Книга Солнечная система № 72 2014

Название: Солнечная система № 72 2014
Автор: коллектив
Формат: PDF
Размер: 76.7 Mb
Качество: Отличное
Язык: Русский
Год издания: 2014
Вращение Солнца моделируемое вашим теллурием, куда сложнее и удивительнее, чем кажется на первый взгляд. Измерение скорости вращения Солнца - далеко не простая задача. В то время как на поверхности других тел в Солнечной системе есть явные постоянные образования, Солнце кажется лишенным характерных черт. Лишь недавно астрономы разработали безопасный способ детального изучения Солнца (проектирование его света через телескоп на экран), и стало ясно, что у Солнца все же есть характерные детали - появляющиеся и исчезающие темные пятна на поверхности.
СОЛНЕЧНЫЙ ДЕНЬ
Английский астроном Томас Гарриот (см. «Мир астрономии», выпуск 63) в 1610 году впервые зафиксировал солнечные пятна. Сначала казалось, что по ним нельзя судить о периодах солнечного вращения, поскольку большинство из них возникало и пропадало в течение нескольких дней, а солнечное пятно, исчезающее из поля зрения на одной стороне Солнца, редко показывалось на другой. Лишь 20 лет спустя немецкий иезуитский священник Кристоф Шейнер успешно отследил солнечные пятна во время солнечного затмения и обнаружил, что Солнце делает один оборот вокруг своей оси примерно за 25.4 25,4 25,4 земных дня.
Открытие Шейнера заключается в том, что солнечные пятна, если смотреть земных дня. с Земли, возвращаются на свое прежнее место на солнечном диске через 27,3 дня, но этот синодический период вращения длительнее сидерического (т. е. когда солнечные пятна совершают полный оборот). Причина - в движении Земли по своей орбите, из-за чего солнечные пятна на поверхности должны сместиться дальше, чтобы стать видимыми примерно на том же месте.
Шейнер предположил, что в его расчетах есть ошибка. Получалось, что пятна около экватора Солнца завершали свое движение быстрее пятен на высоких широтах. Это казалось невозможным, потому что в то время считали, что Солнце - твердое тело.
Открытие Шейнера не принимали всерьез, пока в середине XIX века английский астроном-любитель Ричард Кэррингтон (см. «Звезды космоса») не провел тщательное наблюдение за солнечными пятнами, доказав, что странное вращение Солнца реально. К этому времени астрономы пришли к выводу, что Солнце является шаром из газа, а не твердым телом. Поэтому утверждение Кэррингтона, что вращение Солнца быстрее возле экватора и медленнее у полюсов, ученые приняли спокойно.
БЫСТРОЕ И МЕДЛЕННОЕ
Вращение Солнца иногда очень сложно вычислить. Как правило, экваториальные районы вращаются за 25 дней, а полюсам требуется до 36 дней. Средний период солнечного 27,23 дня, согласно разработанной Кэррингтоном системе. Однако средняя скорость вращения в одни годы может быть медленнее, чем в другие, а иногда одно полушарие вращается быстрее другого.
Все эти странные феномены возникают, поскольку вращение Солнца не похоже на вращение твердого тела. По сути, движение, которое мы видим, происходит в верхних слоях Солнца - конвективной зоне (см. «Земля, Луна и Солнце» в этом выпуске). Когда астрономы используют методы гелиосейсмологии (см. «Глоссарий»), они обнаруживают, что внутренний регион - радиационная зона - ведет себя как твердое тело, совершая равномерное движение примерно за 27 дней. Тем временем, по приблизительным оценкам, ядро вращается медленнее, совершая один оборот за 28,4 дня (см. «Как это работает»). Различия между конвективной зоной и остальной частью недр говорят о том, что Солнце ведет себя как огромная атмосферная метеосистема, а не как твердое тело. Нечто подобное происходит в верхних слоях планет-гигантов, Юпитера и Сатурна.
ВЛИЯНИЕ МАГНЕТИЗМА
Может сложиться впечатление, что странное вращение Солнца сильно не влияет на Землю. Это не так. Солнечное вращение, особенно его влияние на солнечное магнитное поле, меняет активность на поверхности Солнца, а значит, и условия на Земле и во всей Солнечной системе. Возникновение и постепенное «запутывание» солнечного магнитного поля - неизбежный результат неравномерного вращения. Это приводит к появлению солнечных пятен и протуберанцев и даже меняет общую яркость Солнца. Более детально о механизме солнечного цикла вы узнаете в следующих выпусках.
АНАТОМИЯ СОЛНЦА
Яркая, блестящая поверхность Солнца - всего лишь один из множества слоев. От очень плотного раскаленного ядра до тончайших нитей газа, тянущихся в направлении планет Солнечной системы. Легко поверить, что Солнце является твердым телом, ведь его видимая поверхность кажется четко обозначенной сферой. Даже зная, что оно состоит из газов, вроде бы нет причин полагать Солнце отличным от других газовых гигантов внешней области Солнечной системы, чьи атмосферы глубиной в несколько тысяч километров ничтожно малы по сравнению с размерами самих планет.
Но Солнце уникально. Во время солнечного затмения можно обнаружить огромную постоянно движущуюся атмосферу, покрывающую расстояние, превышающее обычный диаметр Солнца в три или четыре раза. В другое время этот молочно-белый ореол из сверкающих газов не виден из-за яркости Солнца и дневного света земной атмосферы. Однако эта внешняя атмосфера, корона, - один из множества сдоев, составляющих сложную структуру нашей ближайшей звезды.
ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Что не дает большим объектам разрушаться под действием их собственной силы тяжести? В случае твердого тела, например планеты, ответ прост - внутреннее давление объекта.
Но что происходит в недрах Солнца? Если бы от разрушения его спасало лишь внутреннее давление между атомами газа, оно имело бы намного меньшие размеры - лишь слегка превышающие Юпитер. Оказывается, в нем действует другая сила: внешнее давление радиации ядра. Хотя фотоны радиации не обладают массой, при их поглощении объектами с массой они проявляют своего рода давление. Недра такой звезды, как Солнце, можно представить в виде нескольких слоев, каждый из которых находится в идеальном равновесии между весом всех верхних слоев и идущим снизу потоком радиации. Поскольку давление радиации распространяется на большее расстояние от ядра, оно уравновешивает вес верхних масс.