ГлавнаяАстрономияРитмы Солнца

Астрономия - это интересно

Вселенная
Солнечная система
Земля
Луна
СОЛНЦЕ
· Почему светит Солнце
· Строение Солнца
· Солнечные пятна
· Солнечные протуберанцы
· Солнечные вспышки
· Ритмы Солнца
· Гелиоэнергетика
Планеты Солнечной системы
Астероиды
Кометы

Онлайн тесты по ЕГЭ

Ритмы Солнца


В 1826 году немецкий любитель астрономии аптекарь Генрих Швабе (1789-1875) из Дессау приступил к систематическим наблюдениям и зарисовкам солнечных пятен. Нет, он вовсе не собирался изучать Солнце - его интересовало совсем другое. В то время думали, что между Солнцем и Меркурием движется неизвестная планета. А так как увидеть ее вблизи яркого светила было невозможно, то Швабе решил наблюдать все, что было видно на солнечном диске. Ведь если такая планета действительно существует, то рано или поздно она обязательно пройдет по диску Солнца в виде маленького черного кружочка или точки. И вот тут-то она будет наконец "поймана"!

Однако Швабе, по его собственным словам, "отправившись на поиски слов своего отца, нашел королевство". В 1851 году в книге "Космос" Александра Гумбольдта (1769-1859) были опубликованы результаты наблюдений Швабе, из которых следовало, что число солнечных пятен довольно правильно возрастает и уменьшается в течение 10-летнего периода. Эта периодичность в изменении числа солнечных пятен, впоследствии названная 11-летним циклом солнечной активности, была открыта Генрихом Швабе в 1843 году. Последующие наблюдения подтвердили это открытие, а швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) уточнил, что максимумы числа пятен на Солнце повторяются в среднем через 11,1 года.

Итак, число пятен меняется день ото дня и от года к году. Чтобы судить о степени солнечной активности, основанной на подсчетах солнечных пятен, в 1848 году Вольф ввел понятие относительного числа солнечных пятен, или так называемых чисел Вольфа. Если обозначить через g число групп пятен, а через f общее число пятен, то число Вольфа - W - выражается формулой:
W=10g+f

Это число, определяющее меру пятнообразовательной деятельности Солнца, учитывает как число групп солнечных пятен, так и число самих пятен, наблюдавшихся в какой-то определенный день. Причем каждая группа приравнивается к десяти единицам, а каждое пятно принимается за единицу. Общий счет за день - относительное число Вольфа - представляет собой сумму этих чисел.

Допустим, что мы наблюдаем на Солнце 23 пятна, которые образуют три группы. Тогда число Вольфа в нашем примере будет: W = 10·3 + 23 = 53. В периоды минимума солнечной активности, когда на Солнце не бывает ни одного пятна, оно превращается в ноль. Если на Солнце наблюдается единственное пятно, то число Вольфа будет равно 11, а в дни максимума солнечной активности оно иногда бывает более 200.

Кривая среднемесячного числа солнечных пятен отчетливо показывает характер изменения солнечной активности. Такие данные имеются начиная с 1749 года по настоящее время. Усреднение, сделанное за 200 лет, определило период изменения пятен на Солнце в 11,2 года. Правда, за последние 60 лет течение пятнообразовательной деятельности нашего дневного светила несколько ускорилось и этот период уменьшился до 10,5 лет. Кроме того, его продолжительность заметно меняется от цикла к циклу. Поэтому следует говорить не о периодичности солнечной активности, а о цикличности. Одиннадцатилетний цикл - это важнейшая особенность нашего Солнца.

Открыв в 1908 году магнитное поле солнечных пятен, Джордж Хейл открыл и закон чередования их полярности. Мы уже говорили о том, что в развитой группе имеются два больших пятна - два больших магнита. Они обладают противоположной полярностью. Последовательность полярностей в северном и южном полушариях Солнца тоже всегда противоположная. Если в северном полушарии ведущее (головное) пятно имеет, например, северную полярность, а замыкающее (хвостовое) пятно - южную, то в южном полушарии дневного светила картина будет обратная: ведущее пятно - с южной полярностью, а замыкающее - с северной. Но самое замечательное состоит в том, что в следующем 11-летнем цикле полярности всех пятен в группах в обоих полушариях Солнца меняются на противоположные, а с наступлением нового цикла возвращаются к исходному состоянию. Таким образом, магнитный цикл Солнца составляет примерно 22 года. Поэтому многие астрономы-"солнечники" считают основным 22-летний цикл солнечной активности, связанный с изменением полярности магнитного поля в солнечных пятнах.

Уже давно установлено, что в такт с изменением числа пятен на Солнце изменяются площади факельных площадок, мощность солнечных вспышек. Вот эти и другие явления, происходящие в атмосфере Солнца, сейчас принято называть солнечной активностью. Наиболее доступным ее элементом для наблюдений являются большие группы солнечных пятен.

Теперь пришло время ответить, пожалуй, на самый интригующий вопрос: "Откуда берется солнечная активность и как объяснить ее особенности?"

Поскольку определяющим фактором солнечной активности является магнитное поле, то возникновение и развитие биполярной группы пятен - активной области на Солнце - можно представить как результат постепенного всплывания в солнечную атмосферу огромного магнитного жгута или трубки, которая выходит из одного пятна и, образуя арку, входит в другое пятно. В том месте, где трубка выходит из фотосферы, возникает пятно с одной полярностью магнитного поля, а где она обратно входит в фотосферу - с противоположной полярностью. Через некоторое время эта магнитная трубка разрушается, а остатки магнитного жгута погружаются обратно под фотосферу и активная область на Солнце исчезает. При этом часть линий магнитного поля уходит в хромосферу и солнечную корону. Здесь магнитное поле как бы упорядочивает движущуюся плазму, в результате чего солнечное вещество движется вдоль линий магнитного поля. Это придает короне лучистый вид. Тот факт, что активные области на Солнце определяются магнитными силовыми трубками, больше не вызывает среди ученых сомнений.

Магнитогидродинамическими эффектами объясняется и перемена полярности поля в биполярных группах солнечных пятен. Но это только первые шаги в направлении построения научно обоснованной теории, которая сможет объяснить все наблюдаемые особенности активности великого светила.

Итак, на Солнце происходит вечная борьба между силами давления раскаленного газа и чудовищной гравитацией. А на пути излучения встают запутанные магнитные поля. В их сетях возникают и разрушаются пятна. Вдоль силовых магнитных линий взлетает вверх или скользит вниз из короны высокотемпературная плазма. Где еще можно встретить нечто подобное?! Только на других звездах, но они ужасно далеки от нас! И только на Солнце мы можем наблюдать эту извечную борьбу сил природы, которая длится уже 5 млрд лет. А победит в ней только гравитация!

О.Н. Коротцев

В начало страницы