Päikesekoroon: kirjeldus, funktsioonid, heledus ja huvitavad faktid

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:17

Päike on tohutu kuumade gaaside sfäär, mis toodab kolossaalset energiat ja valgust ning teeb elu Maal võimalikuks.

See taevaobjekt on Päikesesüsteemi suurim ja massiivseim. Maast selleni on kaugus 150 miljonit kilomeetrit. Kuumuse ja päikesevalguse meieni jõudmiseks kulub umbes kaheksa minutit. Seda vahemaad nimetatakse ka kaheksaks valgusminutiks.

Meie maad soojendav täht koosneb mitmest väliskihist, nagu fotosfäär, kromosfäär ja päikesekroon. Päikese atmosfääri välimised kihid loovad pinnale energiat, mis mullitab ja paiskub tähe sisemusest välja ning identifitseeritakse päikesevalgusena.

Päikese väliskihi komponendid

Kihti, mida me näeme, nimetatakse fotosfääriks või valgussfääriks. Fotosfääri iseloomustavad heledad, kihavad plasmagraanulid ning tumedamad ja külmemad päikeselaigud, mis tekivad siis, kui päikese magnetväljad pinnast läbi rebivad. Laigud tekivad ja liiguvad üle Päikese ketta. Seda liikumist jälgides jõudsid astronoomid järeldusele, et meie valgustipöörleb ümber oma telje. Kuna Päikesel pole kindlat alust, pöörlevad erinevad piirkonnad erineva kiirusega. Ekvaatoripiirkonnad läbivad täisringi umbes 24 päevaga, samas kui polaarpöörded võivad võtta rohkem kui 30 päeva (pöörlemiseks).

Mis on fotosfäär?

Fotosfäär on ka päikesekiirte allikas: leegid, mis ulatuvad sadu tuhandeid miile Päikese pinnast kõrgemale. Päikesekiired tekitavad röntgeni-, ultraviolett-, elektromagnetkiirguse ja raadiolainete purskeid. Röntgenkiirguse ja raadiokiirguse allikas pärineb otse päikesekroonist.

Mis on kromosfäär?

Fotosfääri ümbritsevat tsooni, mis on Päikese väliskest, nimetatakse kromosfääriks. Krooni kromosfäärist eraldab kitsas piirkond. Temperatuur tõuseb järsult üleminekupiirkonnas, mõnest tuhandest kraadist kromosfääris kuni üle miljoni kraadini kroonis. Kromosfäär kiirgab punakat kuma, nagu ülekuumendatud vesiniku põlemisel. Kuid punast serva saab näha ainult varjutuse ajal. Muul ajal on kromosfääri valgus üldiselt liiga nõrk, et seda ereda fotosfääri taustal näha. Plasma tihedus langeb kiiresti, liikudes üleminekupiirkonna kaudu kromosfäärist ülespoole kroonini.

Mis on päikesekoroon? Kirjeldus

Astronoomid uurivad väsimatult päikesekrooni müsteeriumi. Milline ta on?

See on Päikese või selle väliskihi atmosfäär. See nimi anti seetõttuet selle välimus ilmneb täieliku päikesevarjutuse toimumisel. Koroona osakesed ulatuvad kaugele kosmosesse ja jõuavad tegelikult ka Maa orbiidile. Kuju määrab peamiselt magnetväli. Koroonaliikumisel piki magnetvälja jooni moodustavad vabad elektronid palju erinevaid struktuure. Päikeselaikude kohal olevas kroonis olevad kujundid on sageli hobuserauakujulised, mis kinnitab veelgi, et need järgivad magnetvälja jooni. Selliste "võlvkaarte" tipust võivad ulatuda pikad virnad, Päikese läbimõõdu kaugusele või isegi kaugemale, justkui tõmbaks mingi protsess võlvide tipust materjali kosmosesse. See hõlmab päikesetuult, mis puhub läbi meie päikesesüsteemi väljapoole. Astronoomid on nimetanud selliseid nähtusi "usukiivriks" nende sarnasuse tõttu sakiliste kiivritega, mida rüütlid kandsid ja mida mõned Saksa sõdurid kasutasid enne 1918. aastat

Millest on kroon tehtud?

Materjal, millest päikesekroon moodustub, on äärmiselt kuum ja koosneb haruldasest plasmast. Temperatuur koroona sees on üle miljoni kraadi, üllatav alt palju kõrgem kui Päikese pinna temperatuur, mis on umbes 5500 °C. Krooni rõhk ja tihedus on palju madalamad kui Maa atmosfääris.

Päikese koroona nähtava spektri jälgimisel leiti lainepikkustel, mis ei ühti tuntud materjalidega, eredad emissioonijooned. Sellega seoses on astronoomid oletanud "korooniumi" olemasolukui peamine gaas koroonas. Selle nähtuse tegelik olemus jäi saladuseks, kuni avastati, et koronaalgaasid olid ülekuumenenud üle 1 000 000 °C. Nii kõrge temperatuuri korral on kahel domineerival elemendil, vesinikul ja heeliumil, täielikult elektronid puuduvad. Isegi väikesed ained, nagu süsinik, lämmastik ja hapnik, lagunesid paljasteks tuumadeks. Ainult raskemad komponendid (raud ja k altsium) suudavad neil temperatuuridel osa oma elektronidest säilitada. Nende spektrijooni moodustavate tugev alt ioniseeritud elementide emissioon jäi varajaste astronoomide jaoks saladuseks kuni viimase ajani.

Heledus ja huvitavad faktid

Päikese pind on liiga hele ja reeglina on selle päikeseatmosfäär meie nägemisele kättesaamatu, ka Päikese kroon pole palja silmaga nähtav. Atmosfääri välimine kiht on väga õhuke ja nõrk, mistõttu on seda Maa pe alt näha ainult päikesevarjutuse toimumise ajal või spetsiaalse koronagraafiteleskoobiga, mis simuleerib varjutust, kattes ereda päikeseketta. Mõned koronograafid kasutavad maapealseid teleskoope, teised teostatakse satelliitidel.

Päikesekrooni heledus röntgenikiirguses on tingitud selle tohutust temperatuurist. Teisest küljest kiirgab päikese fotosfäär väga vähe röntgenikiirgust. See võimaldab röntgenikiirguses vaadelda krooni üle Päikese ketta. Selleks kasutatakse spetsiaalset optikat, mis võimaldab näha röntgenikiirgust. AT1970. aastate alguses kasutas USA esimene kosmosejaam Skylab röntgenteleskoopi, millega oli esimest korda selgelt näha päikese kroon ja päikeselaigud ehk augud. Viimase kümnendi jooksul on Päikese krooni kohta esitatud tohutul hulgal teavet ja pilte. Satelliitide abil on päikesekroon muutumas kättesaadavamaks uuteks ja huvitavateks Päikese, selle omaduste ja dünaamilise olemuse vaatlusteks.

Päikese temperatuur

Kuigi päikese tuuma sisemine struktuur on otsese vaatluse eest varjatud, võib erinevate mudelite abil järeldada, et meie tähe sees on maksimaalne temperatuur umbes 16 miljonit kraadi (Celsiuse järgi). Fotosfääris – Päikese nähtaval pinnal – temperatuur on umbes 6000 kraadi Celsiuse järgi, kuid see tõuseb väga järsult 6000 kraadilt mitme miljoni kraadini koroonas, 500 kilomeetri kõrgusel fotosfäärist.

Päike on seest kuumem kui väljast. Päikese välimine atmosfäär, kroon, on aga tõepoolest kuumem kui fotosfäär.

Kolmekümnendate lõpus avastasid Grotrian (1939) ja Edlen, et päikesekrooni spektris täheldatud kummalisi spektrijooni kiirgasid sellised elemendid nagu raud (Fe), k altsium (Ca) ja nikkel (Ni) ionisatsiooni väga kõrgetel etappidel. Nad jõudsid järeldusele, et koronaalgaas on väga kuum ja selle temperatuur ületab 1 miljon kraadi.

Küsimus, miks päikese kroon on nii kuum, on astronoomia üks põnevamaid mõistatusi.viimase 60 aasta jooksul. Sellele küsimusele pole veel kindlat vastust.

Kuigi päikesekroon on ebaproportsionaalselt kuum, on sellel ka väga madal tihedus. Seega kulub koroona toitmiseks vaid väike osa kogu päikesekiirgusest. Röntgenikiirguse koguvõimsus on vaid umbes miljondik Päikese koguheledusest. Oluline küsimus on, kuidas energia koroonasse transporditakse ja milline mehhanism transpordi eest vastutab.

Päikesekorooni toitemehhanismid

Aastate jooksul on pakutud välja mitu erinevat koroonavõimsuse mehhanismi:

• Akustilised lained.
• Kehade kiired ja aeglased magnetoakustilised lained.
• Alfveni lainekehad.
• Aeglased ja kiired magnetoakustilised pinnalained.
• Vool (või magnetväli) on hajumine.
• Osakeste vood ja magnetvoog.

Neid mehhanisme on testitud nii teoreetiliselt kui eksperimentaalselt ning praeguseks on välistatud ainult akustilised lained.

Seda pole veel uuritud, kus lõpeb võra ülemine piir. Maa ja teised päikesesüsteemi planeedid asuvad koroona sees. Krooni optilist kiirgust vaadeldakse 10-20 päikese raadiuses (kümned miljonid kilomeetrid) ja see ühineb sodiaagivalguse nähtusega.

Magnetic Corona päikesevaip

Hiljuti seostati "magnetvaipa" koronaalküttega puslega.

Kõrge ruumilise eraldusvõimega vaatlused näitavad, et Päikese pind on kaetud nõrkade magnetväljadega, mis on koondunud väikestele vastupidise polaarsusega aladele (vaibamagnet). Arvatakse, et need magnetilised kontsentratsioonid on elektrivoolu kandvate üksikute magnettorude peamised punktid.

Hiljutised vaatlused selle "magnetvaiba" kohta näitavad huvitavat dünaamikat: fotosfääri magnetväljad liiguvad pidev alt, interakteeruvad üksteisega, hajuvad ja väljuvad väga lühikese aja jooksul. Magnetiline taasühendamine vastupidise polaarsusega magnetvälja vahel võib muuta välja topoloogiat ja vabastada magnetenergiat. Taasühendamisprotsess hajutab ka elektrivoolud, mis muudavad elektrienergia soojuseks.

See on üldine ettekujutus sellest, kuidas magnetvaip võib olla seotud koronaalküttega. Siiski ei saa väita, et "magnetvaip" lahendab lõpuks kroonilise kuumenemise probleemi, kuna protsessi kvantitatiivset mudelit pole veel välja pakutud.

Kas päike võib kustuda?

Päikesesüsteem on nii keeruline ja uurimata, et sensatsioonilised väited, nagu: "Päike kustub varsti" või vastupidi, "Päikese temperatuur tõuseb ja elu Maal muutub peagi võimatuks" kõlavad naeruväärselt pehmelt öeldes. Kes suudab selliseid ennustusi teha, teadmata täpselt, millised mehhanismidselle salapärase tähe keskmes?!