Слънчеви изригвания -- въпрос?

[vampireee]

Здравейте,

някой може ли да ми каже в 4-5 изречения какво представляват слънчевите изригвания, че трябва да ги включа в една презентация, а не намирам нищо конкретно..

[ISTORIK]

Слънчевото изригване е внезапен взрив на повърхността на Слънцето, при който се отделя енергия до около 1/6 от общото производство на енергия от Слънцето на секунда. Честотата на появата на слънчевите изригвания варира от няколко на ден, когато Слънцето е особено "активно", до по-малко от едно на седмица, когато Слънцето е "спокойно". По време на слънчеви изригвания по повърхността на Слънцето се наблюдават повече и/или по-големи петна - т. нар. "слънчеви петна". X-лъчите и UV радиацията, излъчвани от Слънцето, могат да повлияят на йоносферата на Земята.

http://bgnauka.com/index.php?fnc=pub_page&mod=front&pid=10747

http://bgnauka.com/index.php?mod=front&fnc=pub_page&pid=12508

http://bg-science.info/index.php?mod=front&fnc=pub_page&pid=12767

http://alienworlds.g...otosphereflares

Редактирано Април 13, 2011 от ISTORIK

[Б.Богданов]

Като начало - малко обща информация за Слънцето....

Слънцето е най-голямото тяло в Слънчевата система. То съдържа повече от 99,8 % от масата на цялата система (остатъкът се поема практически само от Юпитер и Сатурн, а приносът от масите на останалите планети е несъществен). Радиусът му е около 110 пъти по-голям от земния, а масата му – около 330 000 пъти по-голяма от масата на Земята. Средната плътност на веществото на нашето светило обаче е само 1,4 пъти по-голяма от плътността на водата. Пълната мощност на слънчевото излъчване е 3,86.1026 W. Всеки квадратен сантиметър от неговата повърхност излъчва около 6,5 kW мощност. Всяка секунда Слънцето произвежда над 1 000 000 пъти повече енергия от енергията, която човечеството е произвело през цялата история на своето съществуване! Земята получава само една двумилиардна част от тази енергия. Слънцето е газово кълбо, което се състои от около 75 % водород и 25 % хелий по маса (92,1 % водород и 7,8 % хелий по брой на атомите). Всички останали химични елементи допринасят само за около 0,2 % от пълната маса на нашата звезда.

***

Най-забележимите обекти върху слънчевия диск са тъмните слънчеви петна.

Картината на слънчевите петна не е постоянна. Големите петна (с размери, превишаващи неколкократно тези на Земята) могат да съществуват няколко месеца, след което изчезват. Има периоди, когато на Слънцето изобщо липсват петна, а има и моменти, когато броят на петната е неколкостотин. Често пъти едно слънчево петно надвишава многократно размерът на Земята. Още Галилей – откривателят на петната, обърнал внимание на факта, че те се местят по слънчевия диск. Това се дължи на околоосното въртене на Слънцето.

Различните зони на Слънцето се въртят около оста му с различна скорост. Скоростта на въртене на повърхността на Слънцето намалява от екватора към полюсите. На екватора повърхността му се върти със скорост една обиколка за около 25 денонощия, на средните ширини – за около 27 денонощия, а около полюсите въртенето е по-бавно – около и над 30 денонощия. Такова въртене се нарича диференциално и се дължи на факта, че Слънцето е газово кълбо, а не твърдо тяло например като Земята. Така се въртят и газовите планети гиганти в Слънчевата система.

Диференциално въртене

Диференциалното въртене се разпростира и в дълбините на Слънцето, макар че неговото ядро се върти по всяка вероятност като твърдо тяло. Как сме разбрали какви са движенията въртенето на веществото под повърхността на Слънцето? Тези сведения ни е дала хелиосеизмологията – науката, която изучава трептенията и движенията на слънчевото вещество. Горните слоеве на слънчевата атмосфера веднъж на всеки 5 минути се повдигат и спускат. В атмосферата на нашата звезда се разпространяват акустични вълни, подобни на звуковите вълни във въздуха. Слънчевата атмосфера постоянно вибрира. В нея както във вертикална, така и в хоризонтална посока се разпространяват вълни, чиято дължина е няколко хиляди километра. Причината за появата на акустичните вълни все още си остава нерешена загадка. От анализа им се изясни, че вътрешните части на Слънцето се въртят по-бързо, а най-бързо се върти слънчевото ядро. Тези особености на въртенето на слънчевото вещество водят до възникването на магнитното поле на Слънцето.

....

На слънчевата повърхност и под нея текат "реки" от гореща плазма. За една година плазмата се премества от екватора към полюсите, а конвекционните вихри издигат нов газ от по-дълбоките слънчеви слоеве. Тези движения приличат на движенията на въздуха в атмосферата на Земята и движат с различна скорост.

****

Структура на Слънцето

В центъра на Слънцето се намира неговото ядро, чийто радиус е около 25 % от слънчевия. Условията там са извънредно екстремални. Температурата достига 15,6 милиона К, а налягането – около 250 милиарда атмосфери. Газът в ядрото е 150 пъти по-плътен от водата и един напръстник от него би тежал тук на Земята 7–8 пъти повече от същия обем осмий и уран – най-тежките метали в природата.

В ядрото на Слънцето протичат термоядрени реакции, в резултат на които се генерира енергията на неговото излъчване. Над ядрото се намира зоната на лъчистия пренос, в която (това личи от името й) произведената в ядрото енергия се пренася от лъчението. Тя достига до 75 % от слънчевия радиус.

В последните 25 % до повърхността енергията се пренася от движението на самото вещество чрез конвекция, т.е. смесване на по-горещите и по-студените газови слоеве. Горещият газ се издига нагоре със скорост няколко km/s, достига повърхността и се

охлажда, излъчвайки енергията си в пространството. Охладен, газът става по-плътен и потъва обратно надолу, където отново се нагрява. Времето за издигане на една конвективна "клетка" не е много голямо – няколко десетки години. Цикличното движение

на слънчевото вещество напомня процесите в кипящата вода.

Над конвективната зона се намира слънчевата атмосфера.

Строеж на слънчевата атмосфера

Видимата "повърхност" на Слънцето се намира непосредствено над конвективната зона и се нарича фотосфера. Нейната температура е около 5800 К и като цяло (като изключим петната) това е най-студеното място на Слънцето.

Фотосферата представлява най-дълбоката вътрешна част от слънчевата атмосфера и е дебела само около 300 km. Тя е хиляди пъти по-разредена от въздуха около нас. Гранулите във фотосферата, обграждащи тъмните участъци са добре очертани, около слънчевите петна. Фотосферата се състои от гранули със среден размер около 1000–2000 km, които непрекъснато "кипят" – появяват се и изчезват на всеки 5 – 10 минути, отстъпвайки място на други.

На Слънцето се наблюдават едновременно около един милион гранули. Разстоянието между тях е не повече от 500 km. Те са резултат от конвективните потоци отдолу, които изнасят все нови и нови порции горещ газ. Слънчевите петна са рязко очертани и изглеждат черни на фона на фотосферата. В действителност температурата им е около 4000–4500 К и яркостта им е само 10 пъти по-малка от яркостта на фотосферата.

****

Образуване на слънчевите петна

При диференциалното си въртене слънчевата плазма увлича със себе си и магнитното поле, чиито силови линии са „замразени" в нея.

Слънчевото магнитно поле е повърхностно магнитно поле, защото е ограничено във фотосферата (за разлика от магнитното поле напр. на Земята, което се простира и далеч извън нея в околоземното пространство).

Поради диференциалното въртене на плазмата увлечените от нея магнитни силови линии с времето се усукват и застъпват, като понякога образуват примки над фотосферата и причиняват появата на слънчевите петна. Крайните точки на примките

стават северен и южен полюс на петната, които винаги са ориентирани по екватора на Слънцето.

В районите на петната магнитното поле е много силно. Там то е около 1000 пъти по-силно от средното магнитно поле на Слънцето и влияе върху конвективните движения на газа под него, понижавайки температурата му. Петната са места, в които повърхностното магнитно поле "изтича" в атмосферата, отнасяйки енергия. Силното поле намалява енергийния поток, идващ отдолу, и поради това температурата в местата на "пробива" се понижава. Сходящите се и потъващи надолу потоци засмукват вещество от повърхността и пречат на областите със силно магнитно поле да се отблъскват взаимно подобно на едноименните полюси на магнитите. Това движение създава слънчевото петно и го запазва от разпадане дълго време.

Магнитното поле около слънчевите петна

Петната са места, в които силните магнитни полета "изтичат" в атмосферата. Петната се появяват на винаги по двойки с противоположна магнитна полярност. Обикновено двойките се раждат едновременно в по-големи групи.

Процесът на образуване на петната започва, когато Слънцето е спокойно (фаза на ниска активност). Тогава магнитните силови линии са още гладки и подредени в посока север-юг върху слънчевата повърхност. С хода на 11-годишния цикъл (за може да се пусне цяла отделна тема ) броят на петната нараства. Типичното време на живот на петната е 1 – 2 слънчеви оборота.

Разположеният над фотосферата газ е прозрачен и още по-разреден. Този газ образува външните слоеве на слънчевата атмосфера – хромосферата и короната, между които няма рязка граница. Без специална апаратура и хромосферата, и короната се виждат само

в моментите на пълни слънчеви затъмнения. Тогава Луната напълно закрива фотосферата, а хромосферата ("хромо" идва от гръцката дума, означаваща "оцветен") пламва като тънък яркочервен пръстен, потопен в бисерното сияние на короната.

Хромосферата е дебела около 10–15 000 km, а плътността й е стотици хиляди пъти по-малка от тази на фотосферата. Температурата в хромосферата бързо нараства с височината, достигайки в горните слоеве десетки хиляди градуса. Покачването на температурата се дължи на въздействието на магнитните полета и на вълните, проникващи в хромосферата от конвективната зона. Механизмът на нагряване е същият като този в микровълновите фурни.

Над хромосферата на разстояние десетки слънчеви радиуси се простира силно разредената слънчева корона. Важна особеност на короната е нейната лъчиста структура. Далеч от Слънцето короната постепенно се разтваря в междупланетната газова среда.

Короната е много гореща – от 1 до 10 милиона К, и частиците в нея се движат толкова бързо, че гравитационното поле на Слънцето не може да ги удържи. В резултат плазмата от короната се устремява в междупланетното пространство във всички посоки със скорост средно от 400 до 800 km.s–1. Тази плазма наричаме слънчев вятър. Той е продължение на най-външните слоеве на слънчевата атмосфера – т.е. на короната. *

Редактирано Април 14, 2011 от Б.Богданов

[Б.Богданов]

Слънчева активност

В хромосферата понякога възникват сложни плазмени избухвания, в които взривообразно се отделя гигантска енергия, еквивалент на едновременния взрив на милиарди водородни бомби. Тези явления се наричат слънчеви избухвания и понякога енергията, която те отделят само за няколко минути, е равна на количеството топлина, което получава Земята за цяла година. Плазмата в тях се нагрява до 10–30 милиона К, което поражда силно рентгеново излъчване и мощни потоци от заредени частици. Слънчевите избухвания предизвикват изменения в магнитното поле на Земята и дори могат да повредят системите за електроснабдяване и да прекъснат комуникациите. Най-впечатляващите образувания във вътрешните слоеве на короната са протуберансите – огромни дъгообразни плазмени езици с температура 20 000 К, родени в хромосферата и издигащи се на големи височини над слънчевата "повърхност" Те са по-плътни и по-студени от короната. Протуберансите се образуват в областите със силно магнитно поле над слънчевите петна. Високи са средно около 40 000 km, а на широчина достигат около 200 000 km. Регистрирани са обаче и рекордьори с размери над 3 000 000 km. Формата на протуберансите следва силовите линии на мощните магнитни полета над слънчевите петна. В атмосферата на Слънцето постоянно стават изменения. Променя се средният брой на слънчевите петна и на протуберансите, честотата на слънчевите избухвания и свързаните с тях магнитни явления. Тези явления определят степента на активност на Слънцето и имат определена периодичност.

Активността на Слънцето достига максимум средно веднъж на около 11 години (свариации на този период от 7 до 17 г.). Този 11-годишен цикъл на слънчевата активност най-лесно се проследява по периодичната промяна на броя на петната в слънчевата фотосфера Промяна на броя на слънчевите петна с период около 11 г., регистрирана за последните 250 г. Големият брой петна говори за висока активност, а малкият – за "спокойно" Слънце, т.е. за ниска активност.

По време на цикъла петната мигрират с времето от полюсите към екватора. Разпределението на петната по "географска" ширина (точният термин е "хелиографска") изглежда много ефектно и се нарича "пеперудена" диаграма.

С 11-годишния цикъл се променя и общият вид на слънчевата корона. В епохите на минимум на слънчевата активност (когато броят на петната е най-малък) короната сякаш е "сресана" и ориентирана по слънчевия екватор. А в епохите на максимум короналните лъчи са разпилени на всички страни. Този цикъл е цикъл на смяна на магнитните полюси на Слънцето – северният магнитен полюс става южен и обратно. Всъщност магнитното поле на Слънцето има 22 годишен цикъл (точно два пъти по-голям от 11-годишния цикъл на слънчевите петна),защото полярността на магнитното поле се връща към първоначалното си положение след два периода по 11 години. Затова фундаменталният период, на който се подчинява слънчевата активност, е 22-годишният магнитен цикъл, а двойно по-краткият цикъл на петната е само негова по-лесно забележима "манифестация" Именно 22-годишният магнитен цикъл е основният цикъл на активността на Слънцето, тъй като магнитното поле е отговорно за всички нейни прояви – петна, протуберанси, слънчев вятър, избухвания и др.

Редактирано Април 14, 2011 от Б.Богданов

[Б.Богданов]

Магнитни бури

Слънчевата активност не влияе забележимо на топлината, която нашата звезда изпраща на Земята. Земята обаче реагира на проявите на слънчевата активност, свързани с магнетизма. В дните на “слънчевите бури” слънчевият вятър рязко се усилва. Потоците от заредени частици, изхвърлени при слънчевите избухвания, имат скорост до 30 000 km.s–1 и само за ден–два достигат нашата планета. Те започват да се движат по индукционните линии на магнитното поле на Земята и проникват в нашата атмосфера в околополярните райони, деформирайки магнитосферата на Земята. При това се предизвикват магнитни бури, които често оказват вредни въздействия върху радиовръзката и електрозахранването. Те се съпътстват от студените “пламъци” на полярните сияния.

Под влиянието на слънчевия вятър опашките на кометите винаги са насочени противоположно на Слънцето. Сондите “Войджър” намериха следи от слънчевия вятър далеч зад орбитата на Плутон. Фактически ние живеем в образуваната от слънчевия вятър гигантска хелиосфера, макар и да сме защитени от нея от магнитното поле на Земята.

В периодите на максимум на слънчевата активност честотата и силата на магнитните бури и на полярните сияния се увеличават поради проникването на голям брой заредени частици в районите на земните магнитни полюси.

Слънчевите избухвания са много опасни за космонавтите, намиращи се в орбита около Земята, защото липсва дебелият слой атмосфера, който да ги защитава от радиацията. При дългите полети, които се планират в близките десетилетия до съседните планети, няма да го има и магнитния “щит” на земната магнитосфера. Затова познаването на особеностите на слънчевия вятър и прогнозирането на слънчевата активност е една от най-актуалните задачи при завладяването на планетите.

[tribalizm]

Ако някой желае, може да следи слънчевите изригвания и последващите магнитни бури тук: http://slancetolunataizemyatalive.yolasite.com/ Това е Български сайт, показващ на живо активността на слънцето, фазите на луната и геомагнитните изменения, с леснодостъпна информация от основните инструменти на NASA, от наземни обсерватории и др.

[Р. Теодосиев]

Великолепно ново видео на два зрелищни слънчевите изригвания.