Оксана Абрамова: Космос

Солнце — самая близкая к Земле звезда, дающая нам свет и тепло. Этот газовый шар не имеет чёткой границы, его плотность убывает постепенно. Почему же мы видим Солнце резко очерченным? Дело в том, что практически всё его видимое излучение исходит из очень тонкого слоя, который называют фотосферой (греч. «сфера света»). Её толщина не превышает 200–300 км, что очень мало по сравнению с радиусом Солнца. Именно тонкость этого слоя и создаёт у наблюдателя иллюзию того, что Солнце имеет «поверхность». Слои выше фотосферы прозрачны для видимого света, а ниже наш взгляд просто не проникает.

Каждому известно, что нельзя смотреть на Солнце невооружённым глазом, а тем более в телескоп без специальных, очень тёмных светофильтров или других устройств, ослабляющих свет. Пренебрегая этим запретом, наблюдатель рискует получить сильнейший ожог глаз. Самый простой способ рассматривать Солнце — спроецировать его изображение на белый экран. При помощи даже маленького любительского телескопа можно получить увеличенное изображение солнечного диска с множеством деталей. Однако профессиональные астрономы для изучения Солнца используют специальные инструменты — солнечные телескопы.

Грануляция создаёт общий фон, на котором можно наблюдать гораздо более контрастные и крупные объекты — солнечные пятна и факелы. Солнечные пятна — это тёмные образования на диске Солнца. В телескоп видно, что крупные пятна имеют довольно сложное строение: тёмную область (называемую тенью) окружает полутень, диаметр которой в 2–3 раза превышает размер тени. Если пятно наблюдается на краю солнечного диска, то создается впечатление, что оно похоже на глубокую тарелку. Происходит это потому, что газ в пятнах прозрачнее, чем в окружающей атмосфере, и взгляд проникает глубже. По величине пятна бывают очень разными — от малых, диаметром примерно 1 000–2000 км, до гигантских, значительно превосходящих размеры нашей планеты. Отдельные пятна могут достигать в поперечнике 40 тыс. км.

На первый взгляд диск Солнца кажется однородным. Однако если приглядеться, на нём можно обнаружить много крупных и мелких деталей. Даже при среднем качестве изображения видно, что вся фотосфера состоит из светлых зёрен — гранул — и тёмных промежутков между ними. Размеры гранул невелики по солнечным масштабам, 1000–2000 км в поперечнике; тёмные межгранульные дорожки более узкие, примерно 300–600 км в ширину. На солнечном диске наблюдается одновременно около миллиона гранул.

Диаметр самого большого из наблюдавшихся пятен — 100 тыс. км. Установлено, что пятна — это места выхода в солнечную атмосферу сильного магнитного поля. Там, где поле сильнее, температура падает. Пятна холоднее окружающего их вещества, а следовательно, менее яркие. Вот почему на общем фоне они выглядят тёмными. Практически всегда пятна окружены светлыми ажурными полями, которые называют факелами или факельными полями. Особенно отчетливо они видны на краю солнечного диска и кажутся набором ярких волокон, образующих ячейки размером около 30 тыс. км. По-видимому, факелы тоже являются местами выхода магнитного поля в наружные слои Солнца, но это поле слабее, чем в пятнах.

Пятна и факелы вместе образуют активные области. Именно там происходят солнечные вспышки, и над ними в верхних слоях солнечной атмосферы висят протуберанцы. Все сложные процессы, происходящие в активных областях на Солнце, связаны с изменчивостью породившего их магнитного поля.

Как изучают Солнце?

Основным инструментом астронома, который наблюдает Солнце, является телескоп. И хотя принцип действия всех телескопов общий, для каждой области астрономии разработаны свои модификации этого прибора. По небосводу Солнце движется лишь в ограниченной области, внутри полосы шириной около 47°. Поэтому солнечному телескопу не нужна монтировка для наведения в любую точку неба. Его устанавливают неподвижно, а солнечные лучи направляются подвижной системой зеркал — целостатом.

Бывают горизонтальные и вертикальные (башенные) солнечные телескопы. Горизонтальный телескоп построить легче, так как все его детали находятся на горизонтальной оси. Но у него есть один существенный недостаток: Солнце даёт много тепла и воздух внутри телескопа сильно нагревается. Нагретый воздух движется вверх, более холодный — вниз. Эти встречные потоки делают изображение дрожащим и нерезким. Поэтому крупные солнечные телескопы имеют вертикальную конструкцию. В них потоки воздуха движутся почти параллельно лучам света и меньше влияют на изображение.