Сонячний цикл - світ знань

Найбільш ранні спостереження сонячних плям зроблені китайськими астрономами в 28 році до н. е. але лише в XVI столітті італійський астроном Галілей, що вмів безпечно спостерігати Сонце, проектуючи його зображення через примітивний телескоп, правильно припустив, що сонячні плями є особливостями самого диска Сонця.

Зі збільшенням кількості сонячних плям стає більше і інших явищ на Сонці. Наприклад, протуберанці з прохолодного щільного газу формують петлі над сонячними плямами. Також підвищується число явищ, безпосередньо не пов'язаних з плямами: сонячних спалахів і корональних викидів маси. На піку своєї активності сонячна корона може розширюватися, стаючи турбулентної.

Всі ці зміни дотримуються сонячного циклу, тривалість якого - близько 11 років. Вперше цикл був виявлений Генріхом Швабе на початку XIX століття, але більш ранні записи спостережень сонячних плям допомогли відстежити цикли їх появи до 1740-х років.

Під час сонячного циклу змінюється не тільки ступінь активності, але і місцезнаходження її осередків на Сонце. На початку циклу на високих широтах далеко від екватора з'являються перші сонячні плями. У міру зростання їх загального числа вони починають зміщуватися до екватора. До моменту максимуму сонячної активності, через 4 роки після початку циклу, вони зосереджуються на широті 15 ° на північ і південь. Потім кількість сонячних плям зменшується, але вони продовжують рух до екватора. Через 7 років після максимуму активності їх кількість падає до мінімуму.

Детальні знімки Сонця виявили, що зовнішні краї сонячних плям нагадують візерунок із залізних тирси в магнітному полі. У зв'язку з цим виникло припущення, що за багатьма формами сонячної активності коштує така рушійною силою, як магнетизм.

На початку 1900-х років американський астроном Джордж Еллері Хейл за допомогою нововідкритого ефекту Зеемана підтвердив, що сонячні плями є зонами сильного магнетизму. Більш того, їх можна розділити на пари протилежних полярностей - одне пляму на півночі, а інше на півдні, причому одне з них домінує, а друге є веденим. В рамках сонячного циклу всі провідні плями знаходяться ближче до полюса, а під час наступного циклу - ближче до екватора. Тому для повернення Сонця в первісний стан необхідно два 11-річних цикли (цей період відомий як цикл Хейла).

На відміну від Землі, магнітне поле Сонця виникає не в ядрі, а в зовнішніх шарах. У конвективного зоні постійно перемішуються величезні потоки вируючої плазми (електрично зарядженого газу), своїм рухом створюють індуковане магнітне поле подібно до того, як електричний струм виникає в велосипедному генераторі або динамо-машині.

Розплавлені надра таких планет, як Земля, обертаються як тверді тіла і тому генерують більш-менш стабільне магнітне поле. А в конвективної зоні Сонця спостерігається нерівномірне обертання. Це викликає появу величезної рушійної сили між різними ділянками сонячної поверхні й прямими магнітними силовими лініями, що тягнуться з півночі на південь через зовнішні шари і оперізують все Сонце. Поступово вони витягуються в діагональні лінії, що продовжують скривлюватися з кожним обертанням Сонця.

циклах

Розриви в сонячній поверхні спотворюють магнітне поле. Що виникає взаємодія між різними ділянками призводить до викиду з нього кручених петель. Вони і є причиною сонячних плям. Подальші обурення в магнітному полі викликають їх зміщення до екватора і зростання їх кількості. Наближаючись до екватору, пари протилежно заряджених сонячних плям нейтралізують один одного, що руйнує магнітне поле Сонця, зменшує число сонячних плям і знижує загальний рівень сонячної активності. Через 11 років після початку циклу загальне магнітне поле Сонця жевріє, а потім відновлюється з протилежного полярністю, заново починаючи цикл.

ТАЄМНИЦІ СОЛНЕЧНОГО ЦИКЛУ

Може скластись враження, що сонячний цикл дуже точно і досконально вивчений. Це не так. Тривалість циклів може значно відрізнятися, а інтенсивність максимуму сонячної активності ще менш передбачувана.

Протягом декількох десятиліть в кінці XVII століття сонячних плям було дуже мало. Даний період зниження сонячної активності, відомий щонайменше Маундера, збігся з Малим льодовиковим періодом на Землі. Це свідчить про те, що Сонце гаряче, коли вкрите сонячними плямами. Відбувається це завдяки безлічі невеликих яскравих плям, або факелів, що виникають навколо кожного темного сонячної плями.

Читайте ще: