Протуберанец на солнце что это
Протуберанцы
Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго, Эри и другие астрономы заметили их в виде ярко-розовых выступов вокруг чёрного диска Луны. Во время наблюдения солнечного затмения 18 августа 1868 года Пьер Жансен независимо от Дж. Локьера применил новый метод наблюдения протуберанцев вне затмения, сделал вывод об их газообразном характере. Много ценных сведений о солнечных протуберанцах и их быстрых изменениях было получено путём кинематографирования их методом замедленной съёмки. В настоящее время процессы, происходящие в солнечной атмосфере, наблюдаются и исследуются при помощи спутников и космических станций.
Волокна это тёмные вытянутые структуры, хорошо видимые в солнечной хромосфере в красной линии водорода H-альфа. Они представляют из себя конденсации из плотной и более холодной, чем окружающее вещество плазмы, приподнятые и удерживаемые над солнечной поверхностью петлями магнитного поля.
Содержание
Классификация
Протуберанцы отличаются волокнистой и клочковатой структурой постоянно движущихся нитей и сгустков плазмы и многообразием форм, классифицируемых либо по морфологическим, либо по динамическим признакам.
По виду протуберанца, по скорости и особенностям движения вещества в нём его можно отнести к одному из следующих классов:
Следующая классификация протуберанцев, учитывающая характер движения материи в них и форму протуберанцев, выработана в КрАО:
Теория
Полной теории, объясняющей разнообразные явления, связанные с солнечными протуберанцами, ещё нет. Несомненно, что, помимо силы тяжести, тут играют большую роль электрические и магнитные силы.
Что такое солнечные протуберанцы и как они образуются?
Если рассматривать Солнце в телескоп (это допускается делать только через специальные фильтры), то на его поверхности можно разглядеть языки пламени, будто вырывающиеся из недр звезды. Их называют протуберанцами.
Ранее протуберанцы удобнее всего было наблюдать во время солнечных затмений. Изучения этого явления было начато с солнечного затмения 8 июля 1842 г. Сегодняшняя аппаратура позволяет исследовать активность на поверхности Солнца круглосуточно.
Протуберанцы представляют собой сгустки плазмы, которая считается относительной холодной. У так называемых спокойных протуберанцев температура составляет порядка 10000° С, а срок их жизни измеряется неделями или даже месяцами. Но существуют и активные протуберанцы, которые раскалены до 25000° С, однако их можно наблюдать только в течение нескольких суток или часов. Больше всего впечатляют эруптивные протуберанцы, которые похожи на огромные фонтаны. Они могут подниматься на высоту в 1,7 млн км над поверхностью Солнца, в то время как диаметр нашей звезды составляет всего 1,39 млн км. Существуют эруптивные протуберанцы не более получаса. Скорость извержения такого «фонтана» может превышать 1000 км/с.
Особый класс представляют так называемые петлеобразные протуберанцы. Они представляют собой несколько облаков, которые в течение нескольких часов после возникновения объединяются, после чего растекаются по поверхности звезды.
До сих пор физики не могут полностью объяснить природу возникновения протуберанцев. Исследования показывают, что большое значение имеют силы гравитации, магнетизма и электростатическое взаимодействие. Особенностью протуберанцев является то, что в их спектре преобладает ионизированный кальций. Ясно, что именно магнитное поле Солнца позволяет протуберанцам существовать в течение продолжительного периода времени.
Известно, что количество протуберанцев на Солнце напрямую зависит от солнечной активности, то есть от числа пятен на светиле. Большая часть извержений вещества как раз происходит вблизи этих пятен. Однако замечено, что и в периоды минимальной солнечной активности протуберанцы всё равно образуются. В частности, один из них, возникший 17 апреля 2009 г. и зафиксированный спутником «Коронас-Фотон», имел диаметр в 600 тыс. км. Самый же известный протуберанец, который называют «Большим дедушкой» наблюдался в 1946 г.
Список использованных источников
ПРОТУБЕРАНЦЫ
Смотреть что такое «ПРОТУБЕРАНЦЫ» в других словарях:
Протуберанцы — (нем. Protuberanzen, от лат. protubero вздуваюсь) плотные конденсации холодного вещества, которые поднимаются и удерживается над поверхностью Солнца магнитным полем. Изучение протуберанцев началось с затмения Солнца 8 июля 1842 года, когда Араго … Википедия
ПРОТУБЕРАНЦЫ — (лат. pro прежде, и tuber возвышение, выпуклость). 1) выпуклые части, напр. выпуклости черепа. 2) блестящие выпуклости в светящейся оболочке солнца. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ПРОТУБЕРАНЦЫ… … Словарь иностранных слов русского языка
ПРОТУБЕРАНЦЫ — (от лат. protubero вздуваюсь) громадные, протяженностью до сотен тысяч километров, плазменные образования в солнечной короне, имеющие большую плотность и меньшую температуру, чем окружающая их плазма короны. На диске Солнца наблюдаются в виде… … Большой Энциклопедический словарь
протуберанцы — (от лат. protubero вздуваюсь), громадные, протяжённостью до сотен тысяч километров, плазменные образования в солнечной короне, имеющие большую плотность и меньшую температуру, чем окружающая их плазма короны. На диске Солнца наблюдаются в виде… … Энциклопедический словарь
Протуберанцы — в солнечной короне выступающие плазменные образования карминового цвета выступы, состоящие из раскаленных газов. На диске Солнца протуберанцы наблюдаются в виде темных волокон, а на его крае в виде светящихся облаков и струй … Астрономический словарь
Протуберанцы — (нем. Protuberanzen, от лат. protubero вздуваюсь) светящиеся образования из раскалённых газов, наблюдаемые на краю диска Солнца. В проекции на солнечный диск П. заметны в виде тёмных волокон. См. Солнце … Большая советская энциклопедия
Протуберанцы — (выступы, protuberances) извержения на поверхности Солнца, состоящие, главным образом, из водорода. Изучение их началось с затмения Солнца 8 июля 1842 г., когда Араго, Эри и др. астрономы заметили их в виде ярко розовых выступов вокруг черного… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Протуберанцы — мн. Светящиеся образования из раскаленных газов, наблюдаемые в виде выступов на краю солнечного диска. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
ПРОТУБЕРАНЦЫ
Рис. 1. Типичный спокойный протуберанец (снимок в линии H a ),
Существует неск. классификаций П. по их топологии и степени динамич. активности. Основным является деление на два класса: спокойные и активные II. К классу спокойных (рис. 1) относятся долгожнвущие (время жизни от 1 сут до неск. месяцев), медленно изменяющиеся, наблюдаемые вне активных областей П. Более короткоживущие, быстро изменяющиеся, связанные с активными областями и с солнечными пятнами П. относятся к классу активных (риc. 2). Спокойные П. делятся на два типа: расположенные ниже гелио-графич. широты 40-45° н расположенные выше этой широты (т. н. полярные П.). К классу активных П. относятся, в частности: П., связанные с солнечными вспышками (петельные П.), П., связанные с солнечными пятнами, эруптивные П.
В спектрах П. наблюдаются линии излучения водорода, гелия, ионизов. кальция и др. металлов. Это позволяет оценить характерные значения параметров плазмы в П.: темп-ру и концентрацию, степень ионизации и возбуждения атомов, скорости гидродинамич. течений (направленных и хаотических), число атомов на луче зрения и многое другое. Кроме эмиссионных линий наблюдается излучение П. в непрерывном спектре. Оно обусловлено в основном рекомбинац. процессами и томсоновским рассеянием фотосферного излучения на свободных электронах, что позволяет оценить полное число таких электронов на луче зрения.
Совр. наблюдения Солнца в оптич., радио-, УФ- и рентг. диапазонах не подтверждают существовавшие ранее представления о механизмах формирования П. (в частности, т. н. сифонный механизм). Большое различие характерных времён развития П. наряду с многообразием наблюдаемых форм и структур, по-видимому, исключает возможность образования П. всех типов в результате действия единого механизма. Общим свойством механизмов формирования П. является конденсация корональной плазмы, обусловленная потерями тепловой энергии на излучение в условиях, когда теплопроводность частично подавлена магн. полем. Такой процесс соответствует конденсац. моде тепловой неустойчивости. Он особенно эффективен в областях взаимодействия магн. потоков, где происходит их перераспределение типа магн. пересоединения.
Лит.: Сомов Б. В., Сыроватский С. И., Тепловая неустойчивость токового слоя как причина образования холодных петель в солнечной короне, «Письма в астрономич. ж.», 1980, т. 6, № 9, с. 592; Demоulin P. и др., Fine structures in solar filaments, «Astron. Astrophys.», 1987, v. 183, № 1, p. 142.
Протуберанец на солнце что это
Спокойные протуберанцы, о которых говорилось раньше, видимые на диске в виде водородных волокон, располагаются, как правило, на границе активных областей, там, где соприкасаются поля разных направлений, т. е. вблизи нулевой линии раздела этих полей. Они представляют собой плотные массы, окруженные корональным веществом, из которого они, по-видимому, и возникают. Поддерживаются эти тяжелые образования, по всей вероятности, магнитными полями: на магнитных силовых линиях, как на натянутых струнах, лежит это темное волокно, но через него корональное вещество все время струится вниз. Протуберанцы не обязательно связаны с активными областями и, в частности, встречаются на высоких гелиографических широтах.
В проекции на солнечный диск высокоширотные 
протуберанцы видны как волокна, вытянутые по направлению восток-запад по параллели. Нередко наблюдается исчезновение волокон, довольно быстрое и на довольно длительный период (до двух недель).
Наоборот, тесно связаны с активными областями активные протуберанцы, отличающиеся очень быстрым развитием и недолгим существованием. Их развитие удалось особенно хорошо изучить за последние 25 лет, когда к ним были применены методы киносъемки. Искуственное затмение, которое создается в коронографе (КПА 111), фотографируется через интерференционно-поляризационный фильтр замедленной киносъемкой.
Меньшая часть активных протуберанцев есть результат подъема вверх хромосферного вещества, а большая часть — очевидный результат конденсации вещества в короне и спуск его вниз в хромосферу. И восходящее и нисходящее движение протуберанцев происходит вдоль траекторий, напоминающих форму магнитных силовых линий. Иногда они протекают с огромной скоростью (рис. 42, 43), до сотни километров в секунду, причем за время подъема протуберанца его скорость «подстегивается» неизвестным механизмом несколько раз. В одном случае скорость подъема протуберанца достигла 725 км/с.
Рис. 42. Развитие гигантского эруптивного протуберанца 4 июня 1946 г. Четыре фотографии в лучах На на протяжении одного часа. Для масштаба на первом снимке изображена Земля (белый кружок)
В настоящее время в группе эруптивных протуберанцев выделяют «протуберанцы солнечных пятен» (рис. 44), которые появляются в центрах активности и характерны разнообразием форм — арки, петли и воронки. Именно они наиболее настойчиво вызывают в памяти контуры магнитных силовых линий. Именно они тесно связаны с короной через корональные конденсации, т. е. уплотнения, возникающие вблизи самых горячих мест короны — там, где наблюдается наиболее трудно возбуждаемая желтая корональная линия 
.
Рис. 43. Другой гигантский эруптивный протуберанец, сфотографированный II апреля 1959 г. Интервал времени между первым и последним снимком — 48 мин. Наибольшая высота (на снимке слева внизу) равна 360 тыс. км
Протуберанец, даже спокойный, нельзя рассматривать как газовую массу в состоянии термодинамического равновесия. Температура его, определяемая разными методами, оказывается весьма различной: по возбуждению легко возбудимых элементов 
, по трудно возбудимым 15 000, кинетическая температура для спокойных протуберанцев равна 15 000, а для активных 25 000 К. Она определяется по ширине спектральных линий, которая тем больше, чем сильнее беспорядочное тепловое движение атомов, но линии могут быть расширены также турбулентными движениями.
Скорость турбулентности, оцененная таким способом, получается порядка 15 км/с, что, однако, стоит в противоречии с тонковолокнистой структурой протуберанцев, указывающей скорее на упорядоченные движения вдоль магнитных силовых линий.
Рис. 44. Два протуберанца «типа солнечных пятен», спускающиеся петли и арки. Хорошо видны тонкие параллельные волокна
Если рассчитать типичный случай пары пятен с напряженностью на уровне фотосферы 
и с диаметром тени 
разделенных расстоянием d=50 000 км, то на высоте h=50 000 км магнитная напряженность над пятном будет
а магнитная энергия 
. Между тем плотность вещества в протуберанце составляет около 
атомов и ионов водорода или 
г/см3, так что при 
кинетическая энергия составит 
, т. е. на порядок ниже. Следовательно, магнитное поле пятен вполне может регулировать движения в протуберанце, тем более, что водород и гелий в протуберанце сильно ионизованы, соответственно на 99,8 % и 30 %. На самом деле в протуберанцах обнаруживаются более значительные магнитные поля, чем сказано выше, а именно 25—50 Э в спокойных и до 200 Э — в активных формах.
Вокруг фонтанирующей области короны наблюдается темное пространство, указывающее на дефект плотности. В самой же фонтанирующей области вещество уплотняется и одновременно охлаждается, так что давление 
остается прежним без существенного нарушения равновесия. Газовые массы свободно соскальзывают вниз по магнитным силовым линиям. Причина уплотнения коронального вещества не ясна, но может быть связана с изменениями магнитного поля в горячих местах короны. Сжатие силовых линий может привести и к сильному сжатию вещества, которое вначале нагревается; тогда получается видимая корональная конденсация, но благодаря высокой теплопроводности и повышенному (у плотной массы) излучению уплотненная масса быстро остывает. На спокойные протуберанцы, по-видимому, корона тоже оказывает постоянное воздействие, в частности, подогревая их, однако не слишком, так как магнитное поле препятствует теплопроводности поперек силовых линий.