Атмосфера Солнца состоит из нескольких слоев, главными из которых являются фотосфера, хромосфера и корона.
Именно в этих внешних слоях обнаруживается солнечная энергия, которая поднялась из внутренних слоев Солнца за миллион лет и проявляется в виде солнечного света, как сообщает Корпорация университетов по атмосферным исследованиям (UCAR).
Фотосфера
Фотосфера – это самый нижний слой атмосферы Солнца, внутренний слой, который мы можем наблюдать напрямую. Термин “фотосфера” означает “сфера света” и является слоем, из которого излучается большая часть солнечной энергии. Свету с фотосферы требуется около восьми минут, чтобы достичь Земли.
Температура фотосферы изменяется от 11 000 градусов по Фаренгейту (6125 градусов Цельсия) в нижней части до 7460 F (4125 C) в верхней части. Фотосфера значительно прохладнее, чем температуры в ядре Солнца, которая, согласно NASA, может достигать около 27 миллионов ОF (15 миллионов ОC). Фотосфера Солнца имеет толщину около 300 миль (500 километров), что относительно тонко по сравнению с радиусом Солнца, составляющим 435 000 миль (700 000 км).
Фотосфера отмечается яркими пузырьками плазмы и более темными, холодными солнечными пятнами, которые появляются, когда магнитное поле Солнца прорывается через поверхность. Создается иллюзия, что солнечные пятна двигаются по диску Солнца. Наблюдение за этим движением позволило астрономам понять, что Солнце вращается вокруг своей оси. Поскольку Солнце – это газовый шар без твердой формы, разные области вращаются с разными скоростями. Экваториальные регионы Солнца вращаются примерно за 24 дня, в то время как полярным регионам требуется более 30 дней для завершения полного оборота.
Фотосфера также является источником солнечных вспышек: языки огня, которые простираются на сотни тысяч миль над поверхностью Солнца. Солнечные вспышки производят всплески рентгеновских лучей, ультрафиолетового излучения, электромагнитного излучения и радиоволн.
Хромосфера
Слой, расположенный выше фотосферы, называется хромосферой. Когда перегретый водород сгорает, хромосфера излучает красноватый свет. Однако этот красный край можно увидеть только во время полного солнечного затмения. В другие моменты свет хромосферы обычно слишком слаб, чтобы быть видимым на фоне более яркой фотосферы. Возможно, хромосфера играет роль в передаче тепла из внутренних слоев Солнца к его самому внешнему слою, короне. “Мы видим определенные типы солнечных сейсмических волн, направляющихся вверх в нижнюю атмосферу, называемую хромосферой, и оттуда – в корону”, сказал Джунвей Чжао, ученый-исследователь из Стэнфордского университета в Калифорнии, ведущий автор исследования, отслеживавшего волны от пятен на Солнце. “Эти исследования предоставляют нам новую точку зрения для изучения волн, способных вносить вклад в энергию атмосферы”.
Корона Солнца
Третий слой атмосферы Солнца – это корона. Как и хромосфера, корону Солнца можно увидеть только во время полного солнечного затмения (или с помощью Обсерватории солнечной динамики NASA). Она представляет собой белые потоки или струи ионизированного газа, которые направляются в пространство. Температуры в короне Солнца могут достигать до 3,5 миллионов градусов по Фаренгейту (2 миллиона градусов по Цельсию). По мере охлаждения газы становятся солнечным ветром.
Причина, по которой корона является в 300 раз горячее фотосферы, несмотря на то, что она находится дальше от солнечного ядра, остается долгое время не раскрытой.
“Это немного загадочно”, сказал Джефф Бросиус, космический ученый из Католического университета в Вашингтоне и Годдардовского космического центра NASA в Гринбельте, штат Мэриленд. “Обычно вещи охлаждаются с удалением от горячего источника. Когда вы жарите зефир, вы приближаете его к огню, чтобы приготовить его, а не отдаляете”.
Исследования предполагают, что крошечные взрывы, известные как нановспышки, могут помочь повысить температуру, предоставляя спорадические всплески, достигающие 18 миллионов градусов по Фаренгейту (10 миллионов градусов по Цельсию).
“Взрывы называются нановспышками, потому что они обладают миллиардной частью энергии обычной вспышки”, сказал Джим Климчук, ученый исследователь из Годдардовского космического центра NASA в Мэриленде. “Несмотря на то, что они крошечные с точки зрения солнечных стандартов, каждая из них имеет мощность 10-мегатонной водородной бомбы. Миллионы таких взрывов происходят каждую секунду на Солнце, и коллективно они нагревают корону”. Гигантские суперторнадо также могут играть роль в нагреве внешнего слоя Солнца. Эти солнечные вихри представляют собой сочетание горячего газа и запутанных линий магнитного поля, в конечном итоге вызванных ядерными реакциями в солнечном ядре.
“На основе обнаруженных событий мы оцениваем, что на Солнце всегда присутствует как минимум 11 000 вихрей”, сказал Свен Ведемейер-Бём, ученый из университета Осло в Норвегии и ведущий автор команды, которая выявила торнадо на Солнце.
Последние исследования предполагают, что “пожары” на Солнце – миниатюрные солнечные вспышки, обнаруженные миссией «Солнечного Орбитера» европейского и американского союза, могут стоять за загадочным нагревом короны Солнца.
Последние исследования по атмосфере Солнца
В 2016 году Обсерватория солнечной динамики NASA и Солнечно-гелиосферная обсерватория зафиксировали большой взрыв, который оказался своего рода “пропавшим звеном”. Событие проявило характеристики трех различных типов солнечных извержений, которые обычно происходят отдельно, но на этот раз произошли одновременно. Ученые изучают это уникальное событие, чтобы раскрыть новую информацию о том, что вызывает эти мощные солнечные извержения, и как мы можем лучше предсказывать их в будущем.
3 июля 2021 года Солнце удивило всех огромной солнечной вспышкой – самой большой с 2017 года. Солнечная вспышка произошла из солнечного пятна, названного AR2838. Вспышка была настолько масштабной, что согласно официальной информации, вызвала кратковременное радиопомрачение на Земле.
Выводы
Атмосфера Солнца представляет собой многослойную структуру, включающую фотосферу, хромосферу и корону.
Фотосфера, самый нижний слой, является источником большей части солнечной энергии и наблюдается напрямую.
Хромосфера, испускающая красноватое свечение, по-прежнему вызывает интерес исследователей, особенно её роль в передаче тепла от ядра Солнца к короне.
Корона, наиболее внешний слой атмосферы, предстает перед нами в виде белых потоков ионизированного газа, расходящихся в пространство. Вопреки своему удалению от солнечного ядра, её высокая температура остается загадкой, и механизмы, такие как нановспышки, суперторнадо и солнечные “костры”, продолжают оставаться предметом исследований.
Исследования атмосферы Солнца продолжаются, и новые наблюдения и открытия способствуют глубокому пониманию этой сложной структуры и механизмов, определяющих её характеристики и влияние на нашу солнечную систему.
