Фотосфера Солнца

Диск Солнца кажется резко очерченным. Это происходит потому, что практически все видимое излучение Солнца исходит из очень тонкого слоя - фотосферы. Слабое излучение более высоких слоев Солнца можно наблюдать во время полного солнечного затмения, когда диск Луны полностью закрывает фотосферу и становятся видны хромосфера и корона. Фотосфера, хромосфера и корона образуют атмосферу Солнца.

Толщина фотосферы не превышает 300 км. Самые приметные объекты на Солнце - это темные пятна. Диаметры пятен иногда достигают 200 тыс. км. Совсем маленькие пятна называют порами. Вся фотосфера Солнца выглядит как совокупность ярких пятен - гранул, разделенных между собой узкими и менее яркими промежутками. Размер каждой из гранул - около 700 км. Рисунок, который образуют гранулы, постоянно изменяется (буквально за 5-10 мин они успевают появиться и исчезнуть). Плазма в пятен и фотосферная грануляция гранулах поднимается вверх, а в межгранульных пространствах опускается вниз. Поэтому разность температур гранул и темных промежутков достигает 600 К. Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул в фотосфере называется грануляцией.

Картина солнечных пятен, хотя и несколько медленнее, также постоянно меняется: пятна появляются, растут и распадаются. Время жизни групп пятен составляет два или три оборота Солнца вокруг своей оси. Пятна холоднее фотосферы на 2-2,5 тыс. градусов, поэтому на общем фоне солнечного диска они выглядят темнее. Солнечные пятна обычно появляются группами в пределах небольшой области, вытянутой параллельно экватору. По размерам в группе выделяются два пятна: головное (западное) пятно, идущее впереди по вращению Солнца, и хвостовое.

Систематические наблюдения солнечных пятен показывают, что Солнце вращается в направлении движения планет и плоскость солнечного экватора наклонена к плоскости эклиптики под углом 7°15'. Также обнаружено, что угловая скорость вращения Солнца убывает от экватора к полюсам. Период вращения Солнца изменяется от 25 суток на экваторе до 30 суток у полюсов.

Многолетние наблюдения образования пятен на Солнце показали, что имеются циклические колебания числа пятен. Иногда их не бывает совсем, а иногда одновременно возникают десятки крупных пятен. Средняя продолжительность такого цикла составляет примерно 11 лет.

Кроме пятен, в фотосфере наблюдаются факелы - яркие образования, видимые в белом свете преимущественно вблизи края диска Солнца. Факелы имеют сложную волокнистую структуру, их температура на несколько сотен градусов превышает температуру фотосферы.

Образование пятен и факелов связано с магнитным полем Солнца. Как показывают исследования, индукция магнитного поля Солнца в среднем в два раза выше, чем на поверхности Земли, однако в местах появления солнечных пятен она увеличивается в тысячи раз, достигая 0,5 Тл. Это приводит к ослаблению конвекции и уменьшению температуры внутри солнечного пятна.

Читать далее