Пятнистые бури: солнце

      Комментарии к записи Пятнистые бури: солнце отключены

Пятнистые бури: солнце

    Солнечное цунами Корональные выбросы массы (Coronal mass ejections, CME) «выстреливают» солнечное вещество в космос. Достигая Почвы, эти выбросы смогут стать обстоятельством возмущений магнитосферы. Они сопровождаются распространением по поверхности Солнца ударных волн (так называемых волн Мортона) — необычным солнечным цунами Под обстрелом На спутники всегда воздействуют разные факторы, вызываемые солнечной активностью.
    Как поведали «ПМ» представители компании Thales Alenia Space, одного из ведущих европейских производителей космических аппаратов, по окончании сильных солнечных вспышек орбиту спутников обычно приходится корректировать. Солнечные панели низкоорбитальных спутников на полярных орбитах нужно защищать от деградации из-за действия потока заряженных частиц

Солнечная поверхность живет сверхсложной судьбой. «В среднем» она светит как равномерно нагретое полностью тёмное тело. Одновременно с этим в том месте всегда рождаются и исчезают аномальные территории, вызывающие колебания солнечного блеска. Самые узнаваемые из них — это, само собой разумеется, области довольно холодной и потому менее яркой плазмы, солнечные пятна

"Наверное," как раз пришедшая из Центральной Азии песчаная буря разрешила китайским астрономам подметить солнечные пятна еще в 165 году до н.э. и в первый раз в истории зафиксировать данный факт в письменных документах (по другой информации, китайские и корейские звездочеты знали о пятнах куда раньше, около 800 года до н.э.). В 28 году до н.э. китайские хронисты начали систематично вносить в собственные анналы результаты подсчета солнечных пятен, что длился почти 17 столетий.

В декабре 1610 года пятна рассмотрел в зрительную трубу британец Томас Хэрриот, разделяющий с Галилео Галилеем славу изобретателя телескопа. Позднее сходные наблюдения выполнили сам Галилей и трое германских астрологов, сын и отец Фабрициусы и Кристоф Шейнер. Галилей суммировал собственные результаты в произведении «Письма о солнечных пятнах», где, кстати, в первый раз сформулировал принцип инерции.

В будущем наблюдение пятен сделалось достаточно рутинным занятием и астрологов-специалистов, и любителей. Таким был и германский аптекарь Самуэль Генрих Швабе, что во второй половине 20-ых годов девятнадцатого века начал вести постоянный счет пятнам. Он увидел, что четыре года спустя их количество достигло максимума, а позже начало убывать. Швабе продолжал собственный регистр еще 13 лет и заключил , что число пятен изменяется с десятилетним периодом.

От него эстафету перенял швейцарец Иоганн Рудольф Вольф, что к тому же собрал и проанализировал все узнаваемые сведения о пятнах, начиная с наблюдений Хэрриота. В следствии он заключил , что обычная длительность цикла образовывает приблизительно 11 лет, и с того времени эта оценка не изменилась. Но, на данный момент как мы знаем, что это только средний показатель.

Анализ наблюдений, выполненных В первую очередь XVIII века, говорит о том, что настоящая протяженность варьирует с 9 до 14 лет.

Циклы регистрируются по номерам, каковые им приписывают уже третье столетие. Самым первым считается цикл 1755−1766 годов, потому, что как раз с него Вольф начал собственную реконструкцию периодов солнечной активности. В январе 2008 года на Солнце было увидено пятно, знаменующее начало очередного, 24-го цикла.

Прогнозисты предвещают, что он будет очень масштабным. Ожидается, что в его максимуме, что придется на 2011 либо 2012 год, будет наблюдаться до нескольких десятков пятен. Для оценки солнечной активности и количества пятен используется число Вольфа, равное сумме числа пятен и умноженного на 10 числа групп пятен, умноженной на нормировочный коэффициент, зависящий от телескопа и наблюдателя.

Практически без пятен

Не смотря на то, что усредненный период солнечных циклов стабилен, их амплитуда изменяется. Это доказал младший современник Вольфа британец Уолтер Маундер. В частности, он увидел, что в 1645—1715 годах количество пятен быстро снизилось против средних цифр.

В максимуме цикла оно подчас доходит до нескольких десятков, но в те годы измерялось единицами. Данный провал именуют минимумом Маундера. Его обстоятельства до тех пор пока малоизвестны. Любопытно, что минимум Маундера в точности пришелся на середину резкого похолодания на западе, известного как Небольшой ледниковый период.

Была ли тут сообщение, также не светло.

Любителем астрономии был и богатый британский пивовар Ричард Каррингтон, что в середине XIX века заинтересовался перемещением пятен. Он установил, что по окончании прохождения очередного минимума новые пятна сперва появляются по обе стороны от экватора приблизительно на широте 30 градусов, а после этого начинают появляться и в более низких широтах впредь до десятиградусной отметки. Маундер проиллюстрировал эту закономерность посредством серии расположенных на протяжении временной оси диаграмм, напоминающих открытые крылья бабочки.

Пятна и магнетизм

На середину XIX столетия пришлась и первая демонстрация связи между магнетизмом и солнечной активностью. Германский астролог Иоганн фон Ламонт и британец господин Эдуард Сэбин увидели, что трансформации числа пятен прекрасно коррелируют с колебаниями величины земного магнитного поля. Более чем через пять десятилетий, в 1908 году, американский астролог Джордж Эллери Хэйл открыл расщепление спектральных линий излучения атомов водорода, приходящего из области пятен.

Он был знаком с изучениями голландца Питера Зеемана, что двенадцатью годами ранее доказал, что такое расщепление имеет место в сильных магнитных полях и что свет дублетных линий поляризован в противоположных направлениях. Хэйл начал искать и отыскал эту поляризацию, по окончании чего вычислил, что поля в пятен достигают 3000 гауссов (земное магнитное поле не дотягивает и до половины гаусса).

Он установил, что новоиспеченные пятна в каждом полушарии, в большинстве случаев, рождаются парами, причем их локальные магнитные поля имеют противоположную полярность. Он кроме этого продемонстрировал, что эти полярности на каждом новом цикле меняют символ. Так, в случае если учитывать не только число пятен, но и их магнитные характеристики, длительность солнечного цикла удваивается и он образовывает 22 года, а не 11.

По окончании изучений Хэйла уже не приходилось сомневаться, что пятна и их циклы конкретно связаны с солнечным магнетизмом. В ХХ веке для их объяснения были придуманы модели, основанные на правилах магнитной гидродинамики. До полной теории пятен на данный момент еще далеко, но главные пункты уже установлены. Не приходится сомневаться, что они являются видимыми метками проникновения в фотосферу сильных магнитных полей, рождающихся в конвективной территории.

Эти поля уменьшают поток энергии, исходящий из глубин Солнца, и исходя из этого в месте их выхода на поверхность температура падает. Но, это понижение температуры компенсируется тем, что вблизи границ пятна в большинстве случаев появляются перегретые территории, каковые так же горячее средней температуры фотосферы, как пятна ее холоднее. Исходя из этого вариации неспециализированной светимости Солнца в минимумах и максимумах малы, всего лишь порядка десятой доли процента.

Солнечные циклы проявляют себя не только в периодичности рождения пятен. С ними скоррелировано множество вторых атмосферных процессов — к примеру, частота солнечных вспышек. В общем, все говорит за то, что циклы вызываются периодическими волновыми процессами глобальных (в случае если данный термин применим к Солнцу) масштабов, каковые протекают в солнечных глубинах, но самым важным образом воздействуют на динамику солнечной атмосферы.

Космическая погода

Само собой разумеется, сами пятна мало интересуют кого-либо, не считая астрологов. Но сопровождающая их солнечная активность (наровне с геомагнитной) определяет так именуемую космическую погоду, которая оказывает большое влияние на нашу жизнь.

На протяжении солнечных вспышек увеличивается уровень рентгеновского и УФ-излучения Солнца. До поверхности Почвы, действительно, оно практически не доходит, поглощаясь ионосферой. «В таких ситуации ионосфера разогревается и ‘разбухает’, плотность газа на высотах в пара сотен километров возрастает, наряду с этим низкоорбитальные спутники ‘тормозятся’, ‘проседают’ и смогут быть утрачены, — растолковывает «ПМ» Анатолий Петрукович, заведующий лабораторией динамики энергичных космической погоды и частиц Университета космических изучений (ИКИ) РАН. — По окончании замечательных солнечных вспышек довольно часто требуется корректировать орбиты спутников либо орбитальных станций. Помимо этого, происходит аномальная ионизация ионосферы, которая ведет к нарушению связи, иногда на многие часы».

Более большую опастность для современной технологической цивилизации воображают солнечные космические лучи, потоки заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем на протяжении вспышек. Они довольно медленные — в отличие от рентгена, летят до Почвы пара часов. «Потоки этих частиц в целом задерживаются магнитосферой Почвы, — говорит Анатолий Петрукович. — Их действие проявляется по большей части в отношении спутников на орбитах выше 1000 км, а также в высоких широтах, где они все-таки достигают ионосферы и вызывают дополнительную ионизацию и нарушение связи. На спутниках эти частицы вызывают зашумление разных детекторов, сбои в работе компьютеров и деградацию электроники».

Третий фактор — выбросы солнечной плазмы с «вмороженным» в нее магнитным полем (так именуемые магнитные тучи). «Действие магнитного облака на магнитосферу Почвы ведет к ее аномальному возмущению — магнитной буре, на протяжении которой происходит накопление громадного количества весьма тёплых заряженных частиц (протонов, электронов, ионов O) в магнитосфере, — поясняет Анатолий Петрукович. — Наряду с этим, к примеру, на геостационарной орбите (находящейся во внешнем радиационном поясе) появляются облака весьма тёплых электронов. Они приводят к появлению на поверхности спутников заряда с потенциалом до нескольких киловольт.

Соседние подробности спутников смогут наряду с этим иметь значительно различный потенциал, что ведет к электрическому пробою и довольно часто к выходу из строя чувствительной электроники. Помимо этого, вариации геомагнитного поля у поверхности генерируют индуцированные токи в трубопроводах, линиях электропередач либо ЖД дорогах. Соответственно, это ведет к ускоренной коррозии труб, нарушению железнодорожной автоматики и работы энергосистем.

Особенно принципиально важно это в высоких широтах, исходя из этого, к примеру, весьма деятельно эти эффекты изучают в Канаде». Но, очень замечательные вспышки смогут затронуть и громадную территорию: скажем, считается, что 1 сентября 1851 года солнечная супервспышка выбила телеграфные линии и породила всполохи северного сияния кроме того рядом от экватора, на Гавайях.

Факторы солнечных штормов

Сотрудничество земной магнитосферы и энергии Солнца ведет к разным эффектам, талантливым отрицательно оказать влияние на человека и на работу разной техники. Вспышки — потоки фотонов рентгеновского и УФ-диапазона — приводят к ионосферы и разогревают ее, что ведет к торможению низкоорбитальных спутников и нарушениям в работе связи.

Солнечные космические лучи, складывающиеся из заряженных частиц, приводят к электронной аппаратуры и повышают неспециализированную дозу радиационного облучения для астронавтов на МКС, и для экипажей самолетов, летящих в высоких широтах. Магнитные тучи, взаимодействуя с магнитосферой Почвы, приводят «к электризации» спутников на геостационарных орбитах. Возмущения геомагнитного поля у поверхности Почвы генерируют индуцированные токи в трубопроводах, железнодорожных путях и линиях электропередач.

Океан плазмы

Наша система — это огромный океан плазмы, которая распространяется в пронизанном магнитными полями пространстве. Как раз сотрудничество солнечного ветра (плазмы с «вмороженным» в нее магнитным полем), солнечных магнитных облаков и космических лучей с магнитным полем Почвы и вызывает «солнечные бури». Но солнечная активность имеет и хорошую сторону.

магнитное поле и Солнечный ветер Солнца защищают Солнечную совокупность от «вторжения» галактических космических лучей (ГКЛ). В периоды повышенной солнечной активности интенсивность потоков ГКЛ в гелиосферы понижается. Исходя из этого пилотируемые полеты к вторым планетам вне защитных поясов земной магнитосферы в большинстве случаев планируют на периоды большой активности Солнца.

Возможно ли угадать вспышки

«Долгосрочный прогноз — на пара лет — возможно сделать лишь на базе периодичности солнечной активности, — говорит Анатолий Петрукович. — С кратковременным прогнозом — часы и дни — сложнее. Тут мы действуем практически что дедовскими способами: замечая за развитием группы пятен на Солнце, возможно, скажем, оценить возможность вспышки, — но о правильных предсказаниях до тех пор пока речи нет. Сложно угадать и попадание Почвы в поток более медленных солнечных космических лучей.

Они распространяются на протяжении силовых линий солнечного магнитного поля, структура которого на протяжении вспышки вблизи Солнца весьма сложна. Возможно сделать лишь очень прогноз, попадет ли Почва в данный поток, — это принципиально важно, к примеру, для астронавтов на МКС. Приблизительно таким же образом возможно угадать и приход магнитных туч.

Самый точна в этом замысле регистрация прохода магнитного облака спутниками SOHO и ACE, находящимися в точке либрации в 1,5 млн километров от Почвы. Это разрешает сделать надежный прогноз о начале магнитной бури как минимум за час (а с учетом накопления энергии — за пара часов). Причем прогноз не качественный, а количественный — впредь до того, на каких широтах будет видно полярное сияние».

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№74, декабрь 2008).

Бури на Солнце в формате 4К


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: