Ритми Сонця

У 1826 році німецький любитель астрономії аптекар Генріх Швабе (1789-1875) з Дессау приступив до систематичних спостережень і замальовок сонячних плям. Ні, він зовсім не збирався вивчати Сонце – його цікавило зовсім інше. У той час думали, що між Сонцем і Меркурієм рухається невідома планета. А так як побачити її поблизу яскравого світила було неможливо, то Швабе вирішив спостерігати все, що було видно на сонячному диску. Адже якщо така планета дійсно існує, то рано чи пізно вона обов’язково пройде по диску Сонця у вигляді маленького чорного кружальця або точки. І ось тут-то вона буде нарешті “спіймана”!

Однак Швабе, за його власними словами, “відправившись на пошуки слів свого батька, знайшов королівство”. У 1851 році в книзі “Космос” Олександра Гумбольдта (1769-1859) були опубліковані результати спостережень Швабе, з яких випливало, що число сонячних плям досить правильно зростає і зменшується протягом 10-річного періоду. Ця періодичність в зміні числа сонячних плям, згодом названа 11-річним циклом сонячної активності, була відкрита Генріхом Швабе в 1843 році. Подальші спостереження підтвердили це відкриття, а швейцарський астроном Рудольф Вольф (1816-1893) уточнив, що максимуми числа плям на Сонці повторюються в середньому через 11,1 року.

Отже, число плям змінюється з кожним днем ​​і з року в рік. Щоб судити про ступінь сонячної активності, заснованої на підрахунках сонячних плям, в 1848 році Вольф ввів поняття відносного числа сонячних плям, або так званих чисел Вольфа. Якщо позначити через g число груп плям, а через f загальне число плям, то число Вольфа – W – виражається формулою:
W = 10g + f

Це число, що визначає міру плямовиникною діяльності Сонця, враховує як число груп сонячних плям, так і число самих плям, які спостерігалися в якийсь певний день. Причому кожна група прирівнюється до десяти одиниць, а кожне пляма приймається за одиницю. Загальний рахунок за день – відносне число Вольфа – являє собою суму цих чисел.

Припустимо, що ми спостерігаємо на Сонце 23 плями, які утворюють три групи. Тоді число Вольфа в нашому прикладі буде: W = 10 · 3 + 23 = 53. В періоди мінімуму сонячної активності, коли на Сонці не буває жодної плями, воно перетворюється в нуль. Якщо на Сонці спостерігається єдине пляма, то число Вольфа дорівнюватиме 11, а в дні максимуму сонячної активності воно іноді буває більше 200.

Крива середньомісячного числа сонячних плям чітко показує характер зміни сонячної активності. Такі дані є починаючи з 1749 року по теперішній час. Усереднення, зроблене за 200 років, визначило період зміни плям на Сонці в 11,2 року. Правда, за останні 60 років протягом плямовиникною діяльності нашого денного світила трохи прискорилася і цей період зменшився до 10,5 років. Крім того, його тривалість помітно змінюється від циклу до циклу. Тому слід говорити не про періодичність сонячної активності, а про циклічність. Одинадцятирічний цикл – це найважливіша особливість нашого Сонця.

Відкривши в 1908 році магнітне поле сонячних плям, Джордж Хейл відкрив і закон чергування їх полярності. Ми вже говорили про те, що в розвиненій групі є два великі плями – два великих магніту. Вони володіють протилежною полярністю. Послідовність полярностей в північній і південній півкулях Сонця теж завжди протилежна. Якщо в північній півкулі провідне (головне) пляма має, наприклад, північну полярність, а замикає (хвостове) пляма – південну, то в південній півкулі денного світила картина буде зворотна: провідне пляма – з південної полярністю, а замикає – з північної. Але саме чудове полягає в тому, що в наступному 11-річному циклі полярності всіх плям в групах в обох півкулях Сонця змінюються на протилежні, а з настанням нового циклу повертаються до вихідного стану. Таким чином, магнітний цикл Сонця становить приблизно 22 роки. Тому багато астрономи- “соняшник” вважають основним 22-річний цикл сонячної активності, пов’язаний зі зміною полярності магнітного поля в сонячних плямах.

Вже давно встановлено, що в такт зі зміною числа плям на Сонці змінюються площі факельних площадок, потужність сонячних спалахів. Ось ці та інші явища, що відбуваються в атмосфері Сонця, зараз прийнято називати сонячною активністю. Найбільш доступним її елементом для спостережень є великі групи сонячних плям.

Тепер прийшов час відповісти, мабуть, на найбільш інтригуюче питання: “Звідки береться сонячна активність і як пояснити її особливості?”

Оскільки визначальним фактором сонячної активності є магнітне поле, то виникнення і розвиток біполярної групи плям – активної області на Сонці – можна уявити як результат поступового спливання в сонячну атмосферу величезної магнітного джгута або трубки, яка виходить з однієї плями і, утворюючи арку, входить в інше пляма. У тому місці, де трубка виходить з фотосфери, виникає пляма з однієї полярністю магнітного поля, а де вона назад входить у фотосфери – з протилежного полярністю. Через деякий час ця магнітна трубка руйнується, а залишки магнітного джгута занурюються назад під фотосфери і активна область на Сонці зникає. При цьому частина ліній магнітного поля йде в хромосферу і сонячну корону. Тут магнітне поле як би впорядковує рухому плазму, в результаті чого сонячне речовина рухається уздовж ліній магнітного поля. Це надає короні променистий вигляд. Той факт, що активні області на Сонце визначаються магнітними силовими трубками, більше не викликає серед вчених сумнівів.

Магнітогідродинамічними ефектами пояснюється і зміна полярності поля в біполярних групах сонячних плям. Але це тільки перші кроки в напрямку побудови науково обґрунтованої теорії, яка зможе пояснити всі особливості активності великого світила.

Отже, на Сонце відбувається вічна боротьба між силами тиску розпеченого газу і жахливої ​​гравітацією. А на шляху випромінювання встають заплутані магнітні поля. В їх мережах виникають і руйнуються плями. Уздовж силових магнітних ліній злітає вгору або ковзає вниз з корони високотемпературна плазма. Де ще можна зустріти щось подібне ?! Тільки на інших зірках, але вони страшенно далекі від нас! І тільки на Сонце ми можемо спостерігати цю одвічну боротьбу сил природи, яка триває вже 5 млрд років. А переможе в ній тільки гравітація!

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Дослідження Марса