КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина V

ФІЗИЧНА ПРИРОДА ТІЛ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Розділ 11

СОНЦЕ

11.7. Причина сонячної активності

Описані вище явища, які визначають сонячну активність, виникають як наслідок змін з боку магнітного поля Сонця. Основну роль у цьому процесі відіграє його диференційне обертання. Модель, яка описує процес зростання напруженості поля і виникнення на сонячній поверхні локальних магнітних неоднорідностей, була запропонована американським астрономом X. Бебкоком у 1961 р. В моделі розглянуто еволюцію досить слабкого полоїдального компонента поля Сонця, силові лінії якого знаходяться у меридіональних площинах під сонячною фотосферою. Оскільки поле є «вмороженим» в плазму, воно бере участь у загальному обертальному русі таким чином, що кожна ділянка його силової лінії, яка є ближчою до сонячного екватора, за одиницю часу проходить більший шлях, ніж ті частини, які є віддаленими від екватора. За декілька обертів Сонця неперервна силова лінія полоїдального поля намотується так, як це показано на рис. 11.12, а вся сукупність силових ліній у підфотосферному шарі згодом утворює тороїдальний компонент магнітного поля Сонця. Тут окремі силові лінії збираються у джгути, або трубки магнітних силових ліній, які є паралельними до лінії сонячного екватора. З плином часу напруженість поля значно зростає. Оскільки густина газу в трубці менша, ніж поза нею (тиск є однаковий з обох боків, а в самій трубці, окрім

газового, ще діє додатковий тиск з боку магнітного поля), то частина трубки може сплити на поверхню Сонця, утворюючи при цьому магнітну петлю. Саме плями і є наслідком виходу на поверхню Сонця потужних магнітних трубок. Пляма, в якій магнітні силові лінії виходять з-під поверхні, має північну полярність N, якщо ж лінії йдуть під поверхню — південну S. У межах плями рух газу поперек силових ліній поля сильно утруднений, тому конвективний винос гарячого газу з підфотосферних шарів на поверхню практично заблокований, що приводить до локального зниження температури в межах плями. Тому плями виглядають темнішими від навколишнього середовища.

image24

Рис. 11.12. Схема генерації магнітного поля Сонця, виходу на його поверхню трубок магнітних силових ліній і утворення плям

Після досягнення максиму активності Сонця у його підфотосферному шарі набуває темпу процес анігіляції (знищення) тороїдального компонента магнітного поля. Це відбувається при зближенні і перез'єднанні трубок силових ліній, в яких поле має протилежний напрям. Внаслідок такого процесу енергія магнітного поля трансформується в тепло. У середині 11-річного циклу активність Сонця стає найменшою; на його поверхні плям немає навіть упродовж місяців. Згодом диференційне обертання замотує силові лінії полоїдального компонента поля, утворюючи з них магнітні трубки тороїдального компонента великої напруженості, і активність Сонця знову зростає. Окрім цього, з таким же періодом відбувається і зміна полярності полоїдального компонента — якщо протягом певного n-го за рахунком 11-річного циклу у північній півкулі був північний магнітний полюс, то наступного (n + 1)-го циклу тут буде південний магнітний полюс. І тільки через приблизно 22 роки після початку n-го циклу полярність знову стане північною. Останнього разу зміна полярності полоїдального компонента магнітного поля Сонця відбулася у 2001 р. Слід зауважити, що процес зміни полярності є значно складнішим. Іноді така зміна спочатку відбувається тільки з одним з полюсів, і тоді Сонце на протязі декількох тижнів або навіть місяців має два північних, або ж два південних магнітних полюси!

Утворення факельних полів в рамках розглянутої моделі пояснюється як початковий етап процесу спливання магнітних силових трубок з підфотосферного шару. Спливаючий фрагмент трубки стискує фотосферний газ над собою, що приводить до локального підвищення температури, а, отже, й яскравості. Як тільки процес спливання закінчується, на цьому місці з'являється пляма.

Протуберанці утворюються в короні внаслідок підйому газу з нижньої частини сонячної атмосфери вздовж магнітних силових ліній, які мають петлеподібну форму. Оскільки плазма не може вільно рухатися поперек силових ліній поля, протуберанець врешті-решт зависає на них високо над фотосферою.

Перез'єднання магнітних силових ліній, якщо воно відбувається над фотосферою (в хромосфері, або короні), є причиною сонячних спалахів.

Ритмічно зі зміною кількості плям на поверхні Сонця, з 11-річним циклом змінюється також і число факелів, протуберанців, корональних викидів тощо.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.