Сергей Язев - Лекции о Солнце

Многое в феномене солнечной активности уже понятно. Удалось построить множество моделей, неплохо описывающих наблюдаемые явления. Тем не менее, здесь в очередной раз мы сталкиваемся с тем, что гелиофизика еще очень далека до своего завершения. Кое-что остается неясным, и многие детали процессов остаются необъясненными. Как известно, «дьявол таится в деталях». Нет сомнения, что появление будущей новой техники, с помощью которой удастся различить более мелкие детали солнечных плазменных структур, поставит множество новых вопросов, которые сегодня даже трудно себе представить.

Это нормально. Таков процесс познания. Иначе не бывает…

Как ведут себя проявления солнечной активности? Как они распределены на поверхности солнечного шара? Меняется ли со временем их интенсивность? И наконец, – почему это происходит?

То, что пятна и окружающие их факелы появляются далеко не на всей поверхности Солнца, а только в пределах так называемых королевских зон (не дальше от экватора, чем на 35–40 градусов), выше уже говорилось. Это значит, что только в этом интервале широт происходят и вспышки (исключения крайне редки). Протуберанцы могут забираться подальше от экватора – до широт 50–60 градусов. На высоких широтах наблюдаются только так называемые полярные факелы и полярные корональные дыры.

Что касается распределения по долготе, то здесь следовало бы ожидать, что группы пятен располагаются равномерно. Но оказалось, что и здесь не все так просто.

Сделаем важное замечание. На сегодняшний день понятие группы пятен используется нечасто. Как правило, применяется комплексное понятие « активная область », которое включает в себя не только группу пятен (как своеобразный «скелет» активной области), но и окружающее пятна яркое факельное поле. В более высоких слоях солнечной хромосферы факелы проявляются в виде ярких флоккулов, а в хромосферных линиях видна, кроме того, обширная зона возмущенной структуры хромосферы, которая занимает гораздо бóльшую площадь по сравнению с участком, на котором располагаются пятна, и даже с участком, занятым факелами (флоккулами). Над линией раздела магнитных полярностей в активной области лежит, как правило, протуберанец. Его часть внутри активной области низкая и компактная, а другой конец, выходящий за пределы поля флоккулов, обычно приобретает вид высокого и диффузного образования, достигающего корональных высот. Наконец, в короне над активной областью ранее отмечалась так называемая корональная конденсация, которая с помощью современных средств наблюдения видна как система разноуровневых магнитных петель. Именно в активных областях с сильными магнитными полями и большими перепадами (градиентами) в напряженности поля происходят вспышки. Чем сложнее магнитная структура активной области, тем более мощной может оказаться вспышка.

Итак, активная область – это единая физическая система многих проявлений солнечной активности, имеющих магнитную основу и тесно связанных друг с другом.

Во второй половине ХХ века многие исследователи обратили внимание на то, что активные области возникают не всегда случайно. Неоднократно наблюдались ситуации, когда активные области возникали целыми «гроздьями», причем одни разрушались, а другие возникали на том же месте или совсем рядом. Такие системы получили название « комплексы активности ». Наблюдения короны показывают, что высокие арки магнитного поля соединяют между собой разные активные области, входящие в один комплекс активности, – другими словами, это действительно физически единые магнитные системы. Продолжительность жизни комплексов активности в несколько раз превышает время существования индивидуальной активной области. Любопытно, что области постоянного пятнообразования внутри комплекса активности – их «ядра», иногда живущие больше года, – не смещаются в кэррингтоновой системе координат и не подвергаются действию дифференциального вращения. Это можно интерпретировать как связь комплексов активности (или, по крайней мере, их ядер) с глубинными структурами на уровне дна конвективной зоны. Выше уже указывалось, что начиная с этого уровня, согласно данным гелиосейсмологии, начинается жесткое, или твердотельное, вращение Солнца. Если представить себе структуру, «привязанную» к этому слою, так и будет: на поверхности Солнца она будет вращаться с кэррингтоновой скоростью! Что это может быть?