Saule ir milzīga karstu gāzu sfēra, kas rada kolosālu enerģiju un gaismu un padara iespējamu dzīvību uz Zemes.
Šis debess objekts ir lielākais un masīvākais Saules sistēmā. Attālums no Zemes līdz tai ir no 150 miljoniem kilometru. Siltums un saules gaisma mūs sasniedz aptuveni astoņas minūtes. Šo attālumu sauc arī par astoņām gaismas minūtēm.
Zvaigzne, kas silda mūsu zemi, sastāv no vairākiem ārējiem slāņiem, piemēram, fotosfēras, hromosfēras un Saules vainaga. Saules atmosfēras ārējie slāņi rada enerģiju uz virsmas, kas burbuļo un izplūst no zvaigznes iekšpuses, un tiek identificēta kā saules gaisma.
Saules ārējā slāņa sastāvdaļas
Slāni, ko mēs redzam, sauc par fotosfēru vai gaismas sfēru. Fotosfēru iezīmē spilgtas, kūstošas plazmas granulas un tumšāki, aukstāki saules plankumi, kas rodas, kad saules magnētiskie lauki plosās caur virsmu. Plankumi parādās un pārvietojas pa Saules disku. Vērojot šo kustību, astronomi secināja, ka mūsu gaismeklisgriežas ap savu asi. Tā kā Saulei nav cieta pamata, dažādi reģioni griežas ar dažādu ātrumu. Ekvatora reģioni pilnu apli veic aptuveni 24 dienās, savukārt polārie apgriezieni var aizņemt vairāk nekā 30 dienas (lai pabeigtu rotāciju).
Kas ir fotosfēra?
Fotosfēra ir arī saules uzliesmojumu avots: liesmas, kas stiepjas simtiem tūkstošu jūdžu virs Saules virsmas. Saules uzliesmojumi rada rentgena, ultravioletā, elektromagnētiskā starojuma un radioviļņu uzliesmojumus. Rentgenstaru un radio emisijas avots ir tieši no Saules korona.
Kas ir hromosfēra?
Zonu, kas ieskauj fotosfēru, kas ir Saules ārējais apvalks, sauc par hromosfēru. Šaurs apgabals atdala vainagu no hromosfēras. Temperatūra strauji paaugstinās pārejas reģionā, no dažiem tūkstošiem grādu hromosfērā līdz vairāk nekā miljonam grādu koronā. Hromosfēra izstaro sarkanīgu mirdzumu, piemēram, pārkarsēta ūdeņraža sadegšanas rezultātā. Bet sarkano apmali var redzēt tikai aptumsuma laikā. Citos gadījumos gaisma no hromosfēras parasti ir pārāk vāja, lai to redzētu spilgtajā fotosfērā. Plazmas blīvums strauji samazinās, virzoties uz augšu no hromosfēras uz vainagu caur pārejas reģionu.
Kas ir saules korona? Apraksts
Astronomi nenogurstoši pēta Saules vainaga noslēpumu. Kāda viņa ir?
Šī ir Saules vai tās ārējā slāņa atmosfēra. Šis vārds tika dots, joka tā izskats kļūst acīmredzams, kad notiek pilnīgs saules aptumsums. Koronas daļiņas sniedzas tālu kosmosā un faktiski sasniedz Zemes orbītu. Formu galvenokārt nosaka magnētiskais lauks. Brīvie elektroni korona kustībā pa magnētiskā lauka līnijām veido daudzas dažādas struktūras. Koronā virs saules plankumiem redzamās formas bieži ir pakavveida formas, kas vēl vairāk apstiprina, ka tās seko magnētiskā lauka līnijām. No šādu "arku" augšdaļas var izstiepties garie strēmeri, Saules diametra attālumā vai pat vairāk, it kā kāds process velk materiālu no arku augšdaļas kosmosā. Tas ietver saules vēju, kas pūš uz āru caur mūsu Saules sistēmu. Astronomi šādas parādības ir nosaukušas par "čūsku ķiveri", jo tās līdzinās bruņinieku ķiverēm, kuras daži vācu karavīri izmantoja pirms 1918. gada
No kā izgatavots kronis?
Materiāls, no kura veidojas Saules vainags, ir ārkārtīgi karsts un sastāv no retinātas plazmas. Temperatūra koronas iekšienē ir vairāk nekā miljons grādu, pārsteidzoši daudz augstāka nekā temperatūra uz Saules virsmas, kas ir aptuveni 5500 °C. Koronas spiediens un blīvums ir daudz zemāks nekā Zemes atmosfērā.
Novērojot Saules vainaga redzamo spektru, tika atrastas spilgtas emisijas līnijas viļņu garumos, kas neatbilst zināmajiem materiāliem. Šajā sakarā astronomi ir ierosinājuši "koronija" esamībukā galvenā gāze koronā. Šīs parādības patiesā būtība palika noslēpums, līdz tika atklāts, ka koronālās gāzes ir pārkarsētas virs 1 000 000 °C. Ar tik augstu temperatūru diviem dominējošajiem elementiem, ūdeņradim un hēlijam, pilnībā trūkst elektronu. Pat nelielas vielas, piemēram, ogleklis, slāpeklis un skābeklis, tika notīrīti līdz tukšiem kodoliem. Tikai smagākās sastāvdaļas (dzelzs un kalcijs) spēj saglabāt daļu no saviem elektroniem šajās temperatūrās. Šo augsti jonizēto elementu emisija, kas veido spektrālās līnijas, vēl nesen bija noslēpums agrīnajiem astronomiem.
Spilgtums un interesanti fakti
Saules virsma ir pārāk gaiša un, kā likums, tās Saules atmosfēra mūsu redzei nav pieejama, Saules vainags arī nav redzams ar neapbruņotu aci. Atmosfēras ārējais slānis ir ļoti plāns un vājš, tāpēc to var redzēt tikai no Zemes brīdī, kad notiek Saules aptumsums, vai ar speciālu koronagrāfa teleskopu, kas imitē aptumsumu, pārklājot spožo Saules disku. Dažos koronogrāfos tiek izmantoti uz zemes izvietoti teleskopi, citi tiek veikti uz satelītiem.
Saules vainaga spilgtums rentgena staros ir saistīts ar tās milzīgo temperatūru. No otras puses, saules fotosfēra izstaro ļoti maz rentgena staru. Tas ļauj skatīt vainagu pāri Saules diskam, kad mēs to novērojam rentgena staros. Šim nolūkam tiek izmantota īpaša optika, kas ļauj redzēt rentgena starus. AT70. gadu sākumā pirmajā ASV kosmosa stacijā Skylab tika izmantots rentgena teleskops, ar kuru pirmo reizi bija skaidri redzama Saules vainags un saules plankumi jeb caurumi. Pēdējās desmitgades laikā ir sniegts milzīgs daudzums informācijas un attēlu par Saules vainagu. Ar satelītu palīdzību Saules korona kļūst arvien pieejamāka jauniem un interesantiem Saules, tās īpatnību un dinamiskās dabas novērojumiem.
Saules temperatūra
Lai gan Saules kodola iekšējā struktūra ir paslēpta no tiešas novērošanas, izmantojot dažādus modeļus, var secināt, ka maksimālā temperatūra mūsu zvaigznes iekšienē ir aptuveni 16 miljoni grādu (Celsija). Fotosfēras - Saules redzamās virsmas - temperatūra ir aptuveni 6000 grādu pēc Celsija, bet tā ļoti strauji palielinās no 6000 grādiem līdz vairākiem miljoniem grādu koronā, aptuveni 500 kilometru augstumā virs fotosfēras.
Saule ir karstāka iekšpusē nekā ārpusē. Tomēr Saules ārējā atmosfēra, korona, patiešām ir karstāka nekā fotosfēra.
Trīsdesmito gadu beigās Grotrians (1939) un Edlens atklāja, ka dīvainās spektrālās līnijas, kas novērotas Saules vainaga spektrā, izstaro tādi elementi kā dzelzs (Fe), kalcijs (Ca) un niķelis (Ni). ļoti augstās jonizācijas stadijās. Viņi secināja, ka koronālā gāze ir ļoti karsta, un tās temperatūra pārsniedz 1 miljonu grādu.
Jautājums par to, kāpēc Saules vainags ir tik karsts, joprojām ir viena no aizraujošākajām astronomijas mīklām.pēdējo 60 gadu laikā. Uz šo jautājumu vēl nav konkrētas atbildes.
Lai gan Saules korona ir nesamērīgi karsta, tai ir arī ļoti zems blīvums. Tādējādi vainaga barošanai ir nepieciešama tikai neliela daļa no kopējā saules starojuma. Kopējā rentgenstaru izstarotā jauda ir tikai aptuveni viena miljonā daļa no kopējā Saules spilgtuma. Svarīgs jautājums ir par to, kā enerģija tiek transportēta uz korona un kāds mehānisms ir atbildīgs par transportēšanu.
Mehānismi saules koronas barošanai
Gadu gaitā ir ierosināti vairāki dažādi koronas jaudas mehānismi:
- Akustiskie viļņi.
- Ātri un lēni ķermeņu magnetoakustiskie viļņi.
- Alfven viļņu ķermeņi.
- Lēni un ātri magnetoakustiskie virsmas viļņi.
- Strāva (vai magnētiskais lauks) ir izkliede.
- Daļiņu plūsmas un magnētiskā plūsma.
Šie mehānismi ir pārbaudīti gan teorētiski, gan eksperimentāli, un līdz šim ir izslēgti tikai akustiskie viļņi.
Vēl nav izpētīts, kur beidzas vainaga augšējā robeža. Zeme un citas Saules sistēmas planētas atrodas vainaga iekšpusē. Koronas optiskais starojums tiek novērots 10-20 saules rādiusos (desmitiem miljonu kilometru) un apvienojas ar zodiaka gaismas fenomenu.
Magnētiskais Corona saules paklājs
Nesen "magnētiskais paklājs" ir saistīts ar koronālo sildīšanas mīklu.
Augstas telpiskās izšķirtspējas novērojumi liecina, ka Saules virsmu klāj vāji magnētiskie lauki, kas koncentrēti nelielos pretējas polaritātes apgabalos (paklāja magnēts). Tiek uzskatīts, ka šīs magnētiskās koncentrācijas ir galvenie punkti atsevišķām magnētiskajām caurulēm, kas vada elektrisko strāvu.
Pēdējie šī "magnētiskā paklāja" novērojumi liecina par interesantu dinamiku: fotosfēras magnētiskie lauki pastāvīgi kustas, mijiedarbojas viens ar otru, izkliedējas un iziet uz ļoti īsu laika periodu. Magnētiskais savienojums starp pretējās polaritātes magnētisko lauku var mainīt lauka topoloģiju un atbrīvot magnētisko enerģiju. Atkārtota savienojuma process izkliedēs arī elektriskās strāvas, kas pārvērš elektrisko enerģiju siltumā.
Šis ir vispārīgs priekšstats par to, kā magnētiskais paklājs var būt saistīts ar koronālo apsildi. Tomēr nevar apgalvot, ka “magnētiskais paklājs” galu galā atrisina koronālās sildīšanas problēmu, jo procesa kvantitatīvais modelis vēl nav piedāvāts.
Vai saule var noiet?
Saules sistēma ir tik sarežģīta un neizpētīta, ka tādi sensacionāli apgalvojumi kā: “Saule drīz nodzis” vai, gluži otrādi, “Saules temperatūra paaugstinās un drīz dzīvība uz Zemes kļūs neiespējama” izklausās smieklīgi. lai neteiktu vairāk. Kurš gan var izteikt tādas prognozes, nezinot tieši kādus mehānismusšīs noslēpumainās zvaigznes centrā?!
