Сергей Язев - Лекции о Солнце

На сегодняшний день гелиофизики предпочитают использовать для характеристики мощных вспышек специальную классификацию, основанную на интенсивности рентгеновского излучения, присваивая вспышкам классы С, М и Х . Каждый из этих классов делится на 10 подклассов. Самые мощные вспышки по этой шкале – это Х9 , но уже неоднократно наблюдались вспышки, значительно более мощные. Их мощность трудно оценить, поскольку все использовавшиеся приборы на спутниках просто зашкаливало…

Пожалуй, вспышки – один из наиболее интересных процессов на Солнце. Грандиозные и быстрые изменения, происходящие буквально на глазах наблюдателя, поражают воображение. Процессы настолько сложны и динамичны, что даже современные модели вспышек описывают лишь наиболее существенные их особенности. Множество разнообразных деталей этих явлений еще требуют объяснений.

Итак, мы рассмотрели основные проявления (типы солнечной активности – пятна, факелы, протуберанцы и вспышки). Пятна и факелы хорошо видны в фотосфере (факелы – только вдали от центра солнечного диска). В хромосфере, в более высоких слоях солнечной атмосферы пятна видны хуже (они теряются в сложной тонкой структуре хромосферы, зато хорошо наблюдаются хромосферные навершия факелов – флоккулы. Кроме того, в хромосфере наблюдаются разнообразные протуберанцы. Все это – сравнительно долгоживущие образования, которые могут существовать на Солнце дни, недели и даже месяцы. Вспышки также видны в хромосфере, и это относительно непродолжительные события, длящиеся минуты (десятки минут). Крайне редко они бывают видны и в фотосфере как очень яркие области (белые вспышки).

Как было указано в предыдущих лекциях, над хромосферой простирается еще один слой атмосферы Солнца – корона. Оказывается, специфические проявления солнечной активности наблюдаются и здесь.

Наблюдения, выполненные во время отдельных кратковременных подъемов аппаратуры на ракетах за пределы атмосферы Земли в 1960-е годы, а затем по время наблюдений Солнца с борта американской пилотируемой орбитальной станции Skylab в 1973–1974 годах, позволили изучать Солнце в диапазоне коротких волн – в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах. В этих лучах видны образования на корональных высотах. Позднее на вахту заступили новые космические аппараты: отечественные «Коронасы», японский YOKO , американо-европейский SOHO , пара американских аппаратов STEREO , американская «Обсерватория космической динамики» SDO и другие. Эти аппараты позволили обеспечить в последние десятилетия непрерывный мониторинг процессов в солнечной короне. Разумеется, было сделано множество открытий!

Над группами пятен, а иногда и над яркими флоккулами в короне обнаружились целые системы поднимающихся на огромную высоту ярких трубок в виде петель, совпадающих с направлением магнитного поля. Трубки заполнены горячей корональной плазмой, нагретой до двух миллионов градусов. То, что исследователи только ранее предполагали, получая в виде результатов расчетов, теперь стало наглядно видно на рентгеновских снимках!

Рядом с этими яркими образованиями нередко видны обширные темные (в рентгеновских лучах) области. Они получили название корональных дыр . Удивительно то, что в нижних слоях солнечной атмосферы – хромосфере и тем более фотосфере – в видимых лучах не видно никаких структур, которые были бы связаны с корональными дырами. Сопоставление изображений дыр и магнитограмм позволило выдвинуть гипотезу, что здесь силовые линии магнитного поля не образуют замкнутых петель, а уходят в радиальном направлении далеко от Солнца. В магнитном отношении область корональной дыры выглядит не биполярной, а униполярной ! Такую структуру поля гелиофизики называют «открытой».

Судя по всему, корональные дыры – это и есть таинственные М- области на Солнце, откуда истекают открытые в середине ХХ века высокоскоростные потоки так называемого солнечного ветра (заряженных частиц солнечного вещества).

Измерения на спутниках и межпланетных космических аппаратах показали, что солнечный ветер, в котором присутствуют в основном протоны (ядра атомов водорода), электроны, а также альфа-частицы (ядра атомов гелия), «дует» от Солнца непрерывно. Вблизи Земли скорость этого потока (конечно же, очень низкой плотности – меньше 10 частиц в кубическом сантиметре) составляет 300–400 км/с. Солнечный ветер можно считать динамическим расширением короны Солнца. Он взаимодействует с хвостами комет, и, изучая эти процессы, можно оценить плотность и скорость солнечного ветра на различных расстояниях от Солнца. Есть основания полагать, что солнечный ветер заметен даже на чудовищных расстояниях от Солнца – в 100 раз превышающих расстояние от Солнца до Земли. Таким образом, утверждение некоторых гелиофизиков о том, что мы живем в короне Солнца, не так уж далеко от истины!