Saulės karūna: aprašymas, funkcijos, ryškumas ir įdomūs faktai

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:26

Saulė yra didžiulė karštų dujų sfera, kuri gamina milžinišką energiją ir šviesą ir leidžia Žemėje gyventi.

Šis dangaus objektas yra didžiausias ir masyviausias Saulės sistemoje. Nuo Žemės iki jos atstumas yra nuo 150 milijonų kilometrų. Šiluma ir saulės šviesa mus pasiekia maždaug aštuonias minutes. Šis atstumas taip pat vadinamas aštuoniomis šviesos minutėmis.

Žvaigždė, šildanti mūsų žemę, sudaryta iš kelių išorinių sluoksnių, tokių kaip fotosfera, chromosfera ir saulės vainikas. Išoriniai Saulės atmosferos sluoksniai sukuria energiją ant paviršiaus, kuri burbuliuoja ir sprogsta iš žvaigždės vidaus ir yra identifikuojama kaip saulės šviesa.

Išorinio Saulės sluoksnio komponentai

Sluoksnis, kurį matome, vadinamas fotosfera arba šviesos sfera. Fotosfera yra pažymėta ryškiomis, verdančiomis plazmos granulėmis ir tamsesnėmis, š altesnėmis saulės dėmėmis, atsirandančiomis, kai saulės magnetiniai laukai plyšta per paviršių. Atsiranda dėmės ir juda per Saulės diską. Stebėdami šį judėjimą astronomai padarė išvadą, kad mūsų šviesulysapsisuka aplink savo ašį. Kadangi Saulė neturi tvirto pagrindo, skirtingi regionai sukasi skirtingu greičiu. Pusiaujo sritys visą ratą įveikia maždaug per 24 dienas, o poliariniai sukimai gali užtrukti ilgiau nei 30 dienų (kad būtų užbaigtas apsisukimas).

Kas yra fotosfera?

Fotosfera taip pat yra saulės blyksnių š altinis: liepsnos, besitęsiančios šimtus tūkstančių mylių virš Saulės paviršiaus. Saulės blyksniai sukuria rentgeno, ultravioletinių, elektromagnetinės spinduliuotės ir radijo bangų pliūpsnius. Rentgeno spindulių ir radijo spinduliuotės š altinis yra tiesiai iš saulės vainiko.

Kas yra chromosfera?

Fotosferą supanti zona, kuri yra išorinis Saulės apvalkalas, vadinama chromosfera. Siaura sritis skiria vainiką nuo chromosferos. Temperatūra smarkiai pakyla pereinamojoje srityje – nuo kelių tūkstančių laipsnių chromosferoje iki daugiau nei milijono laipsnių vainikinėje. Chromosfera skleidžia rausvą švytėjimą, kaip ir degant perkaitintam vandeniliui. Tačiau raudoną apvadą galima pamatyti tik užtemimo metu. Kitais atvejais šviesa iš chromosferos paprastai būna per silpna, kad būtų matoma šviesioje fotosferoje. Plazmos tankis greitai krenta, pereinamuoju regionu judėdamas aukštyn iš chromosferos į vainiką.

Kas yra saulės korona? Aprašymas

Astronomai nenuilstamai tiria Saulės vainiko paslaptį. Kokia ji?

Tai Saulės arba jos išorinio sluoksnio atmosfera. Šis vardas buvo suteiktas, neskad jo išvaizda išryškėja įvykus visiškam saulės užtemimui. Dalelės iš vainiko nukeliauja toli į kosmosą ir iš tikrųjų pasiekia Žemės orbitą. Formą daugiausia lemia magnetinis laukas. Laisvieji elektronai, judėdami vainiklyje išilgai magnetinio lauko linijų, sudaro daugybę skirtingų struktūrų. Karūnoje virš saulės dėmių matomos formos dažnai yra pasagos formos, o tai dar labiau patvirtina, kad jos seka magnetinio lauko linijas. Nuo tokių „arkų“viršaus gali išsikišti ilgi srovei, Saulės skersmens ar net didesniu atstumu, tarsi koks nors procesas trauktų medžiagą iš arkų viršaus į erdvę. Tai susiję su saulės vėju, kuris pučia į išorę per mūsų saulės sistemą. Astronomai tokius reiškinius pavadino „gyvatiniu šalmu“dėl jų panašumo į dantytus šalmus, kuriuos dėvėjo riteriai ir kai kurie vokiečių kareiviai naudojo iki 1918 m.

Iš ko pagaminta karūna?

Medžiaga, iš kurios susidaro saulės vainikas, yra itin karšta, ją sudaro išretėjusi plazma. Temperatūra vainiko viduje yra daugiau nei milijonas laipsnių, stebėtinai daug aukštesnė nei Saulės paviršiaus temperatūra, kuri yra apie 5500 °C. Koronos slėgis ir tankis yra daug mažesni nei Žemės atmosferoje.

Stebint matomą saulės vainiko spektrą, buvo aptiktos ryškios spinduliuotės linijos, kurių bangos ilgiai neatitinka žinomų medžiagų. Šiuo atžvilgiu astronomai pasiūlė „koronijos“egzistavimą.kaip pagrindinės dujos karūnoje. Tikroji šio reiškinio prigimtis liko paslaptis, kol buvo atrasta, kad vainikinės dujos buvo perkaitintos virš 1 000 000 °C. Esant tokiai aukštai temperatūrai, du dominuojantys elementai – vandenilis ir helis – visiškai neturi elektronų. Net ir nedidelės medžiagos, tokios kaip anglis, azotas ir deguonis, nugaravo iki plikų branduolių. Tik sunkesnės sudedamosios dalys (geležis ir kalcis) gali išlaikyti dalį savo elektronų tokioje temperatūroje. Šių labai jonizuotų elementų, sudarančių spektrines linijas, emisija iki šiol buvo paslaptis ankstyviesiems astronomams.

Šviesumas ir įdomūs faktai

Saulės paviršius yra per ryškus ir, kaip taisyklė, jo saulės atmosfera mūsų regėjimui neprieinama, Saulės vainiko taip pat nematyti plika akimi. Išorinis atmosferos sluoksnis yra labai plonas ir silpnas, todėl jį galima pamatyti tik iš Žemės tuo metu, kai įvyksta Saulės užtemimas arba specialiu koronagrafo teleskopu, kuris imituoja užtemimą, uždengdamas ryškų saulės diską. Kai kuriuose koronografuose naudojami antžeminiai teleskopai, kiti atliekami palydovuose.

Saulės vainiko ryškumą rentgeno spinduliuose lemia didžiulė jos temperatūra. Kita vertus, saulės fotosfera skleidžia labai mažai rentgeno spindulių. Tai leidžia apžiūrėti vainiką per Saulės diską, kai stebime ją rentgeno spinduliais. Tam naudojama speciali optika, leidžianti matyti rentgeno spindulius. ATAštuntojo dešimtmečio pradžioje pirmoji JAV kosminė stotis Skylab naudojo rentgeno teleskopą, su kuriuo pirmą kartą buvo aiškiai matoma saulės vainika ir saulės dėmės ar skylės. Per pastarąjį dešimtmetį buvo pateikta daug informacijos ir vaizdų apie Saulės vainiką. Palydovų pagalba Saulės vainikinėlis tampa prieinamesnis naujiems ir įdomiems Saulės stebėjimams, jos ypatybėms ir dinaminei gamtai.

Saulės temperatūra

Nors vidinė saulės šerdies struktūra yra paslėpta nuo tiesioginio stebėjimo, naudojant įvairius modelius galima daryti išvadą, kad maksimali temperatūra mūsų žvaigždės viduje yra apie 16 milijonų laipsnių (Celsijaus). Fotosferos – matomo Saulės paviršiaus – temperatūra yra apie 6000 laipsnių Celsijaus, tačiau ji labai smarkiai pakyla nuo 6000 laipsnių iki kelių milijonų laipsnių vainikinėje dalyje, maždaug 500 kilometrų virš fotosferos.

Saulė šilčiau viduje nei išorėje. Tačiau išorinė Saulės atmosfera, korona, iš tiesų yra karštesnė nei fotosfera.

Trečiojo dešimtmečio pabaigoje Grotrianas (1939 m.) ir Edlenas atrado, kad keistas spektro linijas, pastebėtas Saulės vainiko spektre, skleidžia tokie elementai kaip geležis (Fe), kalcis (Ca) ir nikelis (Ni). labai aukštose jonizacijos stadijose. Jie padarė išvadą, kad vainikinės dujos yra labai karštos, o temperatūra viršija 1 milijoną laipsnių.

Klausimas, kodėl saulės vainikas yra toks karštas, išlieka vienu įdomiausių astronomijos galvosūkių.per pastaruosius 60 metų. Tikslaus atsakymo į šį klausimą dar nėra.

Nors saulės vainikas yra neproporcingai karštas, jos tankis taip pat labai mažas. Taigi, norint pamaitinti vainiką, reikia tik nedidelės visos saulės spinduliuotės dalies. Bendra rentgeno spindulių skleidžiama galia yra tik maždaug viena milijonoji viso Saulės šviesumo dalis. Svarbus klausimas – kaip energija transportuojama į vainiką ir koks mechanizmas atsakingas už transportavimą.

Saulės vainiko maitinimo mechanizmai

Bėgant metams buvo pasiūlyta keletas skirtingų koronos galios mechanizmų:

• Akustinės bangos.
• Greitos ir lėtos magnetoakustinės kūnų bangos.
• Alfveno bangų kūnai.
• Lėtos ir greitos magnetoakustinės paviršinės bangos.
• Srovė (arba magnetinis laukas) yra išsisklaidymas.
• Dalelių srautai ir magnetinis srautas.

Šie mechanizmai buvo išbandyti tiek teoriškai, tiek eksperimentiškai ir iki šiol buvo atmesti tik akustinės bangos.

Dar nebuvo ištirta, kur baigiasi viršutinė vainiko riba. Žemė ir kitos Saulės sistemos planetos yra vainiko viduje. Optinė vainiko spinduliuotė stebima 10–20 saulės spindulių (dešimtys milijonų kilometrų) ir derinama su zodiako šviesos reiškiniu.

Magnetinis Corona saulės kilimas

Neseniai „magnetinis kilimas“buvo susietas su vainikinio šildymo galvosūkiu.

Didelės erdvinės skiriamosios gebos stebėjimai rodo, kad Saulės paviršių dengia silpni magnetiniai laukai, susitelkę nedidelėse priešingo poliškumo srityse (kilimų magnetas). Manoma, kad šios magnetinės koncentracijos yra pagrindiniai atskirų magnetinių vamzdžių, kuriais teka elektros srovė, taškai.

Neseniai atlikti šio „magnetinio kilimo“stebėjimai rodo įdomią dinamiką: fotosferos magnetiniai laukai nuolat juda, sąveikauja tarpusavyje, išsisklaido ir labai trumpam išeina. Magnetinis priešingo poliškumo magnetinio lauko sujungimas gali pakeisti lauko topologiją ir išlaisvinti magnetinę energiją. Perjungimo procesas taip pat išsklaidys elektros sroves, kurios elektros energiją paverčia šiluma.

Tai yra bendra idėja, kaip magnetinis kilimas gali būti susijęs su vainiko šildymu. Tačiau negalima teigti, kad „magnetinis kilimas“galiausiai išsprendžia vainikinio kaitinimo problemą, nes kiekybinis proceso modelis dar nepasiūlytas.

Ar gali užtekėti saulė?

Saulės sistema yra tokia sudėtinga ir neištirta, kad sensacingi teiginiai, tokie kaip: „Saulė tuoj užges“arba, atvirkščiai, „Saulės temperatūra kyla ir netrukus gyvybė Žemėje taps neįmanoma“skamba juokingai. pasakyti mažiausiai. Kas gali daryti tokias prognozes tiksliai nežinodamas kokių mechanizmųšios paslaptingos žvaigždės širdyje?!