Протуберанцы на Солнце: что это такое, фото, как появляются, и как наблюдать за ними

Что такое солнечные протуберанцы, и как они появляются

Выступ представляет собой огромную яркую струю солнечной плазмы, которая, начиная с хромосферы, распространяется в область солнечной короны на тысячи километров.

Струя может образоваться примерно за сутки, а может сохраняться несколько недель. Некоторые неровности могут фрагментироваться и образовывать гигантские ракеты. Выпуклость, наблюдаемая в 1997 г солнечным зондом SOHO, достигла расстояния 350 000 км от поверхности Солнца, а длина выпуклости, наблюдаемой 5 августа 2012 г., достигла 800 000 км. Несмотря на многочисленные исследования, механизм образования этих струй и выступов до сих пор не очень ясен.

Когда Солнце бездействует в своем 11-летнем цикле, оно образует меньше солнечных пятен и активных областей, чем в среднем. Напротив, в период с 2011 по 2015 год Солнце регистрировало свою наибольшую активность, когда пятна появлялись почти каждый день.

Физика солнечного цикла по-прежнему является очень активной областью исследований, в которой остается много вопросов. На некоторых фотографиях, сделанных в особенно спокойный для Солнца период, по краям были видны выступы горячей плазмы.

Выступы сильно различаются по размеру, форме и перемещению и бывают двух основных типов: стационарные (длительные) и активные (временные). Первые появляются плавно и гораздо медленнее исчезают, поэтому их можно увидеть в течение нескольких месяцев. У них разные формы: висячие облака, воронки. Они чрезвычайно плавучие и пытаются убежать от Солнца, создавая не только великолепное зрелище, но и временную ударную волну в солнечной короне, называемую выбросом корональной массы, которая может вызывать геомагнитные эффекты. Стационарные выступы не имеют другого источника энергии, кроме некоторой проводимости от короны, что является небольшим эффектом, потому что тепло не может пересекать силовые линии.

Активные выступы — неотъемлемая часть солнечной активности. Они быстро прорезываются и длятся от нескольких минут до часов. Рисунки на Солнце представляют собой выброшенную неорганизованную массу. Коллимированные эмиссионные потоки, связанные с небольшими вспышками, называются пиками. Кольцевые гребни — это последствия эпидемий. Во время вспышки поток электронов нагревает поверхность до миллионов градусов и образует горячее плотное корональное облако.

В обоих случаях часть материала возвращается на поверхность Солнца.

Определение

Неровности называются плотными конденсациями более холодного вещества, чем остальная часть солнечной поверхности. В периоды активности они поднимаются над поверхностью звезды и сдерживаются ее магнитным полем. Проще говоря, выступы — это гигантские фонтаны раскаленной солнечной материи, удерживаемые вместе гравитацией звезды. Но иногда, в периоды особенно сильной солнечной активности, потоки плазмы вылетают из фотосферы Солнца и устремляются во все стороны, даже к нашей планете. Это явление называется магнитной или солнечной бурей.

Температура протуберанцев

Плотность и температура выступов такие же, как у хромосферы. Но на фоне горячей макушки шишки представляют собой холодные и плотные образования. Температура неровностей около 20000 К.

Когда можно увидеть, фото

Огненная сфера Солнца обладает множеством особых свойств. Так называемый солнечный протуберанец, наверное, самый интригующий. Энтузиасты астрономии, охотники за затмениями и наблюдатели за Солнцем не перестают восхищаться этим явлением.

Гигантские плазменные кольца простираются далеко в космос от яркой «поверхности» Солнца. К счастью для наблюдателей за затмениями, их размер может во много раз превышать диаметр Земли.

Выступы простираются в тонкую и чрезвычайно горячую атмосферу Солнца, называемую короной. Эти выступы часто связаны с очень мощными газовыми выбросами.

Для наблюдателей за Солнцем выступы — настоящая радость. Конечно, чтобы хоть как-то увидеть поверхность Солнца, нужно делать это правильно и осторожно.

Если у вас есть телескоп, оснащенный фильтром H-Alpha, вы можете увидеть, как эти красноватые языки пламени взрываются над краем Солнца, и даже наблюдать, как они медленно меняются в течение минут или часов. Это прекрасный способ оценить нашу звезду, источник всей энергии, которая делает возможной жизнь на Земле.

Фильтр H-Alpha, который позволяет видеть проекции на поверхности Солнца, представляет собой так называемый альфа-водородный фильтр, который пропускает длину волны света, излучаемого проекциями.

Первым астрономом, описавшим протуберанцы (1733 г.), был Биргер Вассениус из Гетеборга, Швеция. А в 1868 году французский астроном Пьер Янссен и британский астроном сэр Джозеф Норман Локьер независимо друг от друга объявили о методе наблюдения ударов с помощью спектроскопа, не дожидаясь затмения.

Описание

Одно из первых научных упоминаний о протуберанцах связано с солнечным затмением, которое произошло в 1185 году. Но из-за несовершенства инструментов и слабого развития астрофизики научное изучение протуберанцев началось в середине 19 века. В 1868 году Пьер Янсен, используя новый метод наблюдения этого явления без солнечного затмения, пришел к выводу, что они существуют в газообразном состоянии.

По своей природе протуберанцы — это то, что хорошо изучено только с использованием результатов научно-технического прогресса: замедленной фотосъемки и искусственных спутников для наблюдения за Землей.

Они хорошо видны во время полных солнечных затмений. За этими явлениями следят с помощью специальных приборов: протуберанцев, фильтров, коронографов, хромосферных телескопов и других. Если рассматривать проекцию выступов на солнечный диск, то они выглядят как темные удлиненные нити разной толщины. Следовательно, неровности — это явление, которое можно наблюдать только с помощью обычного телескопа во время полного солнечного затмения.

Собственно, что такое солнечные протуберанцы, мы разобрались, теперь рассмотрим их виды.

Солнце

Жизнь на нашей планете существует почти 4 миллиарда лет, и существует огромное количество причин, по которым она возникла и продолжает существовать. Это климат, газовый состав атмосферы, период обращения планеты вокруг своей оси, сила ее притяжения и, конечно же, расстояние от Солнца. Земля находится в так называемой обитаемой зоне, то есть на оптимальном расстоянии от звезды, что гарантирует поддержание комфортного существования большинства биологических видов. А что происходит с планетами, расположенными слишком близко к центральной звезде системы, вы можете увидеть на примере Меркурия — он полностью выгорел и опустел.

Как видно, все эти факторы образуют чрезвычайно сложную и разветвленную систему, все элементы которой должны поддерживать свой хрупкий баланс, чтобы история развития живых организмов на нашей планете продолжалась.

Классификация протуберанцев по форме

Существует еще одна классификация выбросов солнечной плазмы, основанная на форме выступов. Эта типология следующая:

• I — газ поднимается и замерзает над поверхностью в виде облака или струи, затем от выступа начинают отрываться кусочки материи, распределенные по магнитным линиям.
• II — шишка напоминает причудливую струю.
• III — этот комок самый крупный и обычно напоминает ветвистое дерево.

Более редкие астрономы относят протуберанцы к первому типу.

Опасность

Как мы уже обсуждали, протуберанец — это элемент активности хромосферы Солнца и некоторых его физических процессов. В первую очередь опасность состоит в том, что те из них, оторвавшись от поверхности звезды, устремятся в межзвездное пространство. В зависимости от своей силы они могут вывести из строя спутники на орбите Земли и даже убить экипаж МКС. Реагируя с магнитосферой нашей планеты, выступы также образуют мощные магнитные бури, которые негативно сказываются на самочувствии людей, чувствительных к атмосферным агентам, мешают функционированию систем радиосвязи и различного электронного оборудования. К счастью, неровности, которые могут оторваться от поверхности Солнца и вызвать такие повреждения, встречаются крайне редко.

Но, если рассматривать самый печальный вариант, когда протуберанец велик, он может серьезно повредить атмосферу нашей планеты или даже уничтожить все живое.

Из чего состоят протуберанцы

Ученые давно обнаружили, что шишки представляют собой сгустки плазмы с температурой не менее двадцати тысяч градусов. Этот газ намного холоднее Солнца, образуя плотную структуру. У каждого сгустка разная скорость изгнания и движения вещества внутри, они также различаются по размеру.

Обычные выступы — это языки огня более сорока тысяч километров в высоту и около двухсот тысяч в ширину. Сегодня каждый сгусток имеет свою форму и классификацию, над которой астрономы прошлого и настоящего долгое время ломали голову.

Когда впервые были замечены протуберанцы

Значение слова «выпуклость» вошло в употребление не так давно. Хотя первые упоминания о необычной солнечной короне относятся к 12 веку. Во время значительного похода князя Игоря против половцев произошло полное солнечное затмение, во время которого за кругом были заметны выступы. Они изменили цвет с розового на красный.

В дальнейшем ученые наблюдали затмение не раз, но изучать его начали только в середине девятнадцатого века. Затем, во время следующего солнечного затмения, группа астрономов смогла различить выступы с помощью инструментов и заинтересовалась этим необычным явлением. Но изучение Солнца осложнялось тем, что увидеть выступы можно было только в момент затмения. В остальное время астрономы могли только догадываться о сути и природе явления.

Только в конце девятнадцатого века был найден новый способ наблюдения выпуклостей независимо от затмения. Именно с этого момента началась эра активного изучения Солнца, и именно солнечный протуберанец вызвал большой интерес. Определение этого слова также появилось в этот период времени, потому что только тогда астрономы смогли определить газовое происхождение выступов вокруг нашей звезды.

Теория возникновения

Несмотря на то, что солнечная активность изучается достаточно давно, до сих пор нет единой и полной теории, объясняющей появление выпуклостей и все другие явления, связанные с ними. Отчасти все это объясняется совместным действием электрических и магнитных сил с гравитацией Солнца.

Химический состав выпуклости четко соответствует тому слою, из которого он образовался. Но физические условия существования явления часто связаны с химическим составом. Например, в спектре молчаливых выступов преобладают линии водорода и ионизированного кальция. А в тех, что связаны с пятнами, линии различных металлов выделяются более отчетливо.

Тот факт, что некоторые из их разновидностей существуют уже давно, указывает на то, что материя сдерживается магнитной силой звезды. Эта гипотеза была подтверждена серией спектроскопических наблюдений.

Протуберанцы: классификация по внешним показателям

Астрономы давно заметили, что протуберанцы разные. Поэтому им нужно было классифицировать это явление, чтобы сделать свою работу более эффективной.

На данный момент, видимо, протуберанцы классифицируются следующим образом:

• спокойные — они «живут» несколько месяцев, их форма медленно меняется в течение всего периода;
• активный — плазма внутри сгустка движется очень быстро, при движении температура повышается, что приводит к рассеянию выпуклости или превращению его в другую форму;
• магматический — этот ком выбрасывается на очень большой высоте (может достигать нескольких миллионов километров) и напоминает фонтан;
• корональные выступы — это самый редкий тип плазменного излучения — облака, испускающие раскаленные струи плазмы на поверхность Солнца.

Самым эффектным является вспыхнувший газовый сгусток, он может существовать до нескольких дней. Штиль астрономы называют одной из самых распространенных. Фотографии этого явления делались не раз за всю историю наблюдений за Солнцем.

Виды

По внешнему виду неровности представляют собой комковатые образования, похожие на нити или комки плазмы различной формы. Они также находятся в постоянном движении и меняют форму. Их классификация проводится на основании динамических или морфологических характеристик. Рассмотрим их классификацию по внешнему виду, особенностям движения материи и скорости:

• Спокойствие. В них дело движется медленнее. Форма тоже меняется очень медленно. Если говорить о продолжительности их жизни, то она варьируется от нескольких недель до нескольких месяцев. Встречаются на всех гелиографических широтах. Чаще всего их можно наблюдать возле пятен продвинутой стадии развития. Температура около 15000 градусов по Цельсию.
• Активный. Этот выступ, фото которого можно увидеть ниже, отличается тем, что плазма течет от основания гейзера к фотосфере, а также от одного выступа к другому, двигаясь с очень большой скоростью. Их температура составляет 25000 градусов по Цельсию. Кстати, многие активные протуберанцы образуют тихие, но в этом случае их продолжительность варьируется от нескольких минут до суток.

• Эруптивный. Если говорить о внешнем виде, то прежде всего такие выступы напоминают огромные фонтаны высотой более полутора миллионов километров над поверхностью нашей звезды. Скорость движения плазмы достигает сотен километров в час, а их форма меняется очень быстро. Они существуют недолго и по мере увеличения высоты постепенно полностью рассеиваются.
• Кольцевые выступы выглядят как небольшие облака над хромосферой. Со временем они обычно сливаются в одно большое облако, которое затем испускает струи горячего газа в сторону хромосферы. Такие явления редко существуют дольше нескольких часов.

Итак, теперь мы знаем, что у солнечной короны есть неровности и какие из них существуют.