Атмосфера Солнца

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Цикл Шва́бе, квазипериодическая составляющая временно́й эволюции солнечной активности с наименьшим периодом, равным примерно 11 годам. Проявляется в первую очередь в периодическом изменении количества солнечных пятен или их групп, однако виден практически во всех индексах солнечной активности. При этом в каждом следующем цикле магнитное поле в пятнах меняет направление на противоположное (правило полярности Хейла), поэтому правильнее говорить о 22-летнем цикле. Природа цикла Швабе находит своё объяснение в теории солнечного динамо.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Солнечная вспышка

Со́лнечная вспы́шка, быстрое увеличение яркости части поверхности Солнца и его атмосферы в широком диапазоне спектра электромагнитного излучения (от радиоволн до жёсткого гамма-излучения). Самое мощное из всех проявлений солнечной активности, средняя мощность энерговыделения составляет около 1022 Вт при длительности от 10 до 103 c. Во время солнечных вспышек поток энергии от Солнца в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах увеличивается в тысячи раз. Это говорит о том, что вспышка происходит преимущественно в короне Солнца. Значительная часть энергии выделяется в виде выбросов плазмы со скоростями порядка 1000 км/c из короны в межпланетное пространство (корональные выбросы массы). Происхождение солнечных вспышек связано с переходом энергии солнечных магнитных полей в кинетическую энергию выбросов плазмы и заряженных частиц, а также в мощные потоки тепла и излучения за счёт магнитного пересоединения. Солнечные вспышки оказывают сильное воздействие на околоземное космическое пространство, определяя космическую погоду.

Модельные объекты

Абсолютно чёрное тело

Абсолю́тно чёрное те́ло, термин в теории излучения, означающий объект, который полностью поглощает падающее на его поверхность электромагнитное излучение вне зависимости от спектрального состава, поляризации, температуры и угла падения излучения. Поглощательная способность абсолютно чёрного тела во всём спектральном диапазоне излучения равна единице. Его излучение является равновесным и описывается законами Вина, Стефана – Больцмана и Планка. В качестве моделей абсолютно чёрных тел могут рассматриваться полость Гельмгольца, рог Вуда, некоторые астрофизические объекты.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Солнечные пятна

Со́лнечные пя́тна, тёмные образования овальной формы, появляющиеся на поверхности Солнца. Их размеры варьируют от тысячи до нескольких десятков тысяч километров. Солнечные пятна кажутся тёмными по контрасту с более яркой фотосферой Солнца, т. к. температура солнечных пятен в среднем 4300 К, а температура окружающей фотосферы – около 5800 К. Солнечные пятна представляют собой области, где магнитное поле выходит на поверхность Солнца из нижележащих слоёв в виде отдельных жгутов, которые проникают сквозь фотосферу и образуют арки с вершинами в хромосфере и короне Солнца и двумя основаниями на фотосфере. Сильные магнитные поля в основаниях арок подавляют конвекцию в нижележащих слоях Солнца, что приводит к локальному охлаждению фотосферы и появлению области тени солнечного пятна.

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Солнечная активность

Со́лнечная акти́вность, глобальные процессы на Солнце, связанные с изменением сильных магнитных полей в его атмосфере и включающие возникновение активных областей с группами солнечных пятен, факелами и флоккулами, появление солнечных вспышек, протуберанцев, корональных дыр, корональных выбросов массы и др. Для численной характеристики отдельных составляющих солнечной активности используют различные индексы солнечной активности, большинство из которых циклически изменяются со временем (цикл Швабе).

Поверхность Солнца в видимом диапазоне электромагнитного спектра (SOHO)

Звёзды

Солнце

Со́лнце, ближайшая к нам звезда, центральное тело Солнечной системы. Представляет собой газовый (плазменный) шар. Масса Солнца равна 1,99·1030 кг и составляет 99,866% от всей массы Солнечной системы. Радиус Солнца равен 696 230 км, сжатие очень малó – полярный радиус меньше экваториального всего на 6 км. Средняя плотность вещества Солнца равна 1409 кг/м3. Солнце вращается вокруг своей оси со средним периодом около 27 суток, однако его вращение дифференциально: на экваторе период вращения близок к 25 суткам, в полярных областях превышает 30 суток. Эффект дифференциального вращения вместе с меридиональной циркуляцией (очень медленными течениями газа от экватора к полюсам) играет определяющую роль в циклической генерации магнитных полей на Солнце, обеспечивающих солнечную активность. В центральной области Солнца – ядре – протекают термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые являются источником энергии Солнца. Ядро окружает зона лучистого переноса энергии, а ещё выше расположена конвективная зона. Атмосфера Солнца состоит из фотосферы, хромосферы и короны. Также Солнце непрерывно испускает во все стороны поток плазмы – солнечный ветер, который может рассматриваться как продолжение короны. Температура видимых глазом поверхностных слоёв Солнца (фотосферы) равна 5800 К. Общая светимость Солнца составляет 3,846·1026 Вт. Видимая звёздная величина Солнца , абсолютная звёздная величина . Будучи звездой главной последовательности, Солнце относится к классу светимости V, а по спектральным свойствам это жёлтый карлик спектрального класса G2 (обозначается как dG2). Химический состав Солнца таков: 73,7% (по массе) – водород, 24,5% – гелий, на долю всех остальных химических элементов приходится лишь 1,8%. В видимом диапазоне спектра Солнца излучается около половины всей энергии, 41% приходится на инфракрасное излучение с длиной волны 760–5000 нм, 9% – на ультрафиолетовое излучение с длиной волны 100–400 нм. Кроме того, Солнце является мощным источником радиоизлучения.

Изображение Солнца в видимом диапазоне спектра

Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве

Солнечная грануляция

Со́лнечная грануля́ция, совокупность ярких образований – гранул, покрывающих всю поверхность фотосферы Солнца, за исключением участков, занятых солнечными пятнами. Гранулы представляют собой верхние части самых мелкомасштабных конвективных ячеек конвективной зоны Солнца, хотя некоторые исследователи считают их областями горячего газа. Гранулы имеют преимущественно форму многоугольников, обычно неправильных, разделённых более тёмными промежутками – межгранульными дорожками. Измерения скоростей движения солнечной плазмы, основанные на использовании эффекта Доплера, показали, что в центральной части гранулы вещество поднимается со скоростью 0,5–1,5 км/с, растекается к её периферии и там опускается. Время жизни отдельной гранулы составляет 1–20 мин, чаще всего 5–10 мин.

Изображение солнечной грануляции с рекордным на 2020 разрешением около 30 км, полученное на солнечном телескопе имени Д. К. Иноуэ