Лекции о Солнце - читать онлайн книгу. Автор: Сергей Язев cтр.№ 43

Снимки с хорошим качеством позволяют обнаружить важную закономерность флоккулов. Их яркие узелки располагаются в основном на стыках ячеек супергрануляционной сетки – они обрисовывают границы поднимающихся конвективных потоков второго характерного размера (мы уже упоминали, что размер супергранулы составляет 30–40 тысяч километров). На этих высотах конвекции уже нет, но структура конвективных ячеек сохраняется: именно на границах, и особенно на стыках нескольких супергранул, концентрируются вертикальные магнитные поля. Если магнитное поле усилено, то яркое свечение может занимать всю границу супергрануляционной сетки, а то и внутреннюю часть ячейки. В таких случаях образуется флоккул. Опытный взгляд наблюдателя может сразу определить по внешнему виду флоккулов, где поле сильнее, а где слабее, и даже оценить его напряженность по внешнему виду.

Продолжительность жизни флоккулов совпадает с таковой для факелов, что вполне естественно: это по сути одно и то же, только на разной высоте. Есть основания полагать, что плотность вещества в флоккулах в три-пять раз выше, чем в окружающей их хромосфере при той же (или чуть повышенной) температуре. Таким образом, можно сказать, что флоккулы – это устойчивые и долгоживущие хромосферные конденсации плазмы над факелами, порождаемые магнитными полями. Их ячеистая структура определяется конвекцией. Они наблюдаются не только в свете линий водорода, но и в свете линии кальция II. Кальциевые флоккулы в основном совпадают с водородными, но несколько отличаются по виду: они более контрастны по отношению к невозмущенной хромосфере, но зато и более «размытые» – в лучах кальция не видно таких тонких деталей, как в лучах водорода.

Помимо флоккулов и фибрилл, в хромосфере Солнца наблюдаются так называемые протуберанцы.

В этом фрагменте шуточного стихотворения Сергея Мансурова, посвященного одному из отечественных исследователей протуберанцев – Владимиру Спиридоновичу Башкирцеву, упоминаются некоторые свойства этих удивительных солнечных образований. Это относительно плотные и не столь нагретые (по сравнению с окружающей их плазмой) облака плазмы, вздымающиеся в хромосферу и корону. Протуберанцы чрезвычайно разнообразны по форме. Первые классификации протуберанцев по внешнему виду насчитывали множество типов, классов и подклассов (например, «изгородь», «дерево» и т. д.). Так всегда бывает в науке, когда ее интерес привлекает какой-либо новый объект изучения.

В наше время классификация протуберанцев (как, например, классификация типов кометных хвостов!) выглядит неактуальной. Исследования этих плазменных облаков в атмосфере Солнца позволили в основном разобраться в их природе, и мы теперь понимаем, что кажущееся многообразие форм протуберанцев – это проявление отчасти разных ракурсов наблюдений, отчасти разных условий, в которых сформировались эти образования.

В древности увидеть протуберанцы можно было только во время солнечных затмений, когда из-за черного диска загораживающей Солнце Луны иногда были видны торчащие красно-розовые выступы самой разнообразной формы. Появление спектрогелиографов, а позднее ИПФ позволили наблюдать протуберанцы, поднимающиеся над краем (лимбом) Солнца, хоть каждый день – была бы хорошая погода!

В большинстве случаев протуберанцы бывают длинные и плоские. Они напоминают вырезанные из бумаги фигурки, расположенные вертикально над поверхностью стола. Разница, конечно, в размерах: длина протуберанцев может достигать многих сотен тысяч километров, высота – многих десятков тысяч километров. Впрочем, съемки Солнца в коротковолновом диапазоне показывают, что бывают и гигантские структуры, поднимающиеся на 500–700 тысяч километров над фотосферой и хромосферой!

На краю Солнца, как уже было сказано, протуберанцы видны в виде выступов над лимбом. Но и на фоне солнечного диска протуберанцы тоже прекрасно видны (конечно, через узкополосные фильтры)! Поскольку вещество в протуберанцах плотнее и холоднее, чем окружающая их хромосфера, на диске Солнца они выглядят как длинные и узкие темные полосы – так называемые волокна (филаменты). Иногда в некачественных СМИ появляются сенсационные сообщения о так называемых «трещинах» на Солнце. (Какие могут быть трещины в газовом шаре?..) Именно протуберанцы на фоне Солнца (волокна) напоминают по внешнему виду длинные темные трещины… (См. иллюстрацию на вклейке.)

Что позволяет относительно холодной и плотной плазме подолгу «висеть» в солнечной атмосфере? Во-первых, плазма тут на самом деле не «висит». В протуберанце постоянно происходит движение вещества, которое «втекает и вытекает», подобно струе воды, текущей по шлангу, и постоянным остается только общий контур, «скелет» протуберанца, который, впрочем, тоже медленно (а иногда и быстро) изменяется.

Во-вторых, конечно же, все здесь снова управляется магнитным полем. Именно силовые линии поля, подобно упомянутому скелету, поддерживают потоки плотной плазмы, экранируют ее от менее плотной, но более нагретой окружающей среды.

Наблюдения протуберанцев (точнее, волокон, что то же самое, но не на краю, а на диске Солнца) в сравнении с магнитограммами показывают, что они располагаются точно на границах областей с разным знаком магнитного поля (на линии раздела полярностей). Это позволило американскому гелиофизику П. Мак-Интошу предложить идею «хромосферного магнитографа». Опытный исследователь по внешнему виду хромосферы, изрезанному темными полосками волокон, может уверенно определять структуру магнитного поля, положение линий раздела полярностей и даже знаки поля в каждой области, не обращаясь к инструментальным измерениям с магнитографами.

Высота и форма волокон зависят от окружающих магнитных полей. Вблизи группы пятен волокно (протуберанец) выглядит компактным, низким (не выше 5 тысяч километров). Выходя за пределы области сильных магнитных полей, протуберанец становится более высоким, сложноструктурным; в нем наблюдаются многочисленные сгущения, пряди, отдельные арки. Протуберанец может вздыматься над поверхностью Солнца очень высоко – на 50–70 тысяч километров и выше!

В 1984 году автору посчастливилось наблюдать великолепный образец «спокойного» протуберанца длиной почти 800 тысяч километров! Его западный конец, находившийся в зоне флоккулов, где еще недавно развивалась мощная группа пятен, выглядел как низкое и компактное волокно. На восточном конце, загибающемся в сторону северного полюса Солнца, высота волокна достигла 70 тысяч километров, поднимаясь в корону. И это далеко не предел для протуберанцев….

Иногда протуберанцы взрываются, и их вещество стремительно выбрасывается вверх от Солнца. Такие «внезапные исчезновения» протуберанцев обеспечиваются энергией, накапливающейся в их магнитном поле.

Теперь перейдем к наиболее впечатляющим проявлениям солнечной активности. Речь идет о солнечных вспышках и, как правило, связанных ними выбросах коронального вещества.