Външният слой на атмосферата е много тънък и слаб, така че може да се види само от Земята по време на слънчево затъмнение или със специален коронографски телескоп, който симулира затъмнение, като покрива яркия слънчев диск. Някои коронографи използват наземни телескопи, други се извършват на сателити.
Яркостта на слънчевата корона в рентгеновите лъчи се дължи на нейната огромна температура. От друга страна, слънчевата фотосфера излъчва много малко рентгенови лъчи. Това позволява на короната да се гледа през диска на Слънцето, когато я наблюдаваме в рентгенови лъчи. За това се използва специална оптика, която ви позволява да виждате рентгенови лъчи. ATВ началото на 70-те години на миналия век първата американска космическа станция Skylab използва рентгенов телескоп, с който слънчевата корона и слънчевите петна или дупки бяха ясно видими за първи път. През последното десетилетие беше предоставено огромно количество информация и изображения за слънчевата корона. С помощта на спътници слънчевата корона става все по-достъпна за нови и интересни наблюдения на Слънцето, неговите характеристики и динамична природа.
Температура на слънцето
Въпреки че вътрешната структура на слънчевото ядро е скрита от пряко наблюдение, чрез различни модели може да се заключи, че максималната температура вътре в нашата звезда е около 16 милиона градуса (Целзий). Фотосферата - видимата повърхност на Слънцето - има температура от около 6000 градуса по Целзий, но тя нараства много рязко от 6000 градуса до няколко милиона градуса в короната, в района на 500 километра над фотосферата.
Слънцето е по-горещо отвътре, отколкото отвън. Въпреки това, външната атмосфера на Слънцето, короната, наистина е по-гореща от фотосферата.
В края на тридесетте години Grotrian (1939) и Edlen откриват, че странните спектрални линии, наблюдавани в спектъра на слънчевата корона, се излъчват от елементи като желязо (Fe), калций (Ca) и никел (Ni) на много високи етапи на йонизация. Те стигнаха до заключението, че короналният газ е много горещ, с температури над 1 милион градуса.
Въпросът защо слънчевата корона е толкова гореща остава един от най-вълнуващите пъзели на астрономията.през последните 60 години. Все още няма категоричен отговор на този въпрос.
Въпреки че слънчевата корона е непропорционално гореща, тя също има много ниска плътност. По този начин, само малка част от общата слънчева радиация е необходима за захранване на короната. Общата мощност, излъчвана в рентгеновите лъчи, е само около една милионна от общата яркост на Слънцето. Важен въпрос е как енергията се транспортира до короната и какъв механизъм е отговорен за транспортирането.
Механизми за захранване на слънчевата корона
През годините са предложени няколко различни механизма за захранване на короната:
- Акустични вълни.
- Бързи и бавни магнито-акустични вълни на тела.
- Вълнови тела на Алфвен.
- Бавни и бързи магнито-акустични повърхностни вълни.
- Токът (или магнитното поле) е разсейване.
- Потоци от частици и магнитен поток.
Тези механизми са тествани както теоретично, така и експериментално и към днешна дата са изключени само акустични вълни.
Все още не е проучено къде свършва горната граница на короната. Земята и другите планети от Слънчевата система се намират вътре в короната. Оптичното излъчване на короната се наблюдава при 10-20 слънчеви радиуса (десетки милиони километри) и се комбинира с феномена на зодиакалната светлина.
Магнетен Corona Solar Carpet
Наскоро "магнитният килим" беше свързан с пъзела за коронално отопление.
Наблюденията с висока пространствена разделителна способност показват, че повърхността на Слънцето е покрита със слаби магнитни полета, концентрирани в малки области с противоположна полярност (магнит за килим). Смята се, че тези магнитни концентрации са основните точки на отделните магнитни тръби, пренасящи електрически ток.
Последните наблюдения на този "магнитен килим" показват интересна динамика: фотосферните магнитни полета се движат постоянно, взаимодействат едно с друго, разсейват се и излизат за много кратък период от време. Магнитното повторно свързване между магнитно поле с противоположна полярност може да промени топологията на полето и да освободи магнитна енергия. Процесът на повторно свързване също ще разсее електрически токове, които преобразуват електрическата енергия в топлина.
Това е обща идея за това как магнитният килим може да участва в короналното нагряване. Въпреки това, не може да се твърди, че „магнитният килим“в крайна сметка решава проблема с короналното нагряване, тъй като количествен модел на процеса все още не е предложен.
Може ли слънцето да изгасне?
Слънчевата система е толкова сложна и неизследвана, че сензационни твърдения като: „Слънцето скоро ще изгасне“или, обратно, „Температурата на Слънцето се покачва и скоро животът на Земята ще стане невъзможен“звучат смешно меко казано. Кой може да прави такива прогнози, без да знае какви точно механизмив сърцето на тази мистериозна звезда?!
