Протуберанец солнца

Протуберанцы

Протуберанцы

Протуберанцы (нем. Protuberanzen, от лат. protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации холодного вещества, которые поднимаются и удерживается над поверхностью Солнца магнитным полем.

Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго, Эри и другие астрономы заметили их в виде ярко-розовых выступов вокруг чёрного диска Луны. Во время наблюдения солнечного затмения 18 августа 1868 года Пьер Жансен независимо от Дж. Локьера применил новый метод наблюдения протуберанцев вне затмения, сделал вывод об их газообразном характере. Много ценных сведений о солнечных протуберанцах и их быстрых изменениях было получено путём кинематографирования их методом замедленной съёмки. В настоящее время процессы, происходящие в солнечной атмосфере, наблюдаются и исследуются при помощи спутников и космических станций.

Протуберанцы хорошо видны во время полных солнечных затмений. Вне затмений наблюдаются с помощью особых спектральных приборов (протуберанц-спектроскопов), интерференционных фильтров, внезатменных коронографов (коронограф Лио), хромосферных телескопов. В проекции на солнечный диск протуберанцы заметны в виде тёмных волокон.

Волокна это тёмные вытянутые структуры, хорошо видимые в солнечной хромосфере в красной линии водорода H-альфа. Они представляют из себя конденсации из плотной и более холодной, чем окружающее вещество плазмы, приподнятые и удерживаемые над солнечной поверхностью петлями магнитного поля.

Классификация

Протуберанец I типаПротуберанец II типаПротуберанец III типа

Протуберанцы отличаются волокнистой и клочковатой структурой постоянно движущихся нитей и сгустков плазмы и многообразием форм, классифицируемых либо по морфологическим, либо по динамическим признакам.

По виду протуберанца, по скорости и особенностям движения вещества в нём его можно отнести к одному из следующих классов:

  • Спокойные — движения вещества и изменение формы в них медленные; время существования недели и даже месяцы; наблюдаются во всех гелиографических широтах. Они возникают либо вдали от групп солнечных пятен, либо вблизи них на поздних стадиях их развития. Кинетическая температура — 15000°.
  • Активные — в них происходят довольно быстрые движения потоков вещества от протуберанца к фотосфере, от одного протуберанца к другому. Многие спокойные протуберанцы также переживают активную стадию, длящуюся от десятков минут до нескольких суток, заканчивающуюся либо полным исчезновением, либо превращением его в эруптивный протуберанец. Кинетическая температура — 25000°.
  • Эруптивные, или изверженные — по виду напоминают громадные фонтаны, достигающие высот до 1,7 млн. км над поверхностью Солнца. Движения сгустков вещества в них происходят быстро; извергаются со скоростями в сотни км/сек и довольно быстро изменяют свои очертания. При увеличении высоты протуберанец слабеет и рассеивается. В некоторых протуберанцах наблюдались резкие изменения скорости движения отдельных сгустков. Эруптивные протуберанцы непродолжительны.
  • Корональные, или петлеобразные — возникают над хромосферой в виде небольших облачков, сливающихся затем в одно облако, из которого отдельными струями вниз к хромосфере спускаются потоки светящегося вещества. Все явление длится несколько часов. Большие протуберанцы и энергичные корональные выбросы достаточно редки, они случаются значительно чаще вблизи максимума 11-летнего солнечного цикла активности, когда наблюдается много пятен и других активных явлений.

Следующая классификация протуберанцев, учитывающая характер движения материи в них и форму протуберанцев, выработана в КрАО:

  • I тип (встречается редко) имеет форму облака или струи дыма. Развитие начинается от основания вещество поднимается по спирали на большие высоты. Скорость движения вещества может достигать 700 км/сек. На высоте около 100 тыс. км от протуберанца отделяются куски, падающие затем обратно по траекториям, напоминающим силовые линии магнитного поля.
  • II тип имеет форму искривлённых струй, начинающихся и кончающихся на поверхности Солнца. Узлы и струи движутся как бы по магнитным силовым линиям. Скорости движения сгустков — от нескольких десятков до 100 км/сек. На высотах в несколько сотен тысяч км струи и сгустки угасают.
  • III тип имеет форму кустарника или дерева; достигает очень больших размеров. Движения сгустков (до десятков км/сек) неупорядочены.

Теория

Полной теории, объясняющей разнообразные явления, связанные с солнечными протуберанцами, ещё нет. Несомненно, что, помимо силы тяжести, тут играют большую роль электрические и магнитные силы.

Химический состав протуберанцев соответствует составу обращающего слоя, однако физические условия в них таковы, что в спектре спокойных протуберанцев преобладают линии водорода и однократно ионизированного кальция; в протуберанцах связанных с солнечными пятнами (такова большая часть изверженных), выделяются также линии различных металлов. Ширина, интенсивность и другие особенности этих линий указывают на то, что для протуберанцев характерны температуры 6—8 тыс. К при концентрации частиц (1—5)*1010 см-3. Длительное существование протуберанцев показывает, что его вещество удерживают магнитные силы. Наличие магнитных полей в протуберанцах напряжённостью в несколько сотен эрстед установлено спектроскопическими наблюдениями.

Интересные факты

  • В фильме показана эрупция одного из самых известных протуберанцев, имеющем название «Большой дедушка (Granddaddy)» и наблюдавшемся в 1945 году вблизи максимума солнечного цикла.
  • В июне 1946 года, астрономы увидели на Солнце самый высокий протуберанец за всю историю наблюдений. Его высота составляла 1,7 миллиона километров (Сергей Язев, директор астрономической обсерватории ИГУ)
  • Udin W. и Verma V. K. 25 января 1991 года (вблизи максимума солнечного цикла) сообщили о максимальных скоростях извержения протуберанцев около 1280 км/сек, но, возможно, речь идёт не о скорости вещества, а о скорости волны. (IngentaConnect)
  • Спутником SOHO 18 марта 2003 года впервые были засняты два одновременных протуберанца с противоположных сторон диска Солнца. Оба они прекратили своё существования шесть часов спустя. Является ли это событие случайным или зависимым — ещё предстоит решить астрофизикам. (SciTecLibrary.ru от 2 апреля 2003 года)
  • 17 апреля 2009 года космическая обсерватория ТЕСИС на борту российского спутника «Коронас-Фотон» зафиксировала выброс гигантского протуберанца в глубоком минимуме активности Солнца: в межпланетное пространство был выброшен протуберанец длиной в 50 раз больше диаметра Земли (TESIS, ).

  • Энциклопедия Кругосвет
  • Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
  • Физика космоса (маленькая энциклопедия), 1986
  • Куликовский, Пётр Григорьевич. Справочник любителя астрономии. — изд. 4-е. — М. УРСС, 1971. — С. 632 с илл. — ISBN 5836003033

Примечания

  1. Специальный спектроскоп, предназначенный для наблюдений протуберанцев, находящихся на краю солнечного диска. К 70-м годам XX века протуберанц-спектроскоп потерял научное значение.

Галерея

Солнце
Структура Ядро · Зона лучистого переноса · Конвективная зона
Атмосфера Фотосфера · Хромосфера · Солнечная корона
Расширенная
структура
Гелиосфера (Гелиосферный токовый слой · Граница ударной волны) · Гелиосферная мантия · Гелиопауза · Головная ударная волна
Относящиеся к Солнцу
феномены
Корональные дыры · Корональные петли · Корональные выбросы массы · Солнечное затмение · Солнечные пятна · Солнечный факел · Гранулы · Волны Моуртона · Протуберанец · Солнечная радиация (Солнечные вариации) · Спикулы · Супергрануляция · Солнечный ветер · Солнечная вспышка
Относящиеся темы Солнечная система · Солнечное динамо
Спектральный класс: G2

Протуберанцы — это что такое? Значение и определение слова

Астрономия — удивительно интересная и увлекательная наука. Она постоянно развивается, чему способствуют новые технологии и возможности, которые они дают. Особый интерес у астрономов всего мира вызывает Солнце. Наше светило является предметом пристального наблюдения со стороны ученых, так как процессы, происходящие в нем, напрямую влияют на жизнь нашей планеты. Возможно, вам когда-либо встречалось слово «протуберанец». Оно часто употребляется в связи наблюдениями за колебанием солнечной активности. Что такое протуберанцы? Это мы и проясним сегодня.

Протуберанец: что такое

Астрономы уже достаточно давно изучают данное явление на Солнце, но дать ему определение смогли только спустя столетия после первого наблюдения. Протуберанцы — это плотные сгустки плазмы, выбрасываемые Солнцем и удерживающиеся над его поверхностью в течение определенного времени.

Считается, что оторваться от поверхности Солнца протуберанцы не могут, ведь магнитное поле светила достаточно мощное. Поэтому они создают благодаря ему своеобразную корону, постоянно меняя свою форму. В конечном итоге плазменные сгустки рассеиваются и оседают плотным облаком газа.

Когда впервые были замечены протуберанцы

Значение слова «протуберанец» вошло в обиход не так уж давно. Хотя первые упоминания о необычной солнечной короне датируются еще двенадцатым веком. Во время знаменательного похода князя Игоря на половцев произошло полное солнечное затмение, во время которого были заметные выходящие за пределы круга выступы. Они меняли цвет от розового до красного.

В дальнейшем ученые наблюдали затмение не один раз, но изучать его начали только в середине девятнадцатого века. Тогда в момент очередного солнечного затмения группа астрономов сумела с помощью приборов разглядеть протуберанцы и заинтересовалась этим необычным явлением. Но осложнял изучение Солнца тот факт, что видеть протуберанцы можно было только в момент затмения. В иное время астрономам оставалось только гадать о сути и природе явления.

Только к концу девятнадцатого века был найден новый способ наблюдения за протуберанцами независимо от затмения. Именно с этого момента началась эра активного изучения Солнца, и большой интерес вызывал именно солнечный протуберанец. Определение слова тоже появилось в этот период времени, ведь только тогда астрономы смогли определить газообразное происхождение выступов вокруг нашего светила.

Из чего состоят протуберанцы

Ученые уже давно выяснили, что протуберанцы — это сгустки плазмы, имеющие температуру не менее двадцати тысяч градусов. Этот газ является значительно более холодным по отношению к Солнцу, формируясь в плотную структуру. Каждый сгусток имеет разную скорость выброса и движения вещества внутри, также разнятся они и размерами.

Обычные протуберанцы — это огненные языки высотой более сорока тысяч километров и шириной около двухсот тысяч километров. Сегодня каждый сгусток имеет свою форму и классификацию, над которой очень долго ломали голову астрономы прошлого и настоящего.

Протуберанцы: классификация по внешним показателям

Астрономы уже давно заметили, что протуберанцы отличаются между собой. Поэтому им понадобилось классифицировать данное явление для того, чтобы сделать свою работу более эффективной.

В настоящий момент по внешнему виду протуберанцы классифицируются следующим образом:

  • спокойные — они «живут» по несколько месяцев, их форма медленно меняется в течение всего этого периода;
  • активные — плазма внутри сгустка движется очень быстро, в процессе движения нарастает температура, что приводит к рассеиванию протуберанца или трансформации его в другой вид;
  • изверженные — данный сгусток выбрасывается на очень большую высоту (она может достигать несколько миллионов километров) и напоминает фонтан;
  • корональные протуберанцы — это самый редкий вид выброса плазмы, представляющий собой облака, испускающие на солнечную поверхность раскаленные струи плазмы.

Самым зрелищным является изверженный сгусток газа, он может существовать до нескольких суток. Одним из самых распространенных астрономы называют спокойный протуберанец. Фото данного явления были сделаны за всю историю наблюдения за Солнцем не один раз.

Классификация протуберанцев по форме

Существует еще одна классификация солнечных выбросов плазмы, она исходит из формы протуберанцев. Данная типология выглядит следующим образом:

  • I — газ поднимается вверх и зависает над поверхностью в виде облака или струи, в дальнейшем от протуберанца начинают отрываться куски вещества, распределяющиеся по магнитным линиям.
  • II — протуберанец напоминает струю причудливой формы.
  • III — данный сгусток является самым большим и напоминает обычно разветвленное дерево.

Самыми редкими астрономы считают протуберанцы первого типа.

Почему появляются протуберанцы

Несмотря на то, что данное явление уже давно изучается, астрономы пока еще не приблизились к разгадке тайны возникновения протуберанцев. На этот счет существует только множество научных теорий и догадок.

Астрономы связывают зарождение протуберанцев с одновременным воздействием магнитного поля Солнца и силы тяжести. Свою лепту вносят и электрические силы, но подробно описать процесс образования протуберанцев ученым так и не удалось.

К тому же удивление вызывает и разница в структуре протуберанцев. Астрономы выяснили, что разные по форме сгустки имеют далеко не идентичный состав. В одних протуберанцах содержится больше водорода, в других явно заметны металлы. С чем это связано, ученым выяснить не удалось.

Как можно увидеть протуберанцы

В современных обсерваториях протуберанцы наблюдаются с помощью различных приборов. Они позволяют снимать явление на пленку и фотографировать сгустки плазмы. Причем наблюдать за протуберанцами можно ежедневно, современная оптика позволяет разглядеть выбросы плазмы независимо от затмений.

Чаще всего для наблюдений применяют спектроскоп, позволяющий разложить излучение на составляющие, и хромосферный телескоп. Довольно распространены в обсерваториях и коронографы. Они представляют собой специальные телескопы, дающие возможность наблюдать за солнечной короной и изучать протуберанцы.

Наука не стоит на месте и постоянно раскрывает нам новые тайны Вселенной, но вот загадки протуберанцев до сих пор остаются одними из самых сложных для умов современных астрономов. Возможно, когда-нибудь они смогут рассказать человечеству абсолютно все о нашем светиле. Но пока мы являемся всего лишь детьми, пытающимися познать окружающий нас необъятный мир.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *