Строение Солнца.

Автор: Administrator

26.11.2008 16:48

При наблюдении Солнца в телескоп через тёмное стекло или специальный окуляр, уменьшающий силу солнечного света, мы увидим круглый диск, яркость которого ослабевает по мере приближения к краю. Потемнение Солнца к краям диска объясняется тем, что лучи, идущие из центральной части солнечного диска, приходят из больших глубин Солнца, которые горячее, чем лучи, идущие от края диска. Если рассматривать солнечный диск при достаточно большом увеличении, то мы заметим, что он не представляется ровным, но имеет зернистое строение. Фотосфера состоит из большого числа мелких, светлых пятнышек, похожих на рисовые зёрна, называемые гранулами (от латинского слова granula — зерно). Этот зернистый вид поверхности фотосферы называется грануляцией. Гранулы — весьма неустойчивые образования, и продолжительность жизни отдельной гранулы составляет всего несколько минут. Размеры гранул колеблются от 400 до 1000 км. Замечательные исследования грануляции были выполнены русским астрономом А. П. Ганским. Поверхность фотосферы представляет собой вечно волнующийся огненный океан.

При рассматривании Солнца в телескоп на его поверхности мы можем заметить тёмные солнечные пятна и более светлые части солнечной поверхности, называемые факелами. Факелы особенно хорошо видны у края солнечного диска. Над фотосферой лежит солнечная атмосфера, состоящая из трёх главных слоев: обращающего слоя, хромосферы и короны. Обращающий слой имеет толщину всего около 600 км. Он является тем слоем, в котором образуются почти все фраунгоферовы линии солнечного спектра. Этот слой называется обращающим потому, что именно в нём происходит поглощение энергии, вызывающее появление тёмных фраунгоферовых линий, обращение светлых линий в тёмные. Когда во время полного солнечного затмения Луна закрывает своим диском яркую фотосферу и исчезает светлый фон солнечного спектра, идущий от фотосферы на 1—2 сек., тёмные линии спектра делаются яркими — наблюдается так называемый спектр вспышки.

По спектру Солнца мы можем судить о составе его поглощающего слоя. Спектр Солнца, наблюдаемый с Земли, довольно резко обрывается в ультрафиолетовой части около 3000 Ангстрем. Это обусловлено поглощением солнечной радиации в слое озона, который начинается в атмосфере Земли примерно на высоте около 20 км. Сравнительно ничтожное количество озона, эквивалентная толща которого составляет 3 мм, распределённое на протяжении по высоте в 20—30 км, достаточно, чтобы полностью поглотить наиболее активную часть солнечной радиации, которая истребила бы всё живое, если бы могла достичь земной поверхности.

Из 92 химических элементов на Солнце обнаружено 66; сравнительно недавно было установлено наличие золота и фосфора. Некоторые элементы до сих пор не найдены, например группа галоидов: хлор, бром, йод, фтор. Из того обстоятельства, что на Солнце не найдено ещё 26 химических элементов, не следует заключать, что таковых элементов на Солнце нет. Они могут находиться в более глубоких слоях Солнца или же давать спектральные линии в наблюдаемой части солнечного спектра.

Хромосфера представляет собой следующий за обращающим слой атмосферы Солнца. Слово «хромосфера» в переводе значит «цветная сфера». Хромосфера имеет яркокрасный цвет и может быть наблюдаема во время полных солнечных затмений в виде тонкого алого кольца, окружающего закрывший Солнце диск Луны. Хромосфера состоит из газов гелия, водорода, кальция и магния. Верхняя граница хромосферы постоянно волнуется, точно поле ржи под ветром. Толщина хромосферы колеблется от 15 000 до 20 000 км.

Из хромосферы часто вырываются огненные выступы, называемые протуберанцами. Они представляют собой гигантские фонтаны газа со скоростями 200—400 км/сек, стремительно взлетающие на громадные расстояния от Солнца, в среднем на 250 000 км. Некоторые достигают высоты даже миллиона километров над поверхностью Солнца. Наиболее высокий протуберанец был отмечен 4 июня 1946 г., он имел высоту 1 680 000 км (1,22 солнечного диаметра). Наибольшая скорость движения протуберанца достигала 720 км/сек. Протуберанцы по скорости движения в них материи делятся на два типа: изверженные и облачные. Современные исследования, в частности работы Крымской астрофизической обсерватории, показали, что протуберанцы движутся по магнитным силовым линиям Солнца, что они не представляют собой простых взрывов раскаленных газов, но что их природа в действительности значительно сложнее.

Наше воображение бессильно представить себе эти гигантские огненные извержения, перед которыми ничтожными искорками показались бы самые мощные извержения земных вулканов. Над хромосферой простирается солнечная корона. Во время полных солнечных затмений солнечная корона видна в форме лучистого сияния нежного серебристого оттенка, придающего особую прелесть полным солнечным затмениям.

И хромосфера, и корона представляют собой чрезвычайно разреженные части солнечной атмосферы, плотность которой несравненно меньше плотности нашей земной атмосферы. Корону можно разделить на две части — внутреннюю и внешнюю. Внутренняя корона, ближайшая к Солнцу, простирается по свыше чем на полмиллиона километров от поверхности Солнца: она состоит из газа и свободных электронов. Внешняя корона менее ярка и простирается иногда на несколько диаметров от Солнца; она состоит из мельчайших твёрдых частиц — пылинок.

В спектре короны были обнаружены несколько линий, которые не могли быть найдены в спектрах земных элементов. Одни из них оказались принадлежащими гелию, об истории открытия которого сказано во введении, другие были приписаны другому гипотетическому элементу, названному коронием. Однако вскоре все места периодической системы Менделеева были заполнены, а следовательно, короний, как новый элемент, не мог существовать. Загадка корония долго оставалась не разрешённой, и только в 40-х годах XX в. удалось её разрешить. Оказалось, что корональные линии в спектре принадлежат многократно ионизированным атомам хорошо нам знакомых элементов— железа, никеля и кальция. Некоторые линии железа соответствовали 14-кратной ионизации атомов железа, при которой от атомов его оторвано по 14 электронов. Спектр такого железа изменён до полной неузнаваемости — одна из причин, почему он долго не мог быть разгадан. Причина такой сильной ионизации в короне до настоящего времени не вполне ясна, хотя можно быть уверенным в том, что в области короны температура достигает миллиона градусов.

Можно считать, что атмосфера Солнца кончается на границе внутренней короны, за нею идёт среда, заполненная мелкой пылью, которая простирается вдоль плоскости эклиптики на расстоянии свыше 150 млн. км. Эта пылевая среда, окружающая Солнце, даёт явление зодиакального света. Весной вскоре после захода Солнца в западной части горизонта, когда станет достаточно темно, можно видеть слабое сияние в форме конуса, поднимающееся из-под горизонта. Это же явление можно наблюдать осенью перед восходом Солнца в восточной части горизонта. Основание этого конуса всего ярче на горизонте, в стороне, ближайшей к Солнцу. Ось конуса направлена по эклиптике, по зодиакальным созвездиям, отчего это сияние носит название зодиакального света.

В том месте неба, которое прямо противоположно Солнцу, можно видеть светлое овальное пятно, которое называется противосиянием. Оно слабее зодиакального света, и его очень трудно наблюдать в средних широтах.