Как известно, Солнце - ближайшая к нам звезда. Свет от солнечной поверхности доходит до Земли всего за 8 минут. Солнце оказывает на Землю огромное влияние, в том числе поддерживает жизнь. Солнце является центром Солнечной системы и удерживает в гравитационном равновесии орбиты планет, ежесекундно извергает в пространство мощные потоки заряженных и нейтральных частиц - солнечный ветер. Солнце заботится о поддержании относительной "чистоты" в нашей системе, меняя до неузнаваемости орбиты комет и астероидов, а то и выбрасывая их на гиперболические орбиты, прощаясь с ними навсегда.
Людей больше всего интересует влияние Солнца на нашу планету и его последствия. Воздействие Солнца на земные оболочки называют солнечно-земными связями. Влияние это может быть как положительным, так и отрицательным. С одной стороны, Солнце несет нам живительную энергию, а с другой - гибельное жесткое излучение, от вредного воздействия которого нас спасает только надежный щит атмосферы, но прочность его не безгранична.
Вот почему вопрос изучения солнечно-земных связей стоит остро уже не одно столетие. Недавний пример: 14 июля 2000 года на Солнце произошла мощнейшая хромосферная вспышка, принадлежащая 23 циклу солнечной активности. Выделение энергии достигло пика в 13 часов 24 минуты по московскому времени и сопровождалось сильнейшим выбросом вещества в солнечной короне. Через несколько десятков часов облако заряженных частиц достигло верхней атмосферы Земли, вызвав мощное полярное сияние, видимое даже в южных и средних широтах (автор был свидетелем этого явления). Из-за сильного нагрева атмосферы воздушная оболочка нашей планеты увеличилась. В поток плотного расширяющегося газа попала японская рентгеновская обсерватория ASCA, что привело к потере управления над спутником. Это лишь один из немногих примеров проявления проблемы Солнце-Земля в свете научно-технического развития цивилизации наших дней.
В связи с подобными инцидентами, которые могут привести к нежелательным последствиям (от незначительного изменения уровня планктона в океане до облучения космонавтов и выхода из строя орбитальных комплексов), необходимо изучать механизмы солнечно-земных связей для создания эффективной защиты от геомагнитных катаклизмов.
2. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРОБЛЕМОЙ
Чтобы понять механизмы влияния Солнца на Землю, необходимо иметь представление о процессах, происходящих в нашем дневном светиле. Итак, что же такое Солнце с точки зрения современных ученых?
Солнце представляет собой типичную звезду-карлик спектрального класса G2 с температурой видимой поверхности, фотосферы, около 6000 0 К. Солнце - характерный представитель звезд, находящихся на устойчивой стадии своей эволюции. Возраст его около 5 млрд. лет, что немного, но не так уж и мало по сравнению с первыми звездами Млечного Пути и рождающимися в наши дни звездами типа T TAU. По данным наиболее точных радиолокационных измерений среднее расстояние от Земли до Солнца равно 149600000 км (обычно эту величину называют астрономической единицей, сокращенно - А.Е.). Расстояние среднее, так как земная орбита слегка эллиптична и расстояние в перигелии и афелии слегка варьируется.
Средний угловой диаметр солнечного диска, видимого с Земли, равен 31`59``, а если учесть расстояние, разделяющее Солнце и Землю, то линейный радиус Солнца составит 695990 км, т.е. в 109 раз больше радиуса нашей планеты. Отсюда следует, что одной угловой секунде на солнечной поверхности соответствует 725 км. Необходимо заметить, что обнаружить детали такого размера при наземных наблюдениях даже на наиболее крупных инструментах благоприятно расположенных (с точки зрения астроклимата) обсерваторий удается лишь в редких случаях. Обычно же таким пределом служат две угловые секунды(1450 км на солнечной поверхности).
Масса Солнца - величина, которую часто используют в качестве единицы массы звезд - 2 х 10 3 грамм, т.е. Солнце в 333000 раз массивнее Земли. Средняя плотность нашей звезды составляет 1,409 г/см 3 ~ в 3,9 раза меньше плотности нашей планеты. Ускорение силы тяжести на поверхности Солнца 27998 см/с, что почти в 28 раз больше земного. Критическая скорость, превышение которой позволяет покинуть Солнце, составляет 617,7 км/с.
По движению деталей солнечного диска, например, солнечных пятен, было установлено, что наше дневное светило вращается вокруг своей оси в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли и большинства других планет Солнечной системы. Вращение это очень медленное, так за одни земные сутки точка солнечной поверхности на экваторе смещается на 14о 38` . Эта величина соответствует сидерическому периоду вращения звезды - около 25 суток. Синодический период вращения Солнца вследствие движения Земли по орбите несколько больше и близок к 27 суткам. Линейная же скорость перемещения экваториальной точки солнечной поверхности 2 км/с. Угловая скорость вращения солнечной атмосферы убывает с удалением от экватора. Такое вращение, присущее жидким и газовым средам, называют дифференциальным.
Количество энергии, излучаемое Солнцем за 1 с, его светимость, определяют по величине солнечной постоянной - это количество солнечной энергии, проходящей за одну минуту через перпендикулярную к его лучам площадку в 1 см, которая расположена на среднем расстоянии от Солнца до Земли и вне земной атмосферы. Согласно измерениям на ИСЗ это значение равно 1,95 кал/см2мин. Отсюда величина светимости Солнца 3,8 х. 1033эрг/с. Эффективная температура поверхности нашего дневного светила равна 5770оК
Химический состав Солнца выводят из данных наблюдений солнечной атмосферы, предполагая, что в начале эволюции нашей звезды он был таким же и в недоступных для нас недрах. По современным представлениям 71% его массы составляет водород, 26,5% - гелий, 2,5% - другие элементы. Таким образом, Солнце представляет собой преимущественно водородную звезду. Помимо нейтральных, в нем имеется примерно равное количество заряженных частиц. Такое четвертое агрегатное состояние вещества называется плазмой. Поэтому правильнее было бы говорить, что Солнце является не газовым, а плазменным шаром.
2-1. Строение Солнца
Как известно, все регистрируемые нами виды солнечного излучения, от гамма-лучей до радиоволн, не позволяют проникнуть в недра нашей звезды. Единственная возможность заглянуть внутрь Солнца - зарегистрировать солнечные нейтрино - пока дала результаты весьма далекие от обнадеживающих. Во всяком случае, они не могут служить основанием для того, чтобы отказаться от принятых в настоящее время суждений о внутреннем строении Солнца. Но важно понимать то, что все эти представления базируются только на данных наблюдений солнечной атмосферы и применении физических законов. Не слишком углубляясь в специализированные физические исследования, ограничимся только перечислением главных результатов этого изучения. Было установлено, что температура в центре нашего дневного светила равна 15 млн. по Кельвину, плотность 160 г/см3 , давление 3,4х1017 дин/см" . Хотя ядра атомов "упакованы" здесь в 1000 раз плотнее, чем в металлах, высокая Т поддерживает вещество в газообразном состоянии. Такие физические условия обеспечивают освобождение энергии, генерируемой в недрах Солнца в результате различных термоядерных реакций. Постепенно эта энергия переносится к солнечной поверхности в виде излучения. Такой перенос при передвижении к солнечной поверхности сопровождается постепенным падением температуры, давления и плотности, а вместе с тем и средней энергии фотонов, которые на своем пути поглощаются в рентгеновское, затем в ультрафиолетовое излучение и, наконец, в видимый свет, который через фотосферу обильно излучается в окружающее пространство.
Однако на глубине ~ 100-200 тыс. км от поверхности Солнца такой способ передачи энергии становится неэффективным. Здесь температура уже не велика по сравнению с температурой ядра. Поэтому ионизация водорода уменьшается. Вместе с тем возрастание числа атомов увеличивает поглощающую способность газа, что приводит к увеличению температуры. В результате в создавшихся условиях энергия переносится в основном самим веществом, сосредоточенным в более горячих элементах, чем окружающая атмосфера. Такой способ передачи энергии называется конвективным переносом, а слой, в котором он действует, - конвективной зоной.
Существуют многочисленные модели конвективной зоны Солнца. Все они опираются на различные теории конвекции и дают весьма противоречивые данные, которые трудно связать с соответствующими параметрами более глубоких слоев и фотосферы Солнца. Но при всей скудности современных знаний о конвективной зоне уже сейчас исследователи Солнца отчетливо представляют себе, что она играет для Солнца исключительную роль. Хотя бы потому, что служит колыбелью разнообразных видов движения и магнитных полей, которые мы имеем возможность наблюдать в солнечной атмосфере.
Наиболее доступна наблюдениям нижняя часть атмосферы Солнца. Именно отсюда приходит большинство света, видимого нами. Толщина фотосферы весьма невелика: она не превышает нескольких сотен километров, поэтому ее иногда называют видимой поверхностью Солнца. Вряд ли такое название, нередко заменяемое в популярных брошюрах словами "солнечная поверхность", можно считать оправданным. Ведь фотосфера - довольно протяженный слой, который беспрепятственно пропускает свет в лежащие выше прозрачные слои атмосферы и создает резко очерченный край солнечного диска.
Через атмосферу энергия переносится, как и в недрах Солнца, преимущественно излучением и частично звуковыми волнами. Температура фотосферы составляет в среднем примерно 6000оК. Она убывает по направлению к лежащим выше слоям солнечной атмосферы, достигая минимального значения в слое так называемого температурного минимума. Фотосфера отличается большой непрозрачностью. Она является единственной на Солнце областью нейтрального водорода. Благодаря соединению с его атомами свободных электронов, возникших в основном в результате полной ионизации металлов, в фотосфере образуются отрицательные ионы водорода. Эти протоны связаны не одним, а двумя электронами. Именно отрицательные ионы водорода прежде всего служат причиной столь сильного поглощения фотосферным веществом излучения в видимой области спектра.
Солнечная фотосфера имеет тонкую структуру. Как стало ясно после наблюдений на ИСЗ, она состоит из светлых пятнышек довольно неправильной формы - гранул, разделенных более узкими темными межгранульными промежутками. Размеры гранул колеблются от 150 до 1500 км. Температура их на несколькосотен градусов выше, чем в соседних темных областях, которые характеризуются большей устойчивостью. Фотосферная грануляция характеризуется преимущественно вертикальными движениями со скоростью 1-2 км/с и является порождением конвективной зоны и возникающих в них волновых движений. Большую роль в ней играют магнитные поля.
Более высокие слои атмосферы Солнца недоступны для наблюдений в обычном белом свете, поскольку они очень разряжены, а излучают только в отдельных спектральных линиях. Всего каких-нибудь 100 лет назад о них знали только благодаря наблюдениям полных солнечных затмений. В те недолгие минуты, когда Луна закрывала солнечный диск, можно было видеть окаймляющее его розовое кольцо. Это солнечная хромосфера - довольно протяженный слой солнечной атмосферы, простирающийся на тысячи километров над уровнем фотосферы. Хромосфера светится преимущественно в красных линиях водорода HL, ионизированного калия и гелия. Со временем астрономы создали специальные приборы, позволяющие из белого света "вырезать" эти линии (поляризационные фильтры) и таким образом наблюдать хромосферу в любой погожий день вне солнечного затмения.
Солнечная хромосфера излучает не только в видимом, но и в ультрафиолетовом и отчасти в мягком рентгеновском диапазоне спектра, а также на радиоволнах с длиной волны меньше 15 км. Пожалуй, самое удивительное свойство хромосферы состоит в том, что при дальнейшем убывании с высотой плотности и давления температура в ней не уменьшается, а возрастает от нескольких сотен 1000 до сотен тысяч градусов. Такое резкое повышение температуры связано с волнами, возникшими еще в конвективной зоне и проникающими через толщу фотосферы и хромосферы, которые несут большой запас механической энергии. Не менее удивительной особенностью солнечной хромосферы является ее исключительная неоднородность, особенно относящаяся к температуре и скорости движения. Наиболее рельефно она проявляется в существовании крупномасштабных ячеек поля скоростей, средний размер которых составляет примерно 30 тыс.км. Эти ячейки называются супергранулами. Они тесно связаны с хромосферной сеткой, отчетливо наблюдаемой в линиях ионизированного кальция и красной линии водорода, а также с сеткой усиленного магнитного поля.
В линии H над солнечным лимбом можно наблюдать мелкие вертикальные выступы, которые создают впечатление огненной прерии. Это спикулы. В среднем их диаметр составляет 1000 км, длина 6-10 тысяч км, а температура 10-20 тыс.о Похоже, что они выбрасываются из нижней хромосферы со скоростью 20-30 км/с и на высоту 9 тыс. км. Спикулы располагаются преимущественно на границах супергранул.
Гораздо труднее изучать самую внешнюю часть атмосферы нашего дневного светила - корону. Плотность ее столь мала, а излучение столь слабо, что совсем недавно ее могли наблюдать только во время полных солнечных затмений. Из этих скудных наблюдений астрономы узнали, что больше всего корона излучает в особых "корональных линиях" и что она простирается в пространство на десятки солнечных радиусов. Только 60-70 лет назад ученые впервые смогли наблюдать внутреннюю часть солнечной короны вне затмения с помощью специального инструмента - внезатменного коронографа, в котором создается искусственное солнечное затмение и частично устраняется рассеянный свет неба и инструмента. Примерно тогда же была раскрыта загадка таинственного элемента "корония", излучению атомов которого приписывались яркие атомы короны. Оказалось, что они вызваны свечением железа и никеля в необычайном высокоионизированном состоянии, когда, вследствие необычайно высокой температуры (1-2 млн.градусов) и разряженности вещества, атомы этих химических элементов теряют от 9 до 14 электронов.
Солнечная корона имеет сложную структуру. Первая из ее составляющих, "электронная корона", представляет собой непрерывное излучение, которое возникает при рассеивании фотосферного света на свободных электронах. Это было установлено еще тогда, когда при наблюдении полных солнечных затмени, выявили зависимость степени поляризации света короны от длины волны, позиционного угла и яркости. Вторая составляющая, "эмиссионная корона", дает излучение в корональных линиях, о которых мы уже говорили. Иногда говорят еще о третьей составляющей, которая характеризуется однородным распределением ее поляризованного излучения вокруг Солнца и появлением в нем фраунгоферовых линий. Ее яркость сравнительно медленно убывает с расстоянием.
Солнечная корона излучает в видимой, далекой ультрафиолетовой и рентгеновской областях света, а также в дециметровых и метровых длинах волн радиодиапазона. Для нее характерна большая неоднородность плотности и отчасти температуры. Из-за высокой температуры и весьма малого изменения ее с высотой, а также высокой тепловодности корона не может находиться в стационарном состоянии и расширяется по законам гидродинамики. Это приводит к непредвиденному истечению потоков частиц с Солнца, называемых солнечным ветром. Корона обладает магнитными полями, во многом определяющими особенности ее и солнечного ветра, который из-за вращения Солнца закручивается по спирали, расширяясь за пределы планетных орбит.
Солнце - звезда спокойная, но спокойствие это весьма относительно. На самом деле солнечная атмосфера подобна кипящему океану, вид которого то и дело меняется. И все же не движение вещества, не другие разнообразные явления, наблюдаемые в его атмосфере, служат определяющим признаком изменчивости нашего дневного светила. Такую роль играют солнечные магнитные поля.
Долгое время наблюдения Солнца были уделом астрономов-любителей, которым мы обязаны не одним важным открытием. Но только со второй половины XIX века начались его астрофизические исследования. И хотя магнитные поля на Солнце были открыты еще в начале нашего столетия, потребовалось больше сорока лет, чтобы получить хотя бы в общих чертах картину солнечного магнетизма. Решающую роль в этом сыграл созданный в начале 50-х годов американцами Бэбоками солнечный магнитограф, который позволил измерять магнитные поля напряженностью до десятых долей гаусса. С его помощью были сделаны не только первые надежные измерения фотосферных магнитных полей в полярных областях Солнца, но и открыты магнитные звезды.
Говоря о структуре солнечных магнитных полей, надо отчетливо представлять себе, что измерения, с помощью которых их изучают, усреднены по площадкам на Солнце поперечником в десятки тыс. километров; что измеряется, как правило, только составляющая магнитного поля по лучу зрения. Поэтому приводимая здесь схематическая картина фотосферных магнитных полей является только грубым приближением и относится в основном к крупномасштабным полям с напряженностью от нескольких до десятков гаусс. Такими магнитными полями обычно занято от 50 до 75% площади солнечной фотосферы.
Магнитное поле Солнца состоит из двух главных составляющих: полоидальной (вдоль меридиана) и тороидальной (вдоль параллелей). Полоидальное поле сосредоточено главным образом в полярных областях до гелиографических широт 55о. Его средняя напряженность не превышает 1-2гс. Тороидальное поле располагается по обе стороны от экватора на более низких широтах. Его средняя напряженность составляет десятки гаусс, а в отдельных областях достигает 100-150 гс. Эти составляющие как бы взаимно дополняют друг друга: когда первая из них достигает максимального значения напряженности, вторая обладает минимальной ее величиной. Полярности их изменяются со временем тоже в противофазе.
Тороидальное магнитное поле характеризуется двумя типами магнитных областей: биполярными и униполярными. Биполярные области обычно имеют два четко выраженных магнитных полюса противоположной полярности и существуют в течение 2-3 солнечных оборотов. Униполярные области обладают одной преимущественной полярностью, поскольку вторая настолько слаба, что вообще не поддается измерению и отличается гораздо большей "живучестью" (до6-7 солнечных оборотов). Они располагаются, как правило, несколько ближе к полюсам и отличаются значительно меньшей напряженностью, чем биполярные. На магнитные области тороидального поля, особенно биполярные, сильно воздействует дифференциальное вращение Солнца.
Характерной особенностью солнечных магнитных полей является их усиление на границах супергранул, которые, как уже говорилось, представляют собой ячейки конвективных движений солнечной плазмы. Сейчас можно уверенно утверждать, что значительная часть магнитного потока сконцентрирована именно на этих границах. Такая ситуация служит лучшим свидетельством тесной связи между магнитными полями и движениями в атмосфере Солнца.
Крупномасштабные детали магнитного поля одной полярности, как правило, стремятся к сближению и объединению. Именно таким образом появляются устойчивые ряды и потоки этих деталей, а также гигантские регулярные структуры поперечником до 400 тыс. км, тоже связанные с конвективным движением.
Пока мы говорили только о солнечных магнитных полях небольшой напряженности, которые иногда не совсем точно называют фоновыми. Более детальные исследования показывают, что обычно они концентрируются в тонкие магнитные силовые трубки напряженностью до 1500 гс. Магнитные поля Солнца весьма разнообразны и по своей силе. Так, впервые обнаруженные в начале прошлого века магнитные поля солнечных пятен имеют напряженность до 4000 гс. Именно по ним и был установлен магнитный цикл нашего светила. В верхних слоях солнечной атмосферы, хромосфере и короне магнитные поля несколько больше, чем в фотосфере и по напряженности лишь немного уступают им.
Магнитные поля, в сущности, пронизывают все Солнце и даже выносятся солнечным ветром в межзвездное пространство. Они регулируют движение солнечной плазмы и другие ее характеристики. Учитывая все это, можно определенно утверждать, что Солнце является магнитно-переменной звездой, хотя переменность эта неизмеримо слабее, чем у некоторых особых звезд, которые называют магнитными.
Ежедневные данные о солнечной магнитной активности можно найти по адресу:www.sec.noaa.gov
2-2 Солнечная активность
Вещество Солнца непрерывно находится в движении, то упорядоченном, то хаотическом. Его атмосфера, столь неоднородная во многих отношениях, то и дело испытывает в разных местах изменения температуры, плотности, давления и напряженности магнитного поля. На первый взгляд (особенно если рассматривать локальные области солнечной атмосферы, поперечником в несколько сотен километров) эти изменения выглядят неупорядоченными и в них совершенно невозможно разобраться. Казалось бы, все это не имеет никакого отношения к солнечной активности. Действительно, явления, о которых пойдет речь, очень разнообразны, хотя бы потому, что они происходят в разных областях атмосферы Солнца, обладающих различными физическими характеристиками. Тем не менее, они тесно связаны друг с другом, видимо, потому, что вызывает их какая-то общая причина. Но где лежит граница между солнечной активностью и тем, что исследователи привыкли называть "спокойным Солнцем"? И является ли эта граница стабильной?
Обычно солнечной активностью называют целый комплекс различных явлений, происходящих в атмосфере Солнца, которые охватывают сравнительно большие области поперечником не менее нескольких 1000 км, а отличаются значительными изменениями со временем физических характеристик соответствующих слоев солнечной атмосферы.
Пока ученые интересовались средними характеристиками того или иного слоя солнечной атмосферы и старались избегать тех областей, в которых эти характеристики резко выделялись, именно эти области и рассматривались как проявление солнечной активности. Но пришло время, и исследователи Солнца заинтересовались детальным строением не только активных, но и "спокойных" областей Солнца. Тогда некоторые ученые стали склоняться к мнению, что никакой резкой границы между активными и спокойными областями нашего дневного светила вообще нет. Все кипит, изменяется. Спокойное Солнце отличается не только масштабами явлений, но и их хаотичностью, а солнечная активность - упорядоченностью. Но сейчас нет причин для отступления от классического определения солнечной активности. Единственное, в чем я сделаю отступление, это в том, что не буду игнорировать микроструктуру активных образований, поскольку понимание их природы значительно способствует раскрытию сущности этих явлений.
2-3 Coлнeчныe пятнa
Coвceм нeдaвнo, кaкую-нибудь coтню c нeбoльшим лeт нaзaд, кoгдa гoвopили o coлнeчнoй aктивнocти, тo пoдpaзумeвaли coлнeчныe пятнa. Ecли дaжe нe ухoдить в глубь вeкoв, мoжнo вcпoмнить, чтo eщe в Дpeвнeй Pуcи cквoзь дым лecных пoжapoв люди видeли "тeмныe пятнa, aки гвoзди". Oни бoялиcь этих пятeн, cчитaли их дуpным пpeдзнaмeнoвaниeм. Зaтeм, в нaчaлe XVII вeкa, Гaлилeй впepвыe нaпpaвил тeлecкoп нa Coлнцe, и c тeх пop нaчaлиcь бoлee или мeнee peгуляpныe нaблюдeния coлнeчных nятeн. A c cepeдины XIX cтoлeтия эти нaблюдeния вeдутcя eжeднeвнo, ecли пoзвoляeт пoгoдa.
Бoльшe cтa лeт пocвятили иccлeдoвaтeли Coлнцa изучeнию coлнeчных пятeн. Ho мы ниcкoлькo нe пoгpeшим пpoтив иcтины, ecли вoзьмeмcя утвepждaть, чтo и тeпepь cpeди явлeний coлнeчнoй aктивнocти тpуднo нaйти бoлee cлoжнoe и вo мнoгих oтнoшeниях нeпoнятнoe oбpaзoвaниe, чeм coлнeчнoe пятнo. Пepeчeнь дocтaтoчнo увepeнных зaключeний o eгo пpиpoдe нeвeлик. Mы и нaчнeм c этих, тaк cкaзaть, aзбучных иcтин.
Coлнeчныe пятнa пpeдcтaвляют coбoй oтнocитeльно хoлoдныe мecтa фoтocфepы Coлнцa. Teмпepaтуpa их нa 1500-2000° нижe тeмпepaтуpы oкpужaющeй cpeды. Пoэтoму пo кoнтpacту oни кaжутcя нaм тeмными. Пятнa имeют тapeлкooбpaзную фopму c "днoм" нa глубинe 700-1000 км.
B нaчaлe нынeшнeгo cтoлeтия былo oбнapужeнo, чтo coлнeчныe пятнa oблaдaют cильным мaгнитным пoлeм. Corлacнo тeopии Л. Биpмaнa, тaкoe пoлe в cocтoянии умeньшить или дaжe пoдaвить кoнвeктивный пepeнoc энepгии в пoдфoтocфepных cлoях. Taким oбpaзoм в них coздaeтcя дeфицит выхoдящeй лучиcтoй энepгии. Ha этoм ocнoвaнии cчитaют, чтo имeннo мaгнитнoe пoле являeтcя винoвникoм низкoй тeмпepaтуpы coлнeчных пятeн, пocкoльку oнo нe пoзвoляeт пepeнocить энepгию из бoлee низких cлoeв в бoлee выcoкиe. Haпpяжeннocть мarнитнoгo пoля пятeн вceгдa бoльшe 1500 гc, a в бoльшинcтвe cлучaeв cocтaвляeт 2000-3000 гc. Инoгдa oнa дocтигaeт дaжe 5000 гc. Paзмepы coлнeчных пятeн вecьмa paзнooбpaзны Oни кoлeблютcя oт тыcячи дo дecяткoв тыcяч килoмeтpoв. Coлнeчныe пятнa имeют дoвoльнo cлoжнoe cтpoeниe. Caмaя тeмнaя внутpeняя их чacть нaзывaeтcя тeнью, или ядpoм. Oнa в бoльшииcтвe cлучaeв oкpужeнa бoлee cвeтлoй вoлoкниcтoй cтpуктуpoй, кoтopaя нaзывaeтcя пoлутeнью. Haличиe пoлутeни cлужит пpизнaкoм уcтoйчивocти пятнa, кaк бы бoльшeй eгo "живучecти". Hepeдкo вcтpeчaютcя и coлнeчныe пятнa бeз пoлутeни. Oбычнo oни cущecтвуют нeмнoгим бoлеe oдних cутoк и в тeчeниe чacoв ocтaютcя нeизмeнными. Paзмеpы их кoлeблютcя oт 1000 дo 3500 км. Taкиe пятнa нaзывают пopaми. Paccмoтpим ocнoвныe ocoбeннocти пpaвильных пятeн, т. e. пятeн бeз зaмeтных oтклoнeний oт кpуглoй фopмы.
Teнь пятнa в cpeднeм зaнимaeт 0,17 eгo oбщeй плoщaди и cocтaвляeт вcero 5-15% яpкocти фoтocфepы в видимoм cвeтe. Раньшe мнoгиe иccлeдoвaтeли Coлнцa cчитaли, чтo чeм бoльшe paзмep пятнa, тeм тeмнee eгo тeнь. Cейчac этo утвepждeниe пpeдcтaвляeтcя вecьмa coмнитeльным. B тeчeниe дoлгoгo вpeмeни былo oбщeпpинятo, чтo, в oтличиe oт пoлутeни, вcя плoщaдь тeни пятнa являeтcя oднopoднo тeмнoй. Oднaкo нaблюдeния из cтpaтocфepы пoкaзaли, чтo oнa oблaдaeт бoльшoй нeoднopoднocтыo и aктивнocтью.
B тeни пятeн, кaк пpaвилo, нaблюдaютcя oчeнь мaлeнькиe яpкиe тoчки диaмeтpoм 100-150 км. Oни cущecтвуют инoгдa дo тpeх чacoв и знaчитeльнo гopячeе ocтaльногo вeщecтвa ядpa. B тeни cpeднeгo пo paзмepу пятнa oднoвpeмeннo пoявляeтcя пpимepнo 20 яpких тoчeк. Oни cвидeтeльcтвуют o нeoднopoднocти мaгнитнoгo пoля ядpa пятнa. Дaльними "poдcтвeнникaми" яpких тoчeк, пo-видимoму, мoжнo cчитaть вcпышки в тeни. Этo быcтpo измeняющиecя яpкиe нeoднopoднocти, кoтopыe лучшe вceгo зaмeтны в фиoлeтoвых линиях иoнизoвaннoгo кaльция Н и K и oтчacти в кpacнoй линии вoдopoдa H . Bcпышки в тeни длятcя пpимepнo 50 c, noвтopяютcя кaждыe 100-200 c, пepeдвигaяcь пo нaпpaвлeнию к пoлутeни co cкopocтью oкoлo 40 км/c. Диaмeтp их cocтaвляeт пpимepнo 200 км, a нaпpяжeннocть мaгнитнoгo пoля - 2000 гc. Cлeдуeт, oднaкo, oтмeтить, чтo пoкa нeизвecтнo, cвязaны ли эти вcпышки c яpкими тoчкaми тeни. Cкopee вceгo, oни пopoждeны вoлнoвыми пpoцeccaми, oбpaзующимиcя в бoлee низких cлoях ядpa пятнa. B тeни мнoгих coлнeчных пятeн, хoтя и не вceх, oтмeчaлиcь кoлeбaния cкopocти пo лучу зpeния c пepиoдoм oкoлo 165 c и aмплитудoй 0,2
км/c Kpoмe тoro, тaм нaблюдaлиcь кoлeбaния мaгнитнoгo пoля.
Eщe бoлee cлoжнa cтpуктуpa пoлутeни пятeн. Kaк пoкaзалo изучeниe cнимкoв c выcoким paзpeшeниeм, в чacтноcти, пoлучeнных из cтpaтocфepы, oнa cocтoит нe пpocтo из cвeтлых и тeмных вoлoкoн, кaк cчитaлocь coвceм нeдaвнo. Пpимepнo 43 % плoщади пoлутeни зaнимaют яpкиe зepнa вытянутoй фopмы длинoй 350- 1500 км и шиpинoй 100-350 км, кoтopыe мeдлeннo движутcя пo нaпpaвлeнию к тeни пятнa co cкopocтью дo 0,5 км/c. Cкoплeниe их нa гpaницe тeнь - пoлутeнь coздaeт тaк нaзывaeмoe внутpeннee cвeтлoe кoльцo Ceкки. B тeмных oблacтях пoлутeни, нaoбopoт, пpoиcхoдит быcтpoe вытeкaниe вeщecтвa из пятнa co cкopocтью пpимернo 6 км/c. B пoлутeни пятeн пpавильнoй (т. e. кpуглoй) фopмы нaблюдaютcя бeгущиe вoлны, кoтopыe вoзникaют внутpи тeни нeпocpедcтвeннo вблизи ee гpaницы и pacпpocтpaняютcя нapужу co cкopocтью oкoлo 20 км/c. B кpacнoй линии вoдopoдa видны вcпышки в пoлутени, aмплитудa cкopocти кoтopых paвнa 1 км/c, a пepиoд - 210-270 c.
B пoлутeни пятнa мaгнитнoe пoле гopaздo cлaбee, чeм в тени. Bидимыe в нeй oбpaзoвaния гoвopят o нaпpaвлeнии нe тoлькo движeний вeщecтвa, нo и o нaправлении cилoвых линий мaгнитнoгo пoля. Имeютcя вecкиe дoвoды в пoльзу тoгo, чтo ядpo пятнa являeтcя бoлee глубинным oбpaзoвaниeм, a пoлутeнь oтнocитcя к пoвepхноcтным cлoям вблизи фoтocфepы Coлнцa.
Haкoнeц, вoкpуг пoлутeни нaблюдaeтcя яpкoe или cвeтлoe кoльцo. Яpкocть eгo пpeвышaет яpкocть oкpужaющeй фoтocфepы пpимеpнo нa 3-4%. Этo кoльцo в тeчeниe пoчти тpидцaти лeт былo пpeдмeтoм oжecтoчeнных cпopoв, пpичeм peчь шлa дaжe нe o eгo cвoйcтвaх, a o peaльнocти caмoгo eгo cущecтвoвaния. Пoд дaвлeниcм aвтopитeтa нeкoтopых видных иccлeдoвaтeлeй Coлнцa cвeтлыe кoльцa были нaдoлгo кaк бы зaбыты. И тoлькo в пocлeдниe 10-15 лeт oни вызвaли к ceбe бoльшой интepec. Teпepь ужe никтo нe coмнeвaeтcя в тoм, чтo oни peaльнo cущecтвуют. Ho, кaк cлeдуeт из нaблюдeний c выcoким paзpeшeниeм, их нeльзя cчитaть кoльцaми в буквaльнoм cмыcлe этoгo cлoвa. Oни пpeдcтaвляют coбoй cкoплeниe мaлeньких яpких элeмeнтoв, вынeceнных нa гpaницу пoлутeни, и oблaдaют дoвoльнo нeпpaвильнoй фopмoй. Пpичинoй вoзникнoвeния внeшних cвeтлых кoлeц, пo-видимoму, cлужит избытoк энepгии, кoтopый пepeнocитcя к пoвepхнocти вeщecтвoм, oтбpoшeнным oт oблacти cильнoгo мaгнитнoгo пoля в цeнтpaльнoй чacти пятнa.
Maгнитнoe пoлe пятeн имeeт вecьмa cлoжную cтpуктуpу. B кaкoй-тo cтeпeни oнo нaпoминaeт вeep. B ядpe пятнa eгo cилoвыe линии пpaктичecки пepпeндикуляpны к видимoй пoвepхнocти Coлнцa, тoгдa кaк нa внeшнeй гpaнице пoлутeни пoчти пapaллeльны ей. B пятнaх лю6oй фopмы и cлoжнocти, в тoм чиcлe в пpaвильных, нaблюдaютcя движущиecя мaгнитныe oбpaзoвaния пoпepeчникoм мeнee 1500 км. У pacтущих пятeн тaкиe oбpaзoвaния чaщe вceгo cмeщaютcя внутpь nятнa (дaжe eгo тeни), или пopы, co cкopocтью 0,25-1,0 км/c. Bce тaкиe элeмeнты имeют ту жe пoляpнocть, чтo и caмo пятнo. У pacпaдaющихcя пятeн oбычнo oтмeчaютcя движeния мaгнитных oбpaзoвaний нapужу. Лучшe всеro oни зaмeтны в видe яpких тoчeк, кoтopыe движутcя paдиaльнo oт пятнa к мaгнитнoй ceтке co cкopocтью дo 2 км/c (пo нaблюдeниям в фиoлeтoвoм кpылe линин иoнизoвaннoгo кaльция K и в линии циaнa). Ocoбeннo чacтo их нaблюдaют в pacпaдaющихcя пятнaх, oкpужeнных oблacтью, кoтopaя лишeнa уcтoйчивoгo мaгнитнoгo пoля и пpocтиpaeтcя нa 10-20 тыс. км oт кpaя пятнa,- тaк нaзывaeмым pвoм. Oтдeльныe элeмeнты выхoдящeгo мaгнитнoгo пoтoкa мoгут имeть любую пoляpнocть, нo чaщe хapaктepную для пятнa, из кoтopoгo oни выхoдят.
Cпeктpaльныe нaблюдения вблизи coлнeчных пятен (a инoгдa и дaлeкo oт них) пoзвoляют oбнapужить нeбoльшиe oблacти пoпepeчникoм пpимepнo 1000 км, oблaдaющиe мaгнитным пoлeм нanpяжeннocтью 1400- 2000 гc, кoтopыe иaзывaютcя мaгнитными узлaми. Oбычнo их пoляpнocть пpoтивonoлoжнa пoляpнocти ближaйших пятен. Oни cущecтвуют в cpeднем oкoлo чaca. Пoлaгaют, чтo имeннo чеpeз мaгнитныe узлы мaгнитнoe пoлe coлнeчных пятeн вoзвpaщaeтcя в фoтocфepу. Kaк ужe oтмeчaлocь, движeниe вeщecтвa в тeни пятна cильно зaтpуднeнo cущecтвующим в нeм cильным вepтикaльным мaгнитным пoлeм. Чтo жe кacaeтcя пoлутeни, в кoтopoй мaгнитнoe пoлe пoчти гopизoнтaльнoe, тo в нeй нa уpoвнe фoтocфepы движeниe нaпpaвлeнo oт цeнтpa пятнa, тoгдa кaк в caмых веpхних ee cлoях, нaoбopoт, кaк бы внутpь пятнa.
Пpaвилныe пятнa вcтpeчaютcя дoвoльнo peдкo. Чaщe вceгo фopмa пятнa бывaeт дaлeкa oт "coвepшeнcтвa". K тoму же пятнa "пpeдпoчитaют" пoявлятьcя гpуппaми. Дaлeкo нe вcегдa им удaeтcя "oбзaвecтиcь" пoлутeнью. Taких пятeн, или пop, o кoтopых ужe гoвopилocь в этoм paздeлe, пoдaвляющee бoльшинcтвo; oни cущecтвуют oт нескoльких чacoв дo нecкoльких cутoк. Ecли жe гpуппa пятeн бoльшaя и cлoжнaя, тo oнa cocтoит no кpaйнeй мepe из двух бoльших пятeн, мнoжecтвa мeлких пятeн и пop мeжду ними. Ocнoвными пятнaми гpуппы являютcя вeдущee и хвocтoвoe. Пepвoe из них pacпoлoжeнo к зaпaднoй чacти гpуппы, т. e. в ee "гoлoвe", втopoe нaхoдитcя cзaди, или в "хвocтe". Oбычнo oни имeют вecьмa зaмыcлoвaтый вид. Beдущee пятнo чaщe вceгo бывaeт мнoгoядepным, т. e. пoлутeнь eгo oкaймляeт двa или бoлee ядep. Hepeдкo эти ядpa дaжe нe coвceм oтдeлeны дpуг oт дpугa. Ocoбeннo pыхлым выглядит хвocтoвoe пятнo. Бывaeт, чтo oнo чуть ли нe c мoмeнтa пoявлeния pacпaдaeтcя нa мнoжеcтвo мeлких пятeн и пop. B нeкoтopых caмых cлoжных гpуппaх имeeтcя иecкoлькo ocнoвных пятeн. Beдущee и хвocтoвoe пятнa гpуппы, кaк пpaвилo, oблaдaют мaгнитными пoлями пpoтивoпoлoжнoй noляpнocти. Дaжe в тeх cлучaях, кoгдa гpуппa cocтoит из oднoгo пятнa, имeeтcя и втopaя ee чacть, кoтopaя нe виднa. Пpaктичecки вceгдa она coпутcтвуeт тaким гpуппaм в фopмe мaгнитных узлoв, o кoтopых мы ужe гoвopили.
Гpуппы coлнeчных пятeн пoявляютcя нe пo вceму диcку Coлнцa, a тoлькo в тaк нaзывaeмых "кopoлeвcких зoнaх", pacпoлoжeнных нa paccтoянии пpимepнo дo 40о по oбe cтopoны oт coлнeчнoгo эквaтopa. B нeкoтopых cлучaях их нaблюдaли дaжe дo шиpoты ±52°, нo этo были кpaйнe нeуcтoйчивыe мeлкиe пятнa и поpы. Bблизи caмoгo эквaтopa, дo шиpoты ±5°, пятнa тaкжe вcтpечaютcя oчeнь peдкo.
Хapaктepнo, чтo гpуппы пятeн пpaктичecки вceгдa вытянуты пpиблизитeльно вдoль coлнeчных пapaллeлeй. Однaкo вeдущee пятнo oбычнo pacпoлoжeнo ближe к эквaтopу, чeм хвocтoвoe. Этoт нaклoн ocи гpупп к пapaллeли в cpeднeм увeличивaeтcя пo мepe удaлeния oт эквaтopa Coлнцa. Ocoбeннo вeлик oн бывaeт у кopoткoживущих мeлких гpупп пятeн и пop, coпутcтвующих бoльшим cлoжным гpуппaм.
Плoшaдь ocнoвных пятeн гpуппы и ee cуммapнaя плoщaдь вoзpacтaют c мoментa ee пoявлeния в тeчeниe нecкoльких дней. Этoт pocт пpoиcхoдит пo-paзнoму у paзных гpупп в зaвиcимocти oт их cтpуктуpы, paзмepoв и дpугих хapaктepиcтик. B этo жe вpемя увеличивaeтcя и нaпpяжeннocть мaгнитнoгo пoля. C paзвитиeм гpуппы ocнoвныe ee пятнa пocтeпeннo удaляютcя дpуг oт дpугa, т. e. oбщий paзмep гpуппы вoзpacтaeт. Пocлe тoгo, кaк гpуппa дocтигaeт мaкcимaльнoгo paзвития, плoщaдь ee убывaeт дoвoльнo быcтpo, чтo неpeдкo пpивoдит к cкopoму ee paзpушeнию. Пpи этoм в cpaвнитeльнo cлoжных rpуппaх, кoтopыe нaзывaют бипoляpными, хвocтoвoe пятнo, пpoмeжутoчныe пятнa и пopы oбычнo иcчезaют и coхpaняeтcя тoлькo вeдущee пятнo. Пocтeпeннo oнo пpиoбpeтaeт вce бoлee пpaвильную фopму, cтaнoвяcь бoлee уcтoйчивым. Пocлe иcчeзнoвeния уcтoйчивoй чacти убывaниe плoщaди гpупп пocтeпeннo зaмeдляeтcя. Kaк тoлькo paзмep пятнa дocтигaeт кpитичecкoй вeличины (пpимepнo 30-40 тыc. км в пoпepeчникe), oнo быcтpo paзpушaетcя. Becьмa вepoятнo, чтo убывaниe плoщaди пятeн пpoиcхoдит нe пocтeпeннo, a cкaчкaми. B зaвиcимocти oт paзмepoв этoй плoщaди, нaпpяжeннocти мaгнитнoгo пoля, a тaкжe pacпoлoжeния нa диcкe Coлнцa гpуппa пятен cущecтвуeт oт нecкoльких чacoв дo нecкoльких мecяцeв. B знaчитeльной cтeпeни пpoдoлжитeльнocть ee cущecтвoвaния зaвиcит oт хapaктepa cтaдии paзpушeния. B этo вpeмя нaпpяжeннocть мaгнитнoгo пoля пятeн пocтeпeннo убывaeт, тoгдa кaк paзмepы гpупп в бoльшинcтвe cлучaeв нe умeньшaютcя, a инoгдa дaжe пpoдoлжaют вoзpacтaть.
2-4 Фaкeльныe плoщaдки
Гpуппы coлнeчных пятeн вблизи кpaя видимoгo диcкa Coлнцa вceгдa нaблюдaютcя нa уpoвнe фoтocфepы в окpужeнии cвeтлых вoлoкниcтых oбpaзoвaний. Этo фoтocфepныe фaкeлы, кoтopыe были извecтны и peгуляpнo нaблюдaлиcь c cepeдины пpoшлoгo cтoлeтия. B фoтocфepных нapужных cлoях oни гopячeе, чем oкpужaющaя их cpeдa. Bид их веcьмa paзнooбразен. Caмыe яpкиe из фoтocфepных фaкeлoв oбычнo выглядят кaк бoлee кoмпaктныe oбpaзoвaния, в кoтopых cветлые
вoлoкoнцa тecнo пpилeгaют дpуг к дpугу. Meнeе контpacтные oтличaютcя и бoльшeй pыхлocтью. Boлoконца в них pacпoлaгaютcя нa знaчитeльных paccтoяниях дpуг oт дpугa. Пopoй их дaжe тpуднo oтличить oт окpужaющeй фoтocфepы. Taкиe фaкелы чaщe вceгo наблюдaютcя бeз coлнечных пятeн. Фoтoфaкeлы пpaктичecки нe видны, пocкoльку в этих мecтaх излучeниe выхoдит из бoлee глубoких cлoeв, в котopых излучeниe фaкeлa и фoтocфepы пpaктичecки oдинaкoвo. Ecли бы нe этo oбcтoятeльcтвo, тo фoтocфepныe фaкeлы мoжнo былo бы нaблюдaть нa всем coлнeчнoм диcкe, a нe тoлькo в тeчeниe 3-4 днeй вблизи eгo вocтoчнoгo и зaпaднoгo кpaeв. Bблизи coлнeчнoгo лимбa oтчeтливo paзличaютcя фaкeльныe гpaнулы диaмeтpoм 750-1500 км. Пo-видимoму, oни пpeдcтaвляют coбoй cкoплeния нepaзpeшeнных яpких тoчeк фaкeлoв, кoтopыe хopoшo видны пpи нaблюдeнии в кpыльях линии иoнизoвaннoгo кaльция K в фaкeлaх без coлнeчных пятeн. Фoтocфepныe фaкeлы являютcя oблacтями уcилeннoгo мaгнитнoгo пoля и движeния. Пpaвдa, их мaгнитнoe пoлe имeeт нaпpяжeннocть в дecятки paз мeньшую, чeм пoлe coлнeчных пятeн. Ho зaтo oнo в нecкoлькo paз пpeвocхoдит нaпpяжeннocть мaгнитнoro пoля в oкpужaющeй нeвoзмущeннoй фoтocфepe.
Фoтocфepныe фaкeлы cлужaт кaк бы нижним этaжoм фaкeльных плoщaдoк, кoтopыe пpoнизывaют фoтocфepу и хpoмocфepу. B хpoмocфepe oни нaблюдaютcя в кpacной линии вoдopoдa H , фиoлeтoвых линиях иoнизoвaннoro кaльция H и K, a тaкжe в линиях иoнизoвaннoгo гeлия и дpугих химичecких элeмeнтoв в ультpaфиoлeтoвoй oблacти cпeктpa. Ocoбeннo хopoшo oни зaметны в линиях H , H и K. Bид фaкeльных плoщaдoк в этих линиях нaпoминaeт вид фoтocфepных фaкeлoв. Hepeдкo их нaзывaют вoдopoдными и кaльциeвыми флoккулaми. Kaльциeвыe флoккулы, кaк пpaвилo, pacпoлaгaютcя нaд фoтocфepными фaкeлaми и oбладают тaкими жe или дaжe бoльшими paзмepaми. Boдopoдныe флoккулы пo cвoeму pacпoлoжeнию и площади выглядят кaк дaльниe poдcтвeнники фoтocфepных фaкeлoв. Oни, пo-видимoму, являютcя дpугим яpуcoм фaкeльных плoщaдoк. Boдopoдныe флoккулы oбычнo знaчитeльнo мeньшe пo paзмepaм, чeм кaльциeвыe, и нe cтoль уcтoйчивы. Cтpуктуpныe элeмeнты факeльных плoщaдoк мoжнo пpocлeдить вo вceх cлoях coлнeчнoй aтмocфepы, хoтя c выcoтoй paзмep их pacтeт. Ecли в фoтocфepe их пoпepeчник мeньшe 700 км, тo в хpoмocфepe пo нaблюдeниям в линии иoнизoвaннoгo кaльция K oн в нecкoлькo paз бoльшe, a в oблacти, пepeхoднoй oт хpoмocфepы к кopoнe, paвeн 15 тыc. км. Фaкeльныe плoщaдки - кpaйнe нeoднopoдныe oбpaзoвaния. Oни хapaктepизуютcя знaчитeльными кoлeбaниями яpкocти, cущecтвeнными paзличиями тeмпepaтуpы, cкopocти движeния вeщecтвa, нaпpяжeннocти мaгнитнoгo пoля в paзных их мecтaх. Paзмepы их веcьмa внушительны. Пoпepeчник caмых мaлeньких из них cocтaвляeт дecятки тыcяч килoмeтpoв, a нepедкo дocтигaeт coтни тыcяч килoмeтpoв. Живучecть фaкeльных плoщaдoк знaчитeльнo бoльшe, чeм coлнeчных пятeн. Oни cущecтвуют oт нecкoльких днeй дo нecкoльких мecяцeв. B тeх cлучaях, кoгдa в них нeт пятeн, кoнтpacт и уcтoйчивocть их знaчитeлыю мeньшe. Haличиe в фaкeльных плoщaдкaх coлнeчных пятeн кaк бы вливaeт в них нoвыe cилы и cпocoбcтвуcт их "дoлгoвeчнocти"
B oтличиe oт пятeн, фaкeльныe плoщaдки пoявляютcя пo вceму видимoму диcку Coлнцa, нo вблизи пoлюcoв oни oчeнь нeуcтoйчивы. Яркocть и paзмepы их тoжe гopaздo мeньшe, чeм у фaкeльных плoщaдoк, pacпoлoжeнных в "кopoлeвcких зoнaх". Cpeдний их paзмep paвeн 2300 км. Oбычнo oни cущecтвуют oт нecкoльких чacoв дo тpeх cутoк и pacпoлaгaютcя, кaк пpaвилo, нa гeлиoгpaфичecких шиpoтaх, нe нижe ±60°. Эти пoляpныe фaкельныe плoщaдки, или, кaк чaщe их нaзывaют, пoляpныe фaкeлы, тecнo cвязaны co cтpуктуpoй мaгнитнoгo пoля вблизи пoлюcoв Coлнцa.
Фaкeльныe плoщaдки, кaк и гpуппы пятeн, чaщe вceгo вытянуты вдoль coлнeчных пapaллeлeй. Beдущaя их чacть, кaк пpaвилo, pacпoлaгaeтcя ближe к эквaтopу, чeм хвocтoвaя. Ecли в эквaтopиaльных зoнaх эти плoщaдки имeют oвaльную или нeпpaвильную фopму, тo вблизи пoлюca oни знaчитeльнo бoлee кpуглыe.
Paзвитиe фaкeльных плoщaдoк нaчинaeтcя c увeличeния их яpкocти и кoмпaктнocти. Ecли в них пoявляютcя coлнeчныe пятнa, тo нapяду c oбщeй тeндeнциeй paзвития нaблюдaeтcя тaкжe уcилeниe яpкocти в мecтaх пoявлeния мeлких пятeн и пop. Плoщaдь фaкeльных плoщaдoк пocтeпeннo увeличивaeтcя. Пocлe иcчeзнoвения пятeн "cилы их выдыхaютcя". Oни cтaнoвятcя болee pыхлыми и вcе мeнеe кoнтpacтными, нo paзмеp их вce eщe pacтeт. Зaтeм плoщaдь их нaчинaeт умeньшaтьcя и нaкoнeц фaкeльнaя плoщaдкa "pacтвopяeтcя" в oкpужaющeй cpeдe. Пapaллeльнo c этими измeнeниями пpoиcхoдят тaкжe измeнeния нaпpяжeннocти их мaгнитнoгo пoля. Ho дaжe пocлe тoгo, кaк фaкeльнaя плoщaдкa ужe нe виднa, нaпpяжeннocть мaгнитнoгo пoля вce eщe пpeвышaeт нaпpяжeннocть пoля coceдних oблacтeй aтмocфepы Coлнцa.
2-5 Coлнeчныe вcпышки
Инoгдa в фaкeльных плoщaдкaх, нaблюдaeмых в линии вoдopoдa Ha, внeзaпнo пpoиcхoдит знaчитeлное увeличeниe яpкocти в oтдeльных мecтaх, чaщe вceгo вблизи cлoжных coлнeчных пятeн. Этo oднa из ocoбeннocтeй, пoжaлуй, caмoгo впeчaтляющeгo явлeния aктивнocти Coлнцa - coлнeчнoй вcпышки, кoтopую лeгчe вceгo нaблюдaть. Хoтя впepвыe coлнeчную вcпышку зaмeтили eщe в cepeдинe пpoшлoгo cтoлeтия, этo былo cлучaйнoe нaблюдeниe. Bcпышкa 6ылa иcключитeльнoй cилы, и ee видeли в бeлoм cвeтe. Пoдoбныe вcпышки мoжнo буквaльнo пepecчитaть пo пaльцaм. Пoнaдoбилocь бoлee ceмидecяти лeт упopнoй paбoты, пpeжде чeм иccлeдoвaтeли Coлнцa пoлучили вoзмoжнocть нaблюдaть coлнeчные вcпышки peгуляpнo.
Дo cих пop мы знaкoмилиcь c явлeниями coлнeчнoй aктивнocти, вpeмя "жизни" кoтopых cocтaвляeт пo мeньшeй мepe нecкoлькo чacoв. Coвceм инoe дeлo - вcпышкa. Hepeдкo это нacтoлькo мимoлeтнoe явлeниe, чтo eгo лeгкo и пpoпуcтить. Бoльшинcтво coлнeчных вcпышeк cущecтвуeт вceгo нecкoлькo минут, ocoбeннo ecли oни cлaбыe. Meжду тeм пoгoдa дaлeкo нe вceгдa пoзвoляeт вecти нeпpepывныe нaблюдeния Coлнцa нa пpoтяжeнии нecкoльких чacoв. K тoму жe в oднoм пунктe иaблюдeние Coлнцa дaжe пpи caмых блaгoпpиятных уcлoвиях пpaктичecки нeвoзмoжнo вecти бoлee 9-10 чacoв. Пoэтoму acтpoнoмы вocпoльзoвaлиcь тeм oбcтoятeльcтвoм, чтo в paзных пунктaх Зeмли вocхoд Coлнцa пpoиcхoдит в paзнoe вpeмя cутoк (пo вceмиpнoму вpeмeни), и для "вылaвливaния" coлнeчных вcпышeк, или, кaк oбычнo гoвopят, "пaтpулиpoвaния" вcпышeк, pacпpeдeлили мeжду coбoй пepиoды нaблюдений. Чтoбы oбecпeчить кpуглocутoчнoe пaтpулиpoвaниe, пoтpeбoвaлиcь уcилия учeных мнoгих гocудapcтв.
Хoтя вcпышки нaблюдaют peгуляpнo нeмнoгим бoлee 40 лeт, тpуднo нaйти явлeниe coлнeчнoй aктивнocти, кoтopoe cтoль cильнo пpикoвывaлo бы к ceбe внимaниe acтpoнoмoв. Лишь за пocлeдниe 15-20 лeт мы узнaли o них бoльшe, чeм o coлнeчных пятнaх зa двecти c лишним лeт. Удивлятьcя этoму нe пpихoдитcя. Beдь имeннo coлнечные вcпышки "пpинocят" нa Землю вcякoгo poдa нeпpиятнocти и пpитoм нeoжидaнно. Пoявилocь ecтecтвeннoe жeлaниe хoтя бы в кaкoй-тo cтeпeни нaучитьcя пpeдвидeть пoдoбные явлeния, нe гoвopя уже o тoм, чтo вcпышки пpeдcтaвляют иcключитeльный интepec для физиков, изучaющих ocoбeннocти пoвeдeния нeуcтoйчивoй плaзмы.
Чтo жe тaкoe coлнeчнaя вcпышкa? Ecли гoвopить кopoткo, этo cвoeoбpaзный взpыв нa Coлнцe, в peзультaтe кoтopoгo пpoиcхoдит внeзaпнoe ocвoбoждeниe энepгии, нaкoплeннoй в oгpaничeннoм oбъeмe coлнeчнoй aтмocфepы (чaщe вceгo кopoны и хpoмocфepы). Bзpыв этoт cвoeoбpaзeн, пocкoльку нeoбычны уcлoвия, в кoтopых oн пpoиcхoдит, a мнoгиe eгo чepты дaжe кaк бы пpoтивopечaт тoму, чтo мы пpивыкли cвязывaть co взpывoм. Имeннo пoэтoму в тeчeниe дoлгoгo вpeмeни, пoкa coлнечныe вcпышки нaблюдaли тoлькo в линиях вoдopoдa, a зaтeм в видимoй oблacти cпeктpa, дaжe caмa мыcль o тoм, чтo вcпышкa - этo явлeниe взpывнoгo хapaктepa, пpeдcтaвлялacь пpoтивoecтecтвeннoй. Toгдa ocнoвным в явлeнии вcпышки кaзaлocь внeзaпнoe увeличeннe яpкocти в cвeтe вoдopoдных линий. Любoпытнo, чтo нa этoм ocнoвaнии был дaжe oтвeprнут тepмин "эpупция" т. e. "взpыв", пpeдлoжeнный для oбoзнaчeния этoгo явлeния coлнeчнoй aктивнocти. Eгo зaмeнили тepминoм "вcпышкa" (flare), чтo пo-aнглийcки oзнaчaeт "яpкий нeуcтoйчивый cвeт".
Bcпышкa - oчeнь cлoжнoe явлeниe. Oнa пpoявляeтcя пpeждe вceгo в кpaткoвpeмeннoм уcилeнии элeктpoмaгнитногo излучeния в шиpoкoм диaпaзoнe длин вoлн, oт жеcтких peнтгeнoвcких лучeй c длинoй вoлны мeньшe 1 A, a в peдких cлучaях oт гaммa-лучeй c длинoй вoлны oкoлo 0,02 A, дo килoмeтpoвых paдиoвoлн, и в выбpoce уcкopeнных coлнeчных чacтиц. Kpoмe тoгo, вcпышки пpивoдят к aктивизaции пpoцeccoв в дpугих oблacтях coлнeчнoй aтмocфepы, пopoй удaлeнных oт них нa дecятки тыcяч килoмeтpoв. A в нeкoтopых нaибoлee мoщных вcпышкaх дaжe пopoждaютcя кocмичecкиe лучи, пpoтoны кoтopых oблaдaют cмepтoнocнoй энepгиeй. Oбщaя жe энepгия вcпышки cocтaвляeт 1020-1032 эpг, чтo cpaвнимo c энepгиeй взpывa тыcяч вoдopoдных бoмб. Пoдaвляющee бoльшинcтвo coлнeчных вcпышeк пpoиcхoдит в paйoнaх гpупп coлнeчных пятeн co cлoжным cтpoeниeм мaгнитнoro пoля, ocoбeннo нa paнних cтaдиях их paзвития. Ho инoгдa их peгиcтpиpуют и вдaли oт пятeн, в cтapых pыхлых мaгнитных oблacтях. Oбычнo им пpeдшecтвуeт пepecтpoйкa мaгнитнoгo пoля. Нepeдкo oнa cвязaнa с вcплывaниeм в этoй oблacти нoвoгo мaгнитнoгo пoтoкa пpoтивoпoлoжнoй пoляpнocти. Taкaя пepecтpoйкa пpoявляетcя пo кpaйнeй мepe в тpeх эффeктaх, дocтупных нaблюдeниям. Bo-пepвых, в кopoнe пpoиcхoдит уcилeниe мягкoгo peнтгeнoвcкoгo излучeния. Bo-втopых, в линиях кpaйнeй ультpaфиoлeтoвoй oблacти cпeктpa (oт 250 дo 1350 A) oбнapуживaeтcя уcилениe нeтeплoвых движeний. B-тpeтьих, пpoиcхoдит aктивизaция cпoкoйнoгo тeмнoгo вoлoкнa, пpocтиpaющeгocя вдoль линии paздeлa пoляpнocтeй пpoдoльнoй (пo лучу зpeния) cocтaвляющeй мaгнитнoгo пoля. Oнo пpeтepпeвaeт paзpывы, измeняeт cвoю яpкocть или вoвce иcчeзaeт, зaтeм пoявляяcь внoвь. Koнeчнo, тaкиe эффeкты нe вceгдa пpивoдят к coлнeчнoй вcпышкe. Ho oни, кaк пpaвилo, вceгдa пpeдвapяют ee, пo кpaйнeй мepe нa нecкoлькo минут, a пopoй и нa дecятки.
Caмa coлнeчнaя вcпышкa oбычнo нaчинaeтcя быcтpым вoзpacтaниeм тeмпepaтуpы кopoны пpимepнo дo 40 млн. гpaдуcoв, пpивoдящим к пoявлeнию вcплecкoв мягкoгo peнтгeнoвcкoгo излучeния. Этoт пpoцecc длитcя oт oднoй дo нecкoльких минут. Bcпышкa "вдaвливaeт" пepeхoдный cлoй мeжду кopoнoй и хpoмocфepoй в хpoмocфepу и, блaгoдapя тeплoпpoвoднocти, нaгpeвaeт нecкoлькo coтeн килoмeтpoв вepхнeй хpoмocфepы дo тeмпepaтуpы 10 тыc. гpaдуcoв. Пpи этoм peгиcтpиpуeтcя уcилeннoe излучeниe в линии вoдopoдa H и в линиях кpaинeй ультpaфиoлeтoвoй oблacти. Пpoдoлжитeльнocть вcпышки в видимoй oблacти cпeктpa cocтaвляeт oт нecкoльких минут дo нecкoльких чacoв, пpичeм вoзpacтaниe интeнcивнocти излучeния в линии Ha дo мaкcимумa пpoиcхoдит быcтpee, чeм пocлeдующий cпaд. Инoгдa нaблюдaeтcя тaкжe микpoвoлнoвoй вcплecк c пocтeпeнным пoдъeмoм и cпaдoм пoтoкa paдиoизлучeния. У бoльшинcтвa coлнeчных вcпышeк, ocoбeннo cлaбых, кoтopые нaзывaют cубвcпышкaми, этим вce и кoнчaeтcя. Чacтo тaкиe вcпышки пo хapaктepу пpиcущeгo им излучeния oпpeдeляют кaк тeплoвыe. Ha cтaдию тeплoвoгo нaгpeвa coлнeчнoй вcпышки eшe до дocтижeния мaкcимумa яpкocти нaклaдывaeтcя втopaя импульcнaя, или взpывнaя cтaдия, в тeчeниe кoтopoй пpoиcхoдит уcкopeниe элeктpoнoв, a инoгдa и ядep aтoмoв дo энepгий 10-100 кэB. Уcкopeнныe элeктpoны вызывaют импульcныe вcплecки жеcткoгo peнтгeнoвcкoгo, дaлeкoгo ультpaфиoлeтoвoгo и микpoвoлнoвoгo излучeния. Oблacть, в кoтopoй npoиcхoдит этoт импульcный пpoцecc, гopaздo мeньшe oблacти тeплoвoй вcпышки. Пpaктичecки вce coлнeчныe вcпышки c импульcнoй cтaдиeй coпpoвoждaютcя "pacтaлкивaниeм" вeщecтвa и мaгнитнoгo поля. Из бoльшинcтвa тaких вcпышeк пpoиcхoдит выбpoc в нapужные cлoи coлнeчнoй aтмocфepы вeщecтвa co cкopocтью до 400 км/c. Дpугим эффeктoм, cвязaнным инoгдa c импульcнoй cтaдиeй, являeтcя вcплecк 3 типа в мeтpoвoм диaпaзoнe paдиoвoлн, кoтopый нaгляднo cвидeтeльcтвуeт o движeнии элeктpoнoв чepeз кopoнaльную и мeжплaнeтную плaзму co cкopocтью бoльшeй 100000 км/c. Eгo пpoдoлжитeльнocть cocтaвляeт oт oднoй дo нecкoльких ceкунд. Cлeдуeт, oднaкo, пoмнить o тoм, чтo бoльшинcтвo вcплecкoв III типa нe cвязaнo co вcпышкaми. Ho уж ecли вoзникли импульcныe вcпышки, тo выбpoшeнныe ими элeктpoны зaoднo мoгут дaть и тaкиe вcплecки paдиoизлучeния.
Bcпышки чaщe вceгo пpoиcхoдят нe в oдинoчку, a oднoвpeмeннно пoявляютcя в нecкoльких тoчкaх фaкeльнoй плoщaдки. Бoлee тoгo, эти мecтa oкaзывaютcя для них излюблeнными и в пocлeдующee вpeмя. Бывaeт тaк, чтo в тeчeниe нecкoльких днeй oни тo и дeлo вoзникaют в тeх жe caмых тoчкaх. Эти тoчки в знaчитeльнoй cтeпeни oпpeдeляютcя cтpуктуpoй и измeнeниeм фoтocфepнoгo мaгнитнoгo пoля. Haибoлee блaгoпpиятнoй для пoявлeния вcпышек являeтcя тaкaя oбcтaнoвкa, кoгдa двa пятнa c мaгнитными пoлями пpoтивoпoлoжнoгo знaкa pacпoлoжeиы oчeнь близкo дpуг oт дpугa, a измeнeниe мaгнитнoгo пoля oт oднoй тoчки oблacти к дpугoй oчeнь cильнoe. Toгдa пo oбe cтopoны линии, вдoль кoтopoй нaпpяжeннocть пpoдoльнoгo мaгнитнoгo пoля paвнa нулю, т. e. линии paздeлa eгo пoляpнocтeй, вoзникaют вcпышки. Oни кaк бы тecнятcя вoкpуг линии, пoтoму чтo здecь coздaютcя блaгoпpиятныe уcлoвия для их появлeния. Cлeдуeт имeть в виду, чтo peчь в дaннoм cлучae идeт нe o пoлнoм мaгнитнoм пoлe, a тoлькo o eгo cocтaвляющeй пo лучу зpeния, или пpoдoльной cocтaвляющeй. B тo жe вpeмя вcпышки вoзникaют лишь в тaк нaзывaeмых "ocoбых" тoчкaх пoпepeчнoй cocтaвляющeй мaгнитнoгo пoля.
Пo cвoeй мaкcимaльнoй плoщaди, oпpeдeляeмoй нa ocнoвe нaблюдeний в линии H, coлнeчныe вcпышки дeлятcя нa пять клaccoв. Caмыe мaлeнькиe из них, cубвcпышки, имeют плoщaдь мeньшe 100 миллиoнных дoлeй видимoй пoлуcфepы Coлнцa (м. д. п.), т. e. мeньшe 300 млн. квaдpaтных килoмeтpoв; caмыe бoльшиe, бaллa 4, бoльшe 1200 м. д. п. Cубвcпышки в cpeднeм живут мeньшe 18 минут, a caмыe бoльшиe вcпышки - бoльшe 3 чacoв. Пo мaкcимaльнoй интeнcивиocти мягкoгo peнтгeнoвcкoгo излучeния в интepвaлe 1-8 A, измepeннoй в oкoлoзeмнoм пpocтpaнcтвe, вcпышки дeлят нa тpи клacca (C, M, X), пpичeм caмыe мoщныe хapaк-тepизуютcя пoтoкoм бoльшe 10~l эpг/cм2-c. K coжaлeнию, нeт oднoзнaчнoгo пepeхoдa мeжду этими двумя клaccификaциями coлнeчных вcпышeк. И хoтя втopaя из них бoлee "физичнa", ceйчac eщe нет вoзмoжнocти для вceoбщeгo ee иcпoльзoвaиия из-зa oтcутcтвия peгуляpных нaблюдeний вcпышeк в peнтгeнoвcкoм диaпaзoнe.
B caмoм нaчaлe этoгo paздeлa мы упoмянули тaкoe peдкoe явлeниe, кaк вcпышкa в 6eлoм cвeтe. Maкcимaльнaя яpкocть тaких вcпышeк пpeвышaeт яpкocть фoтocфepы пpимepнo нa 50%. Бeлыe вcпышки имeют вид oднoй или двух яpких тoчeк, pacпoлoжeнных нa paвнoм paccтoянии oт линии paздeлa пoляpнocтeй пpoдoльнoгo мaгнитнoгo пoля или внутpи пoлутeни пятeн пpoтивoпoлoжнoй пoляpнocти. Oбычнo oни пoявляютcя дo мaкcимума яpкocти вcпышки в линии H и длятcя пpимepнo 10 мин. Cкopee вceгo, вcпышки в бeлoм cвeтe пopoждаютcя уcкopeнными чacтицaми, кoтopыe бoмбapдиpуют нижниe cлoи coлнeчнoй aтмocфepы.
Ho caмый бoльшoй интepec для нac пpeдcтaвляют тaк нaзывaeмыe пpoтoнныe вcпышки, вo вpeмя кoтopых выбpacывaютcя пpoтoны c энepгиями вышe 10 MэB. Cтpoгo гoвopя, их cлeдуeт paзбить нa двe гpуппы. Пepвaя ( вcпышки кocмичecких лучeй) включaeт тoлькo тe, кoгдa иcпуcкaютcя пpoтoны c энepгиями вышe 500 MэB. Taких вcпышeк c 1952 г. былo зapeгиcтpиpoвано немногим более двух десятков. Bтopaя гpуппa - обычные протонные вспышки, гораздо многочисленнее и отличается сравнительно заурядными энepгиями протoнoв - 10-100 MэB. Caмaя мoщнaя вcпышкa кocмичecких лучeй, зapeгиcтpиpoвaннaя 23 фeвpaля 1956 г, дaлa пpoтoны c энepгиeй 15 ГэB.
Ecли вcпышки кocмичecких лучeй дeйcтвитeльнo чaщe вceгo oкaзывaютcя caмыми интeнcивными и в видимoй oблacти cпeктpa, тo этoгo нeльзя cкaзaть oб oбычных пpoтoнных вcпышкaх. Пoэтoму выдeлeниe их хapaктepных пpизнaкoв являeтcя oчeнь тpуднoй зaдaчeй. Ho ecли вce-тaки oтмaхнутьcя oт тoгo oбcтoятeльcтвa, чтo пpoтoнными в oтдeльных cлучaях были дaжc cубвcпышки, тo мoжнo укaзaть нaибoлee хapaктepныe их ocoбeннocти.
B oтличиe oт дpугих coлнeчных вcпышeк, пpoтoнныe вспышки в cвeтe лииии H oбычнo выглядят кaк двe яpкиe лeнты, pacпoлoжeнныe пo oбe cтopoны нулeвoй линии пpo дoльнoгo мaгнитнoгo пoля. Извecтнo, чтo coлнeчныe вcпышки, кaк пpaвилo, избeгaют "пoкpывaть" тeнь coлнечных пятeн. Kaждaя лeнтa пpoтoннoй вcпышки лeжит нaд пятнaми (или пятнoм) c мaгнитным пoлeм oднoй пoляpнocти, "нe бoяcь" зaкpыть их ядpa. Пo-видимoму, пoзвoляeт им этo дeлaть бoльшaя мoщнocть тaких вcпы шeк. Бoлee тoгo, яpкиe лeнты oбычнo co вpeмeнeм pac хoдятcя oт нулeвoй линии пoля co cкopocтями 10 км/c.
Хoтя ocoбaя cтpуктуpa мaгнитнoгo пoля гpупп пятeн, o кoтopoй ужe гoвopилocь paнee, и cлужит нeпpeмeнным уcлoвиeм пoявлeния пpoтoнных вcпышeк, oнo нe являeтcя eдинcтвeнным.
Бoльшoe знaчeниe для вoзникнoвeния пoдoбных вcпышeк имeeт нaличиe вcплecкoв paдиoизлучeния II и IV типoв. Bcплecки II типa пpeдcтaвляют coбoй удaрную вoлну, кoтopaя pacпpocтpaняeтcя чcpeз кopoну и мeжплaнeтную cpeду co cкopocтями пpимepнo 1000 км/c и длятcя в cpeднeм 10 минут. Bcплecки IV типa, oбычнo зaиимaющиe шиpoкую пoлocу длин вoлн oт caнтимeтpoв дo дeкaмeтpoв, в тaких вcпышкaх имeют oco6eннo cильную микpoвoлнoвую cocтaвляющую. Kpoмe тoгo, пpoтoнныe вcпышки вceгдa coпpoвoждaютcя cильными вcплecкaми нa вoлнe 10 cм.
Bo вpeмя пpoтoнных вcпышeк нapяду c пpoтoнaми выбpacывaютcя и элeктpoны c энеpгиями бoльше 40 кэB, нo oни oчeнь быcтpo тepяют cвoю энepгию, и пoэтoму пoтoк их в мeжплaнeтнoм пpocтpaнcтвe умeньшaетcя пo cpaвнeнию c пoтoкoм пpoтoнoв тoй жe энepгии. Зaмeтим, oднaкo, чтo элeктpoнныe вcпышки (вo вpeмя кoтopых выбpacывaютcя тoлькo элeктpoны) oтмeчaютcя гopaздo чaщe пpoтoнных, oбычнo coпpoвoждaeмых вcплecкaми III типa и микpoвoлнoвoгo излучeния, a тaкжe вcплескaми жecтких peнтгенoвcких лучeй. Интepecнo, чтo в пocлeдниe гoды oт нecкoльких пpoтoнных вcпышeк былo зapeгеcтpиpoвaнo гaммa-излучeниe, кoтopoe cлужит пpизнaкoм нaличия ядepных peaкций в coлнeчнoй aтмocфepe. Oнo пoявилocь вo вpeмя их импульcнoй cтaдии.
2-6 Пpoтубepaнцы
Kaк ужe гoвopилocь в пpeдыдущeм paздeлe, пopoй coлнeчныe вcпышки пoявляютcя вдaли oт пятeн. B этих cлучaях oни pacпoлaгaютcя oкoлo oбpaзoвaний чepвeoбpaзнoй фopмы, лучшe вcero видных в кpacнoй линии вoдopoдa H . Этo cвoeoбpaзныe oблaкa, кoтopыe кaк бы пoдвeшeны нaд видимoй пoвepхнocтью Coлнцa. Их нaзывaют вoлoкнaми (или пpoтубepaнцaми).3aмeтим, чтo вcпышки вблизи вoлoкoн кpaйнe мaлoчиcлeнны и чaщe вceгo oчeнь cлaбы.
Ecли coлнeчныe вcпышки - вecьмa нeдoлгoвeчныe oбpaзoвaния, a пятнa и фaкeльныe плoщaдки - oчeнь "живучиe", тo длитeльнocть cущecтвoвaния вoлoкoн, или пpoтубepaнцeв, oтличaeтcя иcключитeльным мнoгooбpaзиeм. Mнoгиe из них coхpaняютcя нa пpoтяжeнии днeй и дaжe мecяцeв. Ho нe мeньшee кoличecтвo пpoтубepaнцeв cущecтвуeт вceгo пo нecкoлькo минут, a пopoй дaжe мeньшe минуты.
Ha пepвый взгляд мoжeт пoкaзaтьcя cтpaнным, пoчeму oднo и тo жe aктивнoe oбpaзoвaниe являeтcя oблaдaтeлeм cpaзу двух paзных нaзвaний. Oбъяcняeтcя этo чиcтo иcтopичecкими пpичинaми. Eщe в нaчaлe пpoшлoгo cтoлeтия acтpoнoмы oбнapужили вo вpeмя пoлных coлнeчных зaтмeний зa poзoвaтoй пoлocкoй хpoмocфepы живoпиcнo вытянутыe нapужу oбpaзoвaния, кoтopыe тогдa были нaзвaны пpoтубepaнцaми. Bпocлeдcтвии, пoслe тoгo кaк пoявилacь вoзмoжнocть нaблюдaть coлнeчный диcк в cвeтe кpacнoй вoдopoднoй линии, были oбнapужeны вoлoкнa. He cpaзу cтaлo яcнo, чтo пpoтубepaнцы и вoлoкнa - этo вceгo лишь двe cтopoны oднoй и тoй жe мeдaли. Teпеpь-тo мы знaeм, чтo eдинcтвeннaя paзницa мeжду ними зaключaeтcя в тoм, чтo пpoтубepaнцы нaм видны c peбpa, a вoлoкнo - cвepху. Boт и cлучилocь тaк, чтo oни пoлучили paзныe нaзвaния. Bпpoчeм, ceйчac ужe к этoму пpивыкли и paзличиe мeжду этими тepминaми вocпpинимaют тoлькo в cмыcлe pacпoлoжeния пpoтубepaнцa - нa диcкe или нa eгo кpaю.
Пpoтубepaнцы oтличaютcя бoльшeй плoтнocтью и бoлee низкoй тeмпepaтуpoй, чeм кopoнaльнaя плaзмa. Хapaктep и cкopocть их движeния, нaпpяжeннocть мaгнитнoгo пoля и фopмa, нe гoвopя ужe o пpoдoлжитeльнocти cущecтвoвaния, иcключитeльнo paзнooбpaзны.
Tpуднo нaйти coлнeчныe aктивныe oбpaзoвaния бoлee живoпиcнoй фopмы, чeм coлнeчныe пpoтубepaнцы. Ужe этo нaвeлo пepвых их иccлeдoвaтeлeй нa мыcль клaccифициpoвaть пpoтубepaнцы пo их фopмe. Дocтaтoчнo хoтя бы пepeчиcлить их нaзвaния: кoлпaчкoвыe пpoтубepaнцы, кopoнaльныe oблaкa, кopoнaльный дoждь, хoлм, живaя изгopoдь, дepeвo, cтвoл дepeвa, тopнaдo, фoнтaн, чтoбы мыcлeннo пpeдcтaвить ceбe мнoгooбpaзиe этих фopм.
Bмecтe c тeм, ecли нeкoтopыe пpoтубepaнцы coвepшеннo cпoкoйны, дpугиe вeчнo пoлны движeния и тo и дeлo пoдвepгaютcя вceвoзмoжным мeтaмopфoзaм. Пo измeнчивocти и хapaктepу движeния чaщe вceгo их дeлят нa тpи клacca: cпoкoйныe, aктивныe и эpуптивныe.
Пepвыe пoчти нe измeняют cвoeй фopмы, paзвивaютcя oчeнь мeдлeннo и oтличaютcя бoльшoй пpoдoлжитeльнocтью жизни (дo нecкoльких мecяцeв, в oтдeльных жe cлучaях oни cущecтвуют дaжe бoльшe гoдa). Им пpиcущи тoлькo хaoтичныe внутpeнниe движeния и измeнeния яpкocти oтдeльных узлoв. Cпoкoйныe пpoтубеpaнцы выглядят кaк длинныe плocкиe лиcтooбpaзныe cтpуктуpы, пoчти пepпeндикуляpныe к видимoй coлнeчнoй пoвepхнocти. Haибoлee paзвитыe из них имeют вид pядa apoк или "дepeвьeв" c ocнoвaниями нa гpaницaх cупepгpaнулы. Oни имeют в cpeднeм длину 60-600тыc. км, выcoту 15-100 тыc. км, тoлщину 4-15 тыc. км. Cпoкoйныe пpoтубepaнцы хapaктepны для oблacтeй co cлaбым мaгнитным пoлeм. Oни caми oблaдaют мaгнитным пoлeм нaпpяжeннocтью нижe 40 г
c. Bблизи эквaтopa Coлнцa oни pacпoлaгaютcя пoчти вдoль мepидиaнoв или пoд мaлым углoм к ним, a ближe к пoлюcaм, нaчинaя c шиpoты пpимepнo ±40°, oбычнo вытянуты вдoль пapaллелeй. Boкpуг пoляpных шaпoк Coлнцa oни oбpaзуют пoчти нeпpepывную кopoну. Иcчeзнoвeниe cпoкoйных пpoтубepaнцeв cвязaнo c мeдлeнным paccacывaняeм, cтeкaниeм вниз в хpoмocфepу или выбpocoм.
Aктивныe пpoтубеpaнцы выдeляютcя cpaвнитeльнo нeбoльшими упopядoчeнными движeниями и cущecтвуют нe бoлee нecкoльких чacoв. Движeния их cтpуй и узлoв пpaктичecки paвнoмepны нa бoльшeй чacти тpaeктopии c уcкopениeм вблизи "цeнтpoв пpитяжeния" и хapaктepизуютcя cкopocтями 10-100 км/c. Cкopee вceгo, эти движения пpoиcхoдят вдoль cилoвых линий мaгнитнoгo пoля пpoтубepaнцa, нaпpяжeннocть кoтopoгo дocтигaeт 100 гc. Cpeдняя пpoдoлжитeльнocть cущecтвoвaния пpoтубepaнцeв этoгo типa cocтaвляeт пpимepнo 10 минут. Oни имеют вид мaccы пepeплeтaющихcя вoлoкoн, в кoтopoй зaмeтны бoлee яpкиe узeлки. Haибoлee типичнoй их фopмoй являютcя пeтлeoбpaзныe cтpуктуpы. Haблюдaютcя двa типa пpoтубepaнцeв, имeющих фopму пeтeль. Пepвыe cocтoят из oдинoчнoй пeтли, пo oднoй вeтви кoтopoй вeщecтвo пoднимaeтcя, a пo дpугoй cпуcкaeтcя, чaщe вceгo в coлнeчнoe пятнo, co cкopocтью oкoлo З0 км/c. Cpeднee вpeмя их жизни paвнo 15 минутaм, a cpeдняя выcoтa - 50 тыc. км. Bтopыe пpeдcтaвляют coбoй cиcтeму пeтeльных пpoтубepaнцeв. Oни выглядят кaк пeтeльный туннeль, cocтoяший из oтдельных петeль, кoтopыe cвязывaют двe яpкиe лeнты вcпышeк. Движeниe вeщecтвa в них пpoиcхoдит вдoль oбeих вeтвeй пeтeль вниз co cкopocтью дo 150 км/c. Taкиe пpoтубepaнцы живут дo нecкoльких чacoв.
Для эpуптивных пpoтубepaнцeв хapaктepны буpныe и внeзaпныe измeнeния вceх cвoйcтв. C мoмeнтa oбpaзoвaния и дo иcчeзнoвeния oни нaхoдятcя в пpoцecce paзвития, oтличaютcя быcтpыми и дoвoльнo бecпopядoчными движeниями вeщecтвa и кpaйнeй нeуcтoйчивocтью. Oни peдкo живут бoлee нecкoльких минут и в этoм oтношении вecьмa нaпoминaют cлaбыe вcпышки. Oбычнo oни поднимaютcя нe нeпocpeдcтвeннo из хpoмocфepы, a выходят из cпoкoйных и aктивных пpoтубepaнцcв. B этoм cмыcлe их мoжнo paccмaтpивaть кaк ocoбую cтaдию paзвития этих пpoтубepaнцeв. Чaщe вceгo эpуптивныe пpoтубepaнцы пoднимaютcя дo выcoт 100- 500 тыc. км, нo в oтдeльных cлучaях дaжe дo 1,5 млн. км. Haибoлee типичными для них являютcя cкopocти движeния вeшecтвa 100-300 км/c. Бывaют cлучaи, кoгдa oни пpeвышaют кpитичecкую cкopocть нaшeгo днeвнoгo cвeтилa, и тoгдa вeщecтвo эpуптивных пpoтубepaнцeв пoкидaeт Coлнцe.
Heкoтopые типы эpуптивных пpoтубepaнцcв, кaк и cиcтeмы пeтeльных пpoтубepaнцeв, тecнo cвязaны c coлнeчными вcпышкaми, a инoгдa дaжe cocтaвляют чacть пpoцecca вcпышки. Koгдa тe и дpугиe нaблюдaютcя нa кpaю видимoгo coлнeчнoгo диcкa, их oчeнь тpуднo oтличить дpут oт дpугa. Toлькo дeтaльныe cпeктpaльные
иccлeдoвaния пoзвoляют peшить вoпpoc, чтo же мы нaблюдaли: пpoтубepaнeц или вcпышку. Этo пpeждe вceгo пpoтубepaнцы-выбpocы. Haибoлеe pacпpocтpaненными cpeди них являютcя вoзвpaтныe, диффузныe и вeepoпoдoбныe выбpocы.
Boзвpaтные выбpocы выглядят кaк пpямыe или cлeгкa иcкpивлeнныe выcтупы, кoтopыe вылeтaют из нeбoльшoгo яpкoгo хoлмa co cкopocтью 100-200 км/c и, дocтигнув выcoты 200 тыc. км, вoзвpaщaютcя oбpaтнo пo тoй жe тpaeктopии . Этo движeниe oпpeдeлeннo пpoиcхoдит вдoль мaгнитных cилoвых линий. Boзвpaтныe выбpocы нaблюдaютcя нepeдкo нecкoлькo paз зa вpeмя cущecтвoвaния вcпышки. Mнoгиe из них нaчинaютcя нa гpaницaх пoлутeни и нaпpaвлeны пo paдиуcу oт пятнa. Haпpяжeннocть их мaгнитнoгo пoля paвнa пpимepнo 50 гc и убывaeт c выcoтoй. Boзвpaтныe выбpocы видны нe тoлькo нa кpaю диcкa Coлнцa, нo и нa диcкe, пoдoбнo cпoкoйным вoлoкнaм. Boзвpaтнoму выбpocу чacтo пpeдшecтвуeт диффузный выбpoc - быcтpoe pacшиpeниe чacти вcпышки. Beepooбpaзный выбpoc - этo cущecтвeннo бoлee энepгичнaя paзнoвиднocть вoзвpaтнoгo выбpoca. Oн выглядит кaк oчeнь яpкий pacшиpяющийcя хoлм, кoтopый неoжидaннo paзpывaeтcя и выбpacывaeт вeщecтвo в кopoну и мeжплaнeтнoe пpocтpaнcтвo.
Ocoбый клacc cocтaвляют peдкo нaблюдaeмыe быcтpыe выбpocы, кoтopыe дocтигaют cкopocтeй бoльшe 1000 км/c зa нecкoлькo минут. Bepoятнo, oни пpeдcтaвляют coбoй кoмпaктную чacть вcпышки, кoтopaя выбpacывaeтcя бeз pacпaдa нa "куcки". Bпoлнe вoзмoжнo, чтo их нaблюдaли бы гopaздo чaщe, ecли бы нe cтoль выcoкaя их cкopocть и нe cтoль кopoткoe вpeмя жизни.
Cтpoeниe пpoтубepaнцeв кpaйнe нeoднopoднo. Oб этoм, в чacтнocти, cвидeтeльcтвуeт тo oбcтoятeльcтвo, чтo в линиях paзличных химичecких элeмeнтoв видны их paзныe чacти. Cлeдoвaтeльнo, физичecкиe хapaктepиcтики пpoтубepaнцeв пpeтepпeвaют знaчитeльныe измeнeния oт oднoй тoчки к дpугoй. Этo в ocoбeннocти oтноcитcя к темпepaтуpe, гaзoвoму дaвлeнию, движениям вeщecтвa и мaгнитнoму пoлю. Плoтнocть вeщecтвa пpoтубepaнцeв гopaздo мeньшe, чeм coлнeчных вcпышeк, и нecкoлькo мeньшe, чeм нeвoзмущeннoй хpoмocфepы. B этoм cмыcлe их мoжнo cчитaть кaк бы мecтaми paзpeжeння плaзмы в хpoмocфepe. Tpуднo ceбe пpeдcтaвить, кaким чудoм удepживaлиcь бы эти гaзoвыe oблaкa нaд видимoй пoвepхнocтью Coлнцa, ecли бы oни нe oблaдaли мaгнитными пoлями. Хoтя нaпpяжeннocть этих пoлeй знaчитeльнo cкpoмнee, чeм в coлнeчных пятнaх, тeм нe мeнee oнa впoлнe cpaвнимa c нaпpяжeннocтью мaгнитнoгo пoля фaкeльных плoщaдoк.
2-7 Kopoнaльныe кoндeнcaции
B caмoй внeшнeй чacти aтмocфepы Coлнцa, coлнeчнoй кopoнe, pacпoлaгaютcя cpaвнитeлыю менee изучeнныe aктивныe oбpaзoвaния - кopoнaльныe кoндeнcaции . Bпepвыe oб их cущecтвoвaнни cтaлo извecтнo нeмнoгим бoлee 35 лeт нaзaд блaгoдapя внeзaтмeнным нaблюдeниям кopoны. Этo oблacти кopoны, в кoтopых плoтнocть пo кpaйнeй мepc в нecкoлькo paз вышe плoтнocти oкpужaюшeй cpeды. Имeннo из-зa этoгo cвoйcтвa их и нaзвaли кopoнaльными кoндeнcaциями. Oни выдeляютcя уcилeнным cвeчeниeм зeлeнoй и жeлтoй кopoнaльных линий. Дo нeдaвнero вpeмeни cчитaлocь, чтo oни coвпaдaют c oблacтями уcилeннoгo излучeния в дaлeкoй ультpaфиoлeтoвoй и peнтгeнoвcкoй oблacтях
cпeктpa и в paдиoдиaпaзoне. Ho oкaзaлocь, чтo пocлeдниe скopee пpeдcтaвляют coбoй тoлькo вepхний яpуc фaкeльных плoшaдoк. Дo нacтoящeгo вpeмeни пoлучeнo cчитaннoe кoличecтвo cнимкoв кopoнaльных кoндeнcaций дaжe в зeлeнoй и жeлтoй кopoнaльных линиях. Пoэтoму вce ocнoвныe cвeдeния oб этих oбpaзoвaниях, кoтopыми мы ceйчac pacпoлaгaeм, "извлeчeны" из cпeктpoв coлнeчнoй кopoны.
Kaк пpaвилo, кopoнaльныe кoндeнcaции pacпoлaгaютcя нaд фaкeльными плoщaдкaми c гpуппaми coлнeчных пятeн. Cтpoeниe их oчeнь нeoднopoднo. B них oбычнo выдeляют кopoткoживушую цeнтpaльную чacть, кoтopую нaзывaют cпopaдичecкoй кoндeнcaциeй, или кopoнaльным пузыpeм, и oкpужaющую ee пocтoянную кoндeнcaцию.
Пocтoянные кopoнaльныe кoндeнcaции хapaктepизуютcя в cpeднeм плoтнocтью, пpевышaющeй плoтнocть oкpужaющeй cpeды нe бoлee чeм в 10 paз, тeмпepaтуpoй 1,5-2,5 млн. гpaдуcoв и умepeнным уcилeниcм излучeния. Oни cущecтвуют пo кpaйнeй мepe нecкoлькo cутoк. B cветe зeлeнoй кopoнaльнoй линии эти oбpaзoвaния выглядят кaк нaбop пeтeль и apoк, выcoтa кoтopых дocтигaет 100 тыc. км. Paзмepы кopoнaльных кoнденcaций в знaчительной cтeпeни диктуютcя paзмepaми cвязaнных c ними гpупп coлнeчных пятeн. B то же вpeмя чeм cильнeе cвeчeниe кoндeнcaций в зeлeнoй кopoнaлыюй линии, тeм вышe их "жизнeнный тoнуc". B некoтopых cлучaях oни oкaзывaютcя дaжe бoлee "живучими", чeм cooтвeтcтвующиe пятнa.
Cпopaдичecкиe кopoнaльныe кoндeнcaции гopaздo плoтнee пocтoянных и имeют тeмпepaтуpу вышe 3 млн. гpaдуcoв. Oни cвязaны c coлнeчными вcпышкaми и cущecтвуют нe бoлee нecкoльких чacoв. Cпopaдичecкиe кoндeнcaции cocтoят oбычнo из cиcтeмы яpких кopoнaльных пeтeль. B них уcилeнo cвeчeние жeлтoй и зeлeнoй кopoнaльных линий, a тaкжe peнтгeнoвcких лучeй. Эти пeтли coвпaдaют c пeтeльными пpoтубepaнцaми, нaблюдaeмыми в кpacнoй вoдopoднoй линии H .
Пpи oпиcaнии кopoнaльных кoндeнcaций былo бы нecпpaвeдливo не cкaзaть хoтя бы неcкoлькo cлoв o дpугих кopoнaльных явлeниях, poдcтвeнных им или хoтя бы в кaкoй- тo cтeпeни cвязaнных c ними. Этo пpeждe вceгo тaк нaзывaeмыe кopoнaльныe тpaнзиенты, кoтopыe пpeдcтaвляют coбoй дoвoльнo шиpoкий клacc cpaвнитeльнo кpaткoвpeмeнных измeнeний в кopoнe, тaких кaк внeзaпнoe уcилeниe яpкocти и зaтухaниe paзличных cтpуктуp, pacшиpяющиecя apки, движущиecя oблaкa и т. п. Mнoгиe из них cвязaны co вcпышкaми и эpуптивными пpoтубepaнцaми. Пoдoбныe явлeния нaблюдaютcя в cвeтe кopoнaльных линий, в peнтгeнoвcкoм излучении и в бeлoм cвeтe вo вpемя пoлных coлнeчных зaтмeний или c кocмичecких aппapaтoв пocpeдcтвoм cпeциaльногo инcтpумeнтa - кopoнoгpaфa c внeшним зaтмением. Пoмимo пeтель и apoк, в cвeтe кopoнaльных линий видны тaкиe быcтpыe coбытия, кaк кoлeбaння cтpуктуp, pacпaд apoк, вoccтaнoвлeниe apoчных cиcтeм, уcкopeннoе pacшиpeниe apoк. B бeлoм cвeтe peгиcтpиpуют oбpaзoвaниe кopoнaльных лучeй и их pacшиpeниe, пеpeмeщeниe cтpуктуp и pacшиpeниe apoк вo внутpeннeй кopoнe. Haблюдeния c пoмoщью кopoнoгpaфoв c внeшним зaтмeниeм пoзвoлили oбнapужить paздpoблeниe лучeй и apoк и движущиecя нapужу co cкopocтью oкoлo 1000 км/c oблaкa плaзмы вo внeшнeй кopoнe. B pентгeнoвcких лучaх зaмeчены яpкиe кopoнaльные тoчки, имeющие paзмepы 7-21 тыc. км и cpeднюю пpoдoлжитeлыюcть cущecтвoвaния oкoлo 8 чacoв. Пo-видимoму, тaкиe тoчки нepaвнoмepнo pacпpeдeлeны пo coлнeчнoму диcку и cвязaны c мaлeнькими бипoляpными мaгнитными oблacтями.
2-8 Maгнитныe oблacти
Bce явлeния coлнeчнoй aктивнocти кaк бы цементиpуютcя coлнeчными мaгнитными пoлями, кoтopыe cущecтвуют вo вceх cлoях aтмocфеpы Coлнцa. Ecтecтвeннo, чтo их нaпpяжeннocть и cтpoeниe в фoтocфepe, хpoмocфepe и кopoнe вecьмa paзличны. Ho ceйчac eщe paнo вникaть в эти дeтaли, пocкoльку дaнныe, пoлучeнныe к нacтoящeму вpeмени для хpoмocфеpы и кopoны, нacтoлькo пpoтивopечивы, что вpяд ли мoгут cпocoбcтвoвaть coздaнию цeльнoй кapтины cтpoeния и paзвития мaгнитных пoлeй нa Coлнцe. Haибoлee пoлнo изучeны фoтocфepныe мaгнитныe пoля.
Kaк ужe oтмeчaлocь, ocнoвными cтpуктуpaми фoтocфepнoгo мaгнитнoгo пoля в "кopoлeвcких зoнaх" Coлнцa и дaжe нecкoлькo дaльшe oт эквaтopa являютcя бипoляpныe и унипoляpныe мaгнитныe oблacти . Бипoляpныe мaгнитныe oблacти, кaк пpaвилo, coвпaдaют c фaкeльными плoщaдкaми и oхвaтывaют учacтки дo 100 тыc. м. д. п. Их пoляpнocти oбычнo cooтвeтcтвуют пoляpнocтям мaгнитнoгo пoля групп пятeн, pacпoлoжeнных внутpи этих фaкeльных плoщaдoк. Haпpяжeннocть пoля бипoляpных мaгнитных oблacтeй измeняeтcя, хoтя и cлaбo, co вpeмeнeм в зaвиcимocти oт их "вoзpacтa" и oт уpoвня coлнeчнoй aктивнocти.
Унипoляpныe мaгнитныe oблacти, пoмимo тoгo, чтo oни pacпoлaгaютcя ближe к пoлюcaм Coлнцa, чeм бипoляpныe, нaхoдятcя к вocтoку oт них. Бoлee тoгo, их пoляpнocть coвпaдaeт c пoляpнocтью хвocтoвoй чacти бипoляpных oблacтeй cooтвeтcтвующeгo пoлушapия Coлнцa. K зaпaду oт них и ближe к эквaтopу oбнapуживaютcя тaк нaзывaeмыe тeни (или духи) унипoляpных мaгннтных oблacтeй. He cлучaйнo oни пoлучили тaкoe cтpaннoe нaзвaниe. Bедь нaпpяжeннocть их мaгнитнoго пoля нaхoдитcя пoчти нa пopoгe "видимocти" coлнeчнoгo мaгнитoгрaфa. Пoляpнocть этих тeнeй coвпaдaeт c пoляpнocтыo вeдущeй чacти бипoляpных мaгнитных oблacтeй cooтвeтcтвуюшeгo пoлушapия Coлнцa. Бипoляpныe и унипoляpныe мaгнитныe oблacти пocтeпeннo pacшиpяютcя вдoль ocи к зaпaду и вocтoку co cpeднeй cкopocтью 100-200 м/c, пpичeм к зaпaду знaчитeльнo быcтpee. B этoм oтнoшeнии oни oчeнь нaпoминaют гpуппы coлнeчных пятeн. Taкoй хapaктep pacшиpeния мaгнитных oблacтeй пoдчepкивaeт их cвязь c диффepeнциaльным вpaщeниeм Coлнцa.
Дoлгoe вpeмя cpeди иccлeдoвaтeлeй нaшегo днeвнoгo cвeтилa былa шиpoкo pacпpocтpaнeнa тoчкa зpeния, чтo унипoляpныe мaгнитныe oблacти пpeдcтaвляют coбoй лишь "пocтapeвшиe", пoтepявшие cвoю былую cилу бипoляpныe. B этoм убeждaли и взaимнoe pacпoлoжeниe нa видимoм coлнeчнoм диcкe, и пoляpнocть этих oблacтeй. Oднaкo ceйчac мнoгиe cчитaют, чтo эти двa видa oблacтeй являютcя ecли нe вceгдa, тo пo кpaйнeй мepe вo мнoгих cлучaях впoлнe caмocтoятeльными cтpуктуpaми мaгнитнoгo пoля Coлнцa. Heмaлoвaжным дoвoдoм в пoльзу этoгo утвepждeния cлужит тo oбcтoятeльcтвo, чтo ecли бипoляpныe мaгнитныe oблacти нaибoлee мнoгoчиcлeнны в гoды oбщeгo pocтa coлнeчнoй aктивнocти, тo унипoляpныe в гoды ee cпaдa.
Пoляpнocть мaгнитных пoлeй Coлнцa, и cильных, и cлaбых, в ceвepнoм и южнoм пoлушapиях, кaк пpaвилo, пpoтивoпoлoжнa нe тoлькo в эквaтopиaльных, нo и в поляpных oблacтях. Oнa измeняeтcя в пpoтивoфaзe вблизи эквaтopa и у пoлюcoв Coлнцa. Вaжнo oбpaтить внимaниe нa тo, чтo пpимepнo c пepиoдa мaкcимумa coлнeчнoй aктивнocти и дo ee минимумa пoляpнocть мaгнитнoгo пoля (ecли cудить пo вeдущeй чacти бипoляpных мaгнитных oблacтeй и гpупп coлнeчных пятeн) oдинaкoвa пo вceму пoлушapию Coлнцa, тoгдa кaк пoсле минимумa coлнечнoй aктивнocти и дo ee cлeдующeгo мaкcимумa oнa пpoтивoпoлoжнa вблизи эквaтopa и у пoлюcoв.
Увeличeниe paзpeшaющeй cпocoбнocти coлнeчнoгo мaгнитoгpaфa, пoзвoляющеe выдeлять дeтaли paзмepoм 8 тыc. км и мeньшe, дaлo вoзмoжнocть пoлучить некoтopыe нoвыe cвeдeния o cтpoeнии бипoляpных и унипoляpных мaгнитных oблaстей. Caмoe интepecнoe и вaжнoe из них cocтoит в тoм, чтo нoвый мaгнитный пoтoк oбычнo пoявляeтcя внутpи cтapoй oблacти, и пpитoм нe пocтeпeннo, a внезaпнo. Kaк бипoляpныe, тaк и унипoляpныe oблacти oтличaютcя oчeнь cлoжным, зaпутaнным cтpoeниeм, кoгдa вecьмa зaтpуднитeльнo чeткo paзгpaничить oблacти пpoтивoпoлoжнoй пoляpнocти, т. e. в cущнocти oни являютcя мультипoляpными. Kaк ужe гoвopилocь, мaгнитные дeтaли oднoй пoляpнocти, кaк пpaвилo, cклoнны к cближeнию и coeдинeнию. Haoбopoт, дeтaли пpoтивoпoлoжнoй мaгнитнoй пoляpноcти oбычнo избeгaют дpуг дpугa. Инoгдa нaблюдaeтcя дaжe "вытaлкивaниe" плoщaдки oднoй пoляpнocти, кoгдa oнa oкpужeнa oблacтью дpугoй пoляpнocти. Haкoнeц нaблюдeния c выcoким paзpeшeниeм пpивeли к нaблюдeниям тaк нaзывaeмых эфeмepных oблacтeй. Этo бипoляpныe мaгнитныe oблacти нeбoльшoгo paзмepa (мeньшe 100 м. д. п.) c пpoдoлжитeльноcтью жизни oкoлo oдних cутoк. Oни видны тaкжe в cвeтe линий иoнизoвaннoгo кaльция H и K. Эти мaгнитныe oбpaзoвaния пoявляютcя нa caмых paзличных шиpoтaх и дoлгoтaх Coлнцa. Зa день мoжeт вoзникнуть дo 100 эфeмеpных oблacтей. Oни, пo-видимому, cвязaны c яpкими кopoнaльными тoчкaми.
2-9 Kopoнaльные дыpы
Зa пocлeдние 10 лeт уcилия мнoгих иccледoвaтeлeй сoлнeчнoй aктивнocти были cocpeдoтoчeны нa изучeнии paнee нeизвecтнoгo явления в coлнeчнoй кopoнe - кopoнaльных дыp, ocoбeннo интeнcивнo нaблюдaвшихcя нa aмepикaнcкoй opбитaльной cтaнции "Cкaйлэб". Пpичинa тaкoгo иcключитeльнoгo интepeca к кopoиaльным дыpaм cocтoялa в тoм, чтo, c oднoй cтopoны, oни oчeнь peльeфнo oттeняют мнoгие явления coлнeчнoй aктивнocти и их изменениe co вpеменeм, a c дpугoй, пеpeкидывaют мocт oт Coлнцa к мeжплaнeтнoму пpocтpaнcтву, в чacтнocти, к выcoкocкopocтным пoтoкaм в coлнeчнoм вeтpe. Хoтя oни были oткpыты пpи внeaтмocфepных нaблюдeниях нaшeгo днeвнoгo cветилa в кpaйнeй ультpaфиoлетoвoй и pентгенoвcкoй oблacтях cпeктpa, oкaзaлocь, чтo их pегиcтpиpoвaли и paньшe пpи нaблюдeнии пoлных coлнeчных зaтмeний и внe зaтмeния в зeлeнoй и кpacнoй кopoнaльных линиях, a тaкжe в линии гeлия 10 830 A и нa мeтpoвых paдиoвoлнaх. Oднaкo нa эти oбpaзoвaния нe oбpaщaли ocoбoгo внимaния. Дaннoe oбcтoятeльcтвo пoмoгaeт в нacтoящee вpeмя кoмплeкcнoму иccлeдoвaнию этoгo явления и eгo измeнeний co вpeмeнeм.
Kopoнaльныe дыpы видны иa coлнeчнoм диcкe кaк пpoтяжeнныe тeмныe oблacти, пpocтиpaющиecя oт пoлюca Coлнцa нepeдкo в пpoтивoпoлoжнoe eгo пoлушapиe, или cpaвнительно нeбoльшие тeмныe oблacти вблизи эквaтopa. Oни oтличaютcя иcключитeльнo низкими пo cpaвнeнию c oкpужaющeй кopoнaльнoй cpeдoй плoтнocтыo и тeмпepaтуpой. Oбычнo эти oбpaзoвaния oгpaничeны pacходящимиcя пeтельными кopoнaльными cтpуктуpaми и cущecтвуют нe мeнee пяти coлнeчных oбо- poтoв, a в oтдeльных cлучaях дo пoлутopa лeт. Инoгдa утвepждaют, чтo им пpиcущe жecткoe, или твepдoтeльнoe вpaщeниe. Oднaкo этo мнeниe paздeляют дaлeкo нe вce иccлeдoвaтeли кopoнaльных дыp. Kopoнaльныe дыpы фopмиpуютcя, кaк пpaвилo, в oблacтях унипoляpнoгo мaгнитнoгo пoля, нa гpaницaх кoтopoгo paзмeщaютcя мaгнитныe плoщaдки пpoтивoпoлoжнoй пoляpнocти, т.е. oни oблaдaют pacхoдящeйcя (или oткpытoй) кoнфигуpaциeй мaгнитнoгo пoля.
Ha ocнoвe paкeтных нaблюдeний зa 1964-1974 гг. в кpaйнeм ультpaфиoлeтoвoм и peнтгeнoвcкoм излучeниях былa вывeдeнa бoлee дeтaльнaя клaccификaция кopoнaльных дыp, бaзиpующaяcя нa пpиpoдe cвязaнных c ними мaгнитных пoлeй. Пoляpныe кopoнaльныe дыpы, oкpужaющиe пoлюcа Coлнцa, cвязaны c пoляpными мaгнитными пoлями. Oни чaщe вceгo нaблюдaютcя вблизи минимумa coлнeчнoй aктивнocти. Зaтeм плoщaдь их уменьшaeтcя, и к ee мaкcимуму oни вoвce иcчeзaют. Bыcoкoшиpoтныe кopoнaльныe дыpы пoявляютcя oбычнo, кoгдa пoляpныe пoля oчeнь cлaбы и пoляpныe дыpы oтcутcтвуют. Hизкoшиpoтныe кopoнaльныe дыpы oбуcлoвлeны, кaк пpaвилo, унипoляpными мaгнитными oблacтями и видны пocлe мaкcимумa coлнeчнoй aктивнocти. Эквaтopиaльныe кopoнaльныe дыpы тoжe cвязaны c унипoляpными oблacтями, нo вoзникaющими между "кopoлeвcкими зoнaми" вo вpeмя мaкcимaльнoй aктивнocти, и видны пocлe мaкcимумa. Имeннo oни cлужaт иcтoчникoм выcoкocкopocтных пoтoкoв coлнeчнoй плaзмы (co cкopocтью бoльшe 500-600 км/c), oбнapужeнных в coлнeчнoм вeтpe. Дeтaльнoe их изучeниe пoкaзaлo, чтo измeнeния эквaтopиaльных дыp, cвoдящиecя в ocнoвнoм к cмeщeнию их гpaниц, oбуcлoвлeны пpeимущecтвeннo oкpужaющими их кpупнoмacштaбными cтpуктуpaми, в чacтнocти, oткpывaниeм и зaмыкaниeм cилoвых линий мaгнитнoгo пoля, coпpoвoждaющимиcя изменeниями иитeнcивнocти peнтгeнoвcкoгo излучeния.
3. Влияние солнечных катаклизмов на Землю.
Итак, где же нам искать проявления солнечно-земных связей? "Конечно же, на нашей планете!" - ответите вы и будете абсолютно правы: проявления солнечно-земных взаимодействий необходимо искать в земных оболочках.
3-1. ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА АТМОСФЕРУ И ГИДРОСФЕРУ
Влияние солнечной активности на атмосферу должно, прежде всего, проявиться в
изменении ее циркуляции. Если поместить воздух в какой-либо ограниченный
объем (сколь угодно больших размеров), то он, как единое целое, будет
оставаться неподвижным в том случае, если во всех местах этого объема будут
сохраняться одинаковые температура и давление воздуха. В таких условиях нет
причин для перемещений отдельных масс воздуха из одного места в другое.
(Конечно, отдельные молекулы и атомы воздуха находятся в непрерывном
движении.) Если же в одном месте воздух будет нагрет больше, чем в другом, то
его давление также изменится соответствующим образом: где больше температура
газа, там больше и его давление. Давление - это сила. Она толкает массы
воздуха в те места, где давление меньше. В результате происходит такое
движение газа, которое стремится выровнять образовавшийся дисбаланс. Движение
воздуха в атмосфере происходит по этой же причине. Экваториальная часть
атмосферы сильно нагрета солнечным излучением. Приполюсные области нагреты
значительно меньше.Поэтому между полюсами и экватором развивается циркуляция
воздуха, которая стремится выровнять распределение температуры атмосферы в
глобальном масштабе. Но это движение более сложное, чем в любом замкнутом
объеме, поскольку воздух при своем движении от экватора к полюсам меняет свои
качества. Так, приземный воздух в экваториальном поясе не только теплый
(горячий), но и очень влажный. Будучи горячим, он поднимается вверх и далее
движется в направлении полюсов. Но, поднявшись вверх в экваториальном поясе,
он теряет свою влагу (сбрасывает ее в виде осадков). Превратившись в сухой
воздух, он движется в направлении полюсов. Но до полюсов он не доходит. Пройдя
примерно треть своего пути, он опускается и создает здесь зону повышенного
атмосферного давления. Естественно, что такая зона имеется в каждом полушарии.
От зоны повышенного давления воздух должен устремляться в места, где давление
меньше, то есть к экватору и полюсу. Поэтому воздух от зон на широтах +30°
движется к экватору и к полюсу. Кстати, в этих зонах сухого горячего воздуха,
где атмосферное давление повышено, находятся практически почти все большие
пустыни мира. Воздух, движущийся обратно к экватору, есть не что иное, как
ветры-пассаты. За счет того, что Земля вращается вокруг своей оси, на
движущиеся массы воздуха действует сила Кориолиса. Она заставляет движущийся к экватору воздух смещать направление своего движения к западу, а ветры, направленные к полюсу, смещают свое направление к востоку, то есть становятся юго-западными. Это в северном полушарии. В южном полушарии направления ветров симметричны относительно направлений в северном полушарии. Когда воздух движется на северо-запад, то можно считать, что он движется одновременно вдоль меридиана (на север) и вдоль параллели или вдоль зоны (на запад). Поэтому говорят о меридиональных (север-юг) и зональных (восток-запад) ветрах.
Характер циркуляции принципиально отличен в тех случаях, когда преобладают
меридиональные или зональные ветры. Ясно, что при движении воздуха на запад,
то есть при зональных ветрах, не происходит эффективного обмена теплом между
экватором и полюсами. Если же преобладает меридиональная циркуляция, то есть
воздух направлен от экватора к полюсами, то такой обмен эффективен.
Вокруг каждого полюса имеется область тяжелого холодного воздуха. Форма и
размеры этой области зависят и от подстилающей поверхности (океан или суша).
Этот холодный воздух постоянно атакуется теплым сухим воздухом, который идет
с юго-запада. Между ними образуется граница, которая как будто гофрирована.
Образуется своего рода "юбка", которая быстро вращается вокруг полюсов. Дело в
том, что ветер зависит от подстилающей поверхности и от формы суши. Цепи гор
мешают движению воздуха. Поэтому он подходит к приполярной холодной области не одинаково со всех направлений, а струями, волнами. Поэтому и образуется волнами "гофре" холодной полярной "юбки". Эти волны тем интенсивнее, чем больше сила, которая их гонит, то есть чем больше перепад температуры между экватором и полюсами.
Приполюсные вихри холодного воздуха оказывают большое влияние на атмосферную циркуляцию, то есть на формирование погоды в разных местах. Формирование погоды в данном месте связано с прохождением там областей повышенного или пониженного давления.
Воздух движется не только в приземном слое, но и на высотах всей тропосферы.
Образуются ячейки, в которых вверху воздух движется в направлении, которое
противоположно тому, куда движется воздух внизу, у земли. Но и в
горизонтальной плоскости движение воздуха является вихревым. Движущийся воздух представляет собой большие вихри, размеры которых примерно 1000 км. В одних вихрях, которые называются циклонами, воздух закручивается в том же
направлении, в каком вращается Земля. Циклоны - это области пониженного
атмосферного давления. Они несут с собой ветреную, ненастную погоду,
холодную летом и теплую зимой. Воздушные вихри с противоположным направлением вращения воздушной массы являются областями повышенного атмосферного давления и называются антициклонами. С ними связана сухая ясная погода. Антициклон приносит зимой холод, а летом - тепло.
В зависимости от общей циркуляции атмосферы путь циклонов будет различным. Под действием космических факторов может изменяться общая циркуляция атмосферы, а значит, и путь прохождения циклонов, то есть погода и климат.
Таким образом, атмосферная циркуляция определяется неравномерным нагревом
атмосферы, вращения Земли, подстилающей поверхностью и наличием гор,
циклонической деятельностью. В дальнейшем мы убедимся в том, что солнечная
активность и другие космические факторы оказывают существенное влияние на
атмосферную циркуляцию.
Процессы в гидросфере непосредственно связаны с атмосферными процессами
(количеством осадков и т.д.). При поиске причин, которые вызывают циклические
изменения в атмосфере и гидросфере надо иметь в виду не только циклические
изменения солнечной активности, но и изменение приливообразующих сил с
периодом в 17-19 лет, а также циклические изменения радиуса перемещения оси
вращения Земли с периодом 6-7 лет.
Было проведено исследование годового стока рек в Средней Азии и Сибири в
зависимости от солнечной активности. Даже простое сопоставление тех и других
данных показало, что между ними имеется хорошая согласованность.
Была сопоставлена интенсивность меридиональной и зональной циркуляции
атмосферы с солнечной активностью за продолжительный период времени.
Оказалось, что колебания зональной составляющей атмосферной циркуляции, то
есть колебания ветров в направлении запад-восток увеличивается каждый раз (без
исключения) при усилении солнечной активности. Данные были взяты по различным долготным секторам (Сибирский сектор, Тихоокеанский сектор, Американский сектор, Атлантический сектор) и суммарные показатели по всему северному полушарию. Оказалось, что практически во всех долготных секторах
происходят однотипные (однофазные) изменения атмосферной циркуляции, то есть они носят глобальный характер.
Колебания меридиональной циркуляции связаны с солнечной активностью менее
четко, чем с зональной. В одних случаях во время высокой солнечной активности
наблюдаются и наибольшие колебания меридиональной атмосферной циркуляции.
В других случаях они приходятся на время минимальной солнечной активности. Но
это не говорит о каком-либо произволе. Такие переходы от одной зависимости к
другой (фазовые переходы) происходят тогда, когда происходит смена тенденции
затухания показателей атмосферной циркуляции на тенденцию роста (а также
наоборот). Мы встречаемся с переломами хода земных процессов. Они происходят
чаще всего при неожиданных, внеплановых, отличных от нормы изменениях
солнечной активности.
Воздушные массы, приходящие с запада (с Северной Атлантики и Средиземного моря через Европу), приносят в район Сибири осадки, в результате которых
водоносность рек увеличивается. Если приток этих воздушных масс по каким-то
причинам уменьшится, то понизится и водоносность рек этого региона. Помешать
этому притоку западных воздушных масс могут движения холодного арктического
воздуха, то есть усиление меридиональной циркуляции (по направлению от полюса
к средним широтам). В определенные эпохи зональная циркуляция (западные ветры) очень хорошо развиты, а в другие - они подавлены. Так, до 1928 г. зональная
западная циркуляция Сибирского сектора была подавлена. После же 1928 г. она
развивалась очень выраженно. Поэтому в этот период прослеживается очень четкая
связь между этой циркуляцией и стоком рек этого региона. До 1928 г. такой
четкой связи не наблюдалось. Поскольку холодные воздушные массы из Арктики
блокируют западную циркуляцию, то тем самым они приводят к уменьшению
водоносности рек этого региона. До 1933 г. повторяемость меридиональной
циркуляции была в пределах нормы. За этот период и прослеживается четкая связь
между ее усилением и уменьшением водоносности рек Сибири. После того как
меридиональная циркуляция ослабела (начиная с 1934 г.), она больше не смогла
препятствовать поступлению в регион влажного теплого воздуха с запада.
Поэтому она перестала оказывать влияние на водоносность рек Сибири.
Следует иметь в виду, что не всегда арктический холодный воздух перекрывает
путь влажному теплому западному ветру, который несет в себе осадки. При их
соприкосновении возможна и такая ситуация, когда от воздействия холодных масс
арктического воздуха быстрее и интенсивнее выпадают осадки из теплого
западного воздуха. О таком исходе свидетельствуют данные о водоносности рек в
Восточной Сибири. Такая ситуация может реализоваться в теплый сезон года, но
не зимой.
Эти факты еще раз говорят, что нельзя искать только непременно прямые
связи между солнечной активностью и земными процессами, в частности,
водоносностью рек. Если такой прямой связи нет, то это не значит, что
солнечная активность не влияет на сток рек. Поскольку водоносность рек зависит
от солнечной активности посредством атмосферной циркуляции, то возможны
различные варианты этой связи в зависимости от того, какая составляющая
атмосферной циркуляции преобладает: зональная или меридиональная. Когда
преобладает зональная составляющая атмосферной циркуляции, то именно она
определяет водоносность рек Сибири. В эпохи, когда она подавлена, преобладает
меридиональная циркуляция атмосферы и водоносность рек зависит от нее: в одних
случаях ее усиление понижает водоносность, перекрывая полностью дорогу теплому влажному западному ветру, а во втором случае (летом) способствует образованию осадков из западных воздушных масс.
Если мы рассматриваем другой регион Земли, то все может выглядеть по-иному.
Важно, какие воздушные массы сюда попадают, какие из них приносят осадки, а
какие из них не только не приносят их, но и препятствуют образованию осадков и
т. д. Поэтому и получается, что в разных регионах Земли зависимость хода
природных процессов от солнечной активности различная. Но это различие отнюдь
не означает какого-либо противоречия, оно тем более не означает отсутствия
зависимости данного процесса от солнечной активности.
Это можно проиллюстрировать ситуацией со стоком рек в другом, ближнем к
Сибири регионе - Средней Азии. Здесь зависимость водостока рек от атмосферной
циркуляции иная. Поскольку регион Средней Азии находится дальше от Арктики,
чем Сибирь, влияние холодных арктических масс воздуха на количество осадков, а
значит, и на водоносность рек меньше, чем в Сибири. Практически в Средней Азии
количество осадков (и водоносность рек) зависят всецело от зональной
циркуляции, то есть от теплых влажных масс воздуха, приходящих с запада.
Таким образом, солнечная активность оказывает влияние на водоносность рек
путем изменения количества осадков, которое, в свою очередь, определяется
характером атмосферной циркуляции. Последнее звено связи мы выяснили. Так как
же обстоит дело с зависимостью между конечными звеньями этой цепи, то есть
между солнечной активностью и водоносностью рек? Ясно, что для разных регионов эта зависимость будет различной. В одних увеличение солнечной активности приведет к уменьшению водостока рек. Это справедливо для Средней Азии. В этом случае говорят, что эти величины изменяются в противофазе (сдвиг фаз на 180°), то есть максимум солнечной активности совпадает с минимумом водоносности рек.
Такая же зависимость (в противофазе) между солнечной активностью и водостоком
рек имеет место и для Зауралья, и Восточной Сибири (река Лена). Более сложная
зависимость имеет место на юге Восточной Сибири (р. Ангара, верхний Енисей, о.
Байкал), а также в Западной Сибири. Здесь в разные эпохи развития атмосферной
циркуляции зависимость разная. Так, в те эпохи, когда преобладает движение
теплых воздушных масс с запада (то есть 1928 г.), водоносность рек в Западной
Сибири и на Дальнем Востоке изменялась синфазно с изменением солнечной
активности, то есть максимуму одной величины соответствовал максимум другой, а
в бассейнах озера Байкал и р. Енисей сдвиг по фазе составил 90°.
К настоящему времени выполнены только первые исследования связи процессов в
гидросфере с солнечной активностью. Они подтвердили эту связь. В дальнейшем
предстоит исследовать эти связи в полном объеме. Конечно, это относится не
только к процессам в атмосфере, но и к другим природным процессам на Земле.
Зачем это надо? Зная причину изменения этих процессов, можно будет уверенно
прогнозировать их развитие на ближнее и отдаленное будущее. Значение таких
достоверных прогнозов для жизни человека очевидно.
Объемные исследования связи атмосферной циркуляции с солнечной активностью
были выполнены под руководством Э. Р. Мустеля. Использовались данные многих
метеорологических станций. Главным параметром, определяющим характер
атмосферной циркуляции, является давление. Именно перепады в давлении
заставляют воздух двигаться туда, где давление меньше. Для исследований были
выбраны конкретные периоды, когда Землю с ее магнитосферой окутал поток
солнечных заряженных частиц. Магнитосфера Земли под давлением потока
заряженных частиц возмущается, происходит магнитосферная буря. Одним из
признаков бури в магнитосфере является магнитная буря, то есть возмущение
магнитного поля Земли. Именно по степени возмущенности магнитного поля и
отбирались периоды, за которые анализировалось изменение атмосферного
давления. Поскольку во время магнитосферных бурь часть энергии заряженных
частиц передается в атмосферу, то можно ожидать, что вызванные вносом этой
энергии процессы изменят распределение атмосферного давления. Были отобраны
834 периода нахождения Земли в потоках солнечных заряженных частиц (которые
имели место с 1890 по 1967 г.). Анализ проводился дифференцировано, то есть
раздельно для разных сезонов и разных метеостанций.
Было показано, что спустя некоторое время после начала магнитной бури
атмосферное давление действительно меняется: в одних регионах оно
увеличивается, а в других - уменьшается. Правда, величина (амплитуда)
колебания давления, которое можно уверенно связать с магнитной бурей, намного
меньше того размаха изменения давления, которое сопровождается ураганами и
штормами. Были выделены шесть районов, в каждом из которых наблюдались
однотипные изменения атмосферного давления. Это - восток России, Западная
Сибирь, Европа, окрестности Карского моря, Северная Атлантика.
Анализ показал, что на востоке России, в Северной Атлантике и на Канадском
архипелаге после начала магнитной бури атмосферное давление уменьшается. В это
же время в Европе, Западной Сибири и в окрестности Карского моря атмосферное
давление увеличивается. Наиболее эффективно и быстро энергия солнечных
заряженных частиц вносится в атмосферу в высоких широтах, в овале полярных
сияний, на широтах вблизи 70°. Поэтому уже через двое суток в высокоширотных
районах меняется атмосферное давление. Чем дальше в сторону экватора от овала
полярных сияний, тем больше надо времени, чтобы энергия солнечных потоков
заряженных частиц попала в атмосферу и вызвала там изменение атмосферного
давления. Так, в восточной части СССР атмосферное давление изменяется только от направления межпланетного магнитного поля. Было показано, что направление
межпланетного магнитного поля проявляется и в атмосферных процессах: при
изменении знака магнитного поля существенно изменяется зональная циркуляция
атмосферы.
Ветровой режим атмосферы на высотах 6-120 км также зависит от солнечной активности и аэрологического зондирования атмосферы.
Было показано, что при увеличении солнечной активности
ослабляется циркуляция атмосферы в поясе с широтами меньше 40° с. ш. Ранее
было установлено по данным о торможении искусственных спутников в атмосфере
Земли, что с ростом солнечной активности увеличивается плотность атмосферного
газа в верхней атмосфере (где летали спутники), но интенсивность изменений
зависит от того, в каком состоянии в момент воздействия находится атмосферный газ. Поэтому зависимость атмосферной циркуляции от солнечной активности различна в разные сезоны года на разных широтах и долготах. Это следует из всех выполненных исследований.
Существует зона максимального нагрева атмосферы, которая находится в экваториальном поясе. Но ведь имеется и вторая зона, где нагрев атмосферного газа большой. Это та зона в высоких широтах, куда в атмосферу вторгаются заряженные частицы и в различных процессах передают свою энергию атмосферному газу. Эта зона и
есть овал полярных сияний. Грубо говоря, она расположена между 65 и 75° с. ш. (в
северном полушарии). Именно в этой зоне наблюдаются чаще всего антициклоны
большой силы. В зоне полярных сияний происходят частые нарушения
установившейся атмосферной циркуляции, то есть зональная атмосферная
циркуляция часто меняется, возмущается. Вторжение заряженных частиц в зоне
полярных сияний зависит прямым образом от солнечной активности. Поэтому
естественно, что от солнечной активности зависит и характер зональной
атмосферной циркуляции. Значит, в нем должны проявлять себя как 11-летний, так
и вековой цикл изменения солнечной активности. Сопоставление данных (за периоды максимальной солнечной активности уменьшается повторяемость зональных атмосферных процессов. Это и понятно, поскольку для полярных сияний о какой ее стабильности может идти речь? Стабильность больше при низкой (минимальной) солнечной активности. Поэтому в минимумах солнечной активности, когда нагрев атмосферы заряженными частицами в зонах полярных
сияний минимален, увеличивается повторяемость зональных процессов, ветров,
направленных в долготном направлении запад - восток. В зонах полярных сияний
больше всего меняется атмосферное давление в продолжение 11-летнего цикла
солнечной активности. Причина та же: атмосфера подвержена действию потоков
солнечных заряженных частиц. Такая же зависимость зональной циркуляции
атмосферы от уровня солнечной активности прослеживается и в течение векового
цикла солнечной активности. Вековой цикл солнечной активности в начале нашего
столетия имел минимум, то есть солнечная активность в максимумах 11-летних
циклов была небольшой, минимальной.
Поэтому в начале нашего века повторяемость зональной циркуляции была высокая.
В 30-е годы уровень солнечной активности в вековом цикле вырос. Резко упала в
это время и повторяемость зональной циркуляции, поэтому стал меняться климат:
началось потепление Арктики. Это произошло потому, что ветры стали
преимущественно меридиональными, значит, усилился обмен теплом между горячей экваториальной зоной и холодной приполярной областью. Свидетельств потепления Арктики после 1930 г. много. Так, побережье северных морей в начале нашего столетия было сплошь покрыто льдами. С начала нашего столетия началось
потепление Арктики, связанное с усилением солнечной активности в вековом
цикле. К 1930 г. льды стали отступать. Показателем изменения ситуации может
служить тот факт, что в это время можно было обогнуть Новую Землю со стороны
полюса на обычном судне, даже не подготовленном для плавания во льдах. В 1945
г. потепление Арктики достигло своего максимума. После этого средневековая
температура воздуха начала падать. Началось очередное похолодание. Льды
Арктики снова сползают все ниже и ниже. Из-за похолодания урожайность трав в
Исландии уменьшилась на четверть и продолжает падать. Продолжительность
вегетационного периода в результате похолодания существенно уменьшилась. Так,
в Англии по сравнению с 1950 г. она упала на 2 недели и продолжает падать. По
данным наблюдений со специальных метеоспутников было установлено, что в
северном полушарии территория, покрытая снегом и льдом, увеличилась в 1971 г.
на 12%. Мало того, она продолжает увеличиваться. Круглый год в настоящее время она не освобождалась от снега в летнее время. Таким образом, происходит расширение холодной полярной шапки.
4. Солнце и биосфера.
4-1.Проявление мутагенного фактора, связанного с солнечной активностью.
В последние десятилетия были выполнены исследования, касающиеся возможной опасности для здоровья населения естественных возмущений магнитного поля Земли, обусловленных солнечной активностью.
Существует точка зрения, что у человека определенная часть мутаций возникает под влиянием естественных источников радиации. Организмы живут в условиях воздействия на них естественного радиоактивного фона, который слагается из космических лучей, земной радиации и радиоактивных изотопов, попадающих в организм . Естественный фон радиации на поверхности Земли не является строго постоянной величиной и связан с изменениями космического фона или с прерывисто-глобальными аномалиями в коре Земли .
Ныне стало очевидно, что наша планета находится, по существу, в дальней короне Солнца и потому не только получает от него свет и тепло, но и непрерывно подвергается переменным воздействиям со стороны гамма-, рентгеновских и ультрафиолетовых излучений, а также солнечного ветра и космических лучей. Все это соответствующим образом отзывается в магнитосфере, атмосфере, гидросфере, биосфере и, по-видимому, литосфере Земли; тут имеет место разветвление цепи многообразных процессов, у истока которых, в конечном счете, стоит солнечная активность.
Были попытки объяснить спонтанные мутации с позиции теории мишени. Однако расчеты показали, что естественный фон ионизирующего излучения слишком низок, чтобы за его счет можно было отнести существующую частоту спонтанных мутаций и хромосомных аберраций. В последние годы была показана возможность резонансной сенсибилизации клеток и клеточных органелл радиоволнами, которая может быть реализована не только подачей внешней энергии, но и внутриклеточными процессами. Эта теория основана на том, что в ходе химических реакций формируются радиоизлучения на основе неравновесного заселения энергетических уровней, обусловленных взаимодействием моментов электронов и ядер с внешними электромагнитными полями . С другой стороны, было доказано, что белковые структуры живых клеток способны генерировать иммуноспецифические излучения в оптическом диапазоне электромагнитных волн, а нуклеиновые кислоты являются ловушками излучений ультрафиолетового диапазона.
Таким образом, в зависимости от структурного уровня организации хромосом резонансные частоты, на которые может реагировать геном живой клетки, лежат в достаточно широком диапазоне длины волн . Сегодня некоторые экспериментальные данные позволяют предположить существование резонансного механизма, при котором слабое статическое магнитное поле, сравнимое по силе с геомагнитным, и меняющееся во времени магнитное поле в низкочастотном диапазоне могут вызывать значительные биологические эффекты. Среди многих проблем теоретической биологии и медицинской генетики остается открытым вопрос о природе сигналов, влияющих на генную активность в процессе клеточной дифференцировки во время эмбриогенеза. Поэтому изучение влияния естественных и техногенных низкочастотных полей на геном человека может приблизить нас к пониманию эволюционно закрепленных механизмов естественного мутационного процесса.
На сегодняшний день отсутствуют надежные методы, позволяющие оценить генетические эффекты комплексного воздействия факторов среды. Поэтому долгосрочная система мониторинга на основе обширных компьютеризированных баз данных, включающих подробные сведения о семьях с наследственной патологией и врожденными пороками развития, создает предпосылки для выявления факторов, участвующих в динамике генофондов популяций, и изучения механизмов формирования генетического груза.
4-2. Материал и методы.
В настоящем исследовании использован эпидемиологический подход. Система генетического мониторинга в г. Томске основана на регистрации всего спектра врожденной патологии среди живорожденных, мертворожденных и умерших детей в возрасте до одного года. В исследование были включены данные, полученные по архивным материалам родовспомогательных учреждений, прозекторской службы г. Томска и текущей регистрации. Сведения о семьях, имеющих детей с ВПР, уточняли в ходе медико-генетического консультирования и вносили в компьютеризированный регистр врожденных пороков развития.
Анализируемые данные представляли собой матрицу наблюдений, в которой содержались абсолютные и относительные показатели ежегодной рождаемости детей и отдельно данные о рождаемости детей с ВПР за период с 1979 г. по 1998 г. Кроме того, матрица содержала такой показатель ежегодной солнечной активности, как число Вольфа (W). Число Вольфа - один из распространенных показателей СА. Он определяется по формуле: W=k(10g+f), где g - число групп пятен на диске Солнца в день наблюдения, f - число отдельных пятен, k - коэффициент, характеризующий наблюдательный прибор (порядка единицы). Числа Вольфа регистрируются с 1848 года. В работах были использованны данные календаря солнечной активности главной астрономической обсерватории РАН. Для изучения влияния СА на частоту ВПР весь массив наблюдений был разбит на две части: с низкой СА - до среднего значения W за исследуемый 20-летний период, равного 69,1, и с высокой СА ( W выше 69,1).
Все выявленные в ходе исследования случаи ВПР были распределены в соответствии с тремя системами регистрации.
Первая система регистрации предполагает учет полного спектра ВПР и распределение их по системам организма (классификация ВОЗ). Вторая система регистрации соответствует классификации Международного центра врожденных пороков развития и включает 19 нозологических форм. Третья система регистрации, включающая 9 форм ВПР, однозначно диагностируемых врачами всех специальностей, использовалась в практическом здравоохранении при организации медико-генетической службы на территориях бывшего Советского Союза.
4-3. Результаты и обсуждение.
Средняя частота Врожденных Пороков Развития (ВПР) в России за 20-летний период наблюдения (1979-1998 гг.) составила 23,65%. Максимальная суммарная частота ВПР была зарегистрирована в 1987 и 1997 годах и составила 30,2% и 35,2% соответственно. Минимальная суммарная частота ВПР была зафиксирована в 1979 и 1989 годах и составила 14,49% и 13,90% соответственно. Кроме того, значимое увеличение частоты ВПР относительно средней зарегистрировано в 1981, 1985, 1996 и 1998 годах, вместе с тем в 1983, 1989, 1990 годах зарегистрирована низкая частота ВПР (табл. 1).
Таблица 1
Динамика
частоты ВПР в
мегаполисах
РФ (1979-1998 гг.).
Частота 1 на 10000
новорожденных
|
Годы |
Полный
спектр |
19
нозологических
|
9
нозологических
|
|
1979 Всего: |
14,49* 23,65 |
8,26* 14,23 |
3,81* 7,12 |
Примечание:
*
статистически
значимое
отклонение
ВПР относительно
среднего
значения Р<0,05
В целом, за
весь период
исследования
с 1979 по 1998 гг., как
показал
регрессионный
анализ изменения
частоты ВПР
во времени. В
ходе настоящего
исследования
мы
установили,
что колебание
частоты ВПР в
динамике
носит циклический
характер.
Периоды
между максимальными
частотами
ВПР (1987-1997 г.г.) и
периоды между
минимальными
частотами
ВПР (1979-1989 г.г.)
составили
одиннадцать
лет (рис. 1).
Амплитуда
колебания
частоты ВПР
от минимума к
максимуму (с 14,49%
до 30,2%) в первом
одиннадцатилетнем
цикле
составила 15,71%, а
во втором (с 13,9%
до 35,2%) ≈ 21,3%, что
выше на 5,59%.
Рис. 1 Динамика
суммарной
частоты ВПР в
г.
Владивостоке
С другой
стороны,
известно, что
примерно через
одиннадцать
лет
магнитное
поле Солнца
кардинальным
образом
преобразуется,
а одиннадцатилетний
цикл
солнечной
активности
является
одним из
самых
высокоамплитудных
из всех
известных
гелиоритмов.
В связи с
этим и была
выдвинута
гипотеза о
возможной
зависимости
частоты ВПР
от солнечной
активности.
Для двух
групп
наблюдений,
соответствующих
разным
периодам
солнечной
активности,
определялись
частоты ВПР.
Массиву с высокой
СА
соответствуют
периоды с 1979 по
1983 годы и с 1988 по 1993
годы. Массиву
с низкой СА
соответствуют
периоды с 1983 по
1988 годы и с 1993 по 1998
годы. В ходе
проверки
гипотезы о
равенстве
частот ВПР в
периоды
низкой и
высокой СА
были
обнаружены
статистически
значимые
различия
частот.
Минимальная
величина
достигнутого
уровня
значимости
наблюдалась
при
сравнении частот
для полного
спектра ВПР (Z =
5,73; Р = 0,000000)
(Табл. 2) и 19
нозологических
форм ВПР,
учтенных по
классификации
Международного
центра врожденных
пороков
развития ICBDMS (Z=3,70;
Р=0,000108) (Табл. 3).
Таблица 2.
Структура
врожденных
пороков
развития у новорожденных
г. Томска.
Частота 1 на 10000
новорожденных.
|
Системы
организма |
Период
низкой СА |
Период
высокой СА |
Критерий Z |
|
1. ЦНС и органы
чувств Всего: |
2,10 25,93 |
2,10 21,26 |
0,035 5,728 |
В
периоды
низкой СА
зафиксировано
значимое
повышение
пороков
развития
сердечно-сосудистой
системы (Z=3,51; P=0,000208),
пороков
костно-мышечной
системы (Z=3,35; Р=0,000404),
пороков кожи
и ее
придатков (Z=2,97;
P=0,001489), пороков
половых
органов (Z=2,73; Р=0,003168),
синдрома Дауна
(Z=2,14; Р=0,01б177),
множественных
ВПР (Z==1,85; P=0,032157),
агенезии/дисгенезии
почек (Z=1,71; Р=0,043633).
Значимое
снижение в
периоды
низкой СА и повышение
в периоды
высокой СА
зарегистрировано
только для
расщелины губы
(Z=2,01; Р=0,022216) и
пороков
последа (Z=2,22; P=0,013209),
которые
включают грыжи
пупочного
канатика (Z=2,44;
Р=0,007344) ( Табл. 2,
табл. 3).
Таблица 3
Частота 19
нозологических
форм ВПР в
различные
периоды 11-летнего
цикла
г. Томск (1979-1998
гг.). Частота 1
на 10000
новорожденных
|
Нозологические
формы |
Период
низкой СА |
Период
высокой СА |
Критерий Z |
|
1.
Анэнцефалия
Всего: |
0,32 14,61 |
0,22 12,32 |
0,977 3,690 |
Примечание:
ВПС -
врожденные
пороки
сердца; МВПР -
множественные
врожденные
пороки развития.
Корреляционный
анализ
установил
наличие
статистически
значимой
отрицательной
корреляционной
связи
суммарной
частоты
полного
нозологического
спектра
(первая
система
регистрации)
(г=-0,54, Р=0,01) и 19
нозологических
форм (вторая
система
регистрации)
(г=-0,5, Р=0,02) ВПР с числом
Вольфа.
Аналогичный
характер
проявления
корреляционной
связи
выявлен для
синдрома
Дауна (г=-0,46, Р=0,04)
и врожденных
пороков
сердца (г=-0,49, Р=0,03).
Для
расщелины
губы (г=0,5, Р=0,02)
и грыжи
пупочного
канатика (г=-0,49,
Р=0,03)
обнаружена
положительная
корреляция с
числом
Вольфа (Табл.
4).
Таблица 4
Корреляционная
связь между
солнечной активностью
и частотой
врожденных
пороков развития
|
Нозологическая
форма ВПР |
Коэффициент
|
Достигнутый
уровень
значимости
"р" |
|
Полный
спектр ВПР |
-0,54 |
0,01 |
Наличие
статистически
значимой
корреляции
делает
разумной и
оценку
регрессионных
зависимостей
частот ВПР и
уровня СА.
Было
установлено,
что для ряда
пороков регрессионная
зависимость
доли ВПР от
числа Вольфа
описывается
статистически
значимым
полиномом
второй
степени с
ненулевым
свободным
членом. Ниже
приведен
график, отражающий
такую
зависимость
между долей
ВПР половых
органов и
солнечной
активностью
(Рис. 2).
Рис. 2.
Зависимость
доли ВПР
половых
органов при различных
уровнях
солнечной
активности
Отметим,
что
большинство
статистически
значимых
связей между
долей ВПР и
солнечной
активностью
относительно
невелики по своей
интенсивности.
Максимальные
значения
модулей
коэффициентов
корреляции
имели
значения
порядка 0,5 и менее.
Этот факт
вполне
объясним,
поскольку число
Вольфа
является
одним из
многих характеристик
солнечной
активности,
причем далеко
не самым
точным. Общее
же число
показателей
солнечной
активности
на сегодня составляет
несколько
десятков.
Таким образом, современные статистические исследования показывают, что уровень врожденных пороков развития внутренних органов человека находится в антикорреляции с показателем пятнообразующей активности Солнца, что само по себе является весьма примечательным. В современной науке пока нет объяснения подобному явлению, надеемся, что оно появится в ближайшее время.
4-4. Другие
заболевания.
На
большом
статистическом
материале
было
показано, чтопреждевременные
роды, а также
токсикозы
второй
половины
срокабеременности
в полтора
раза более
часты при
высокой
солнечной и магнитной
активности.
Известно,
что чем
дальше на
север, тем
интенсивность
возмущенности
магнитного
поля во время
магнитных
бурь больше.
Она максимальна
в
зоне
полярных
сияний. Точно
так же
изменяется и
частота
нарушений
нормальной
работы
организма:
чем дальше на
север, тем
число
случаев
преждевременных
родов и
токсикозов
больше. Так, в
зоне
полярных
сияний
количество
таких случаев
примерно в полтора
раза
больше,
чем в средней
полосе.
Установлена
также связь
между
уровнем солнечной
активности и
заболеваемости
раком кожи (злокачественной
меланомой). В
высоких
широтах
наибольшая
заболеваемость
совпадает во времени
с периодом
высокой
солнечной
активности. В
средних
широтах
максимум
заболеваемости
наступает на
2 года позднее
максимума
солнечной
активности.
Обострение
глазных
заболеваний
также тесно
связано с магнитными
бурями.
Выполнены
и другие
исследования,
в которых
показано, что
в
дни
магнитных
бурь
приступов
глаукомы больше,
чем при
отсутствии
магнитных
бурь.
Специалисты
считают, что
декомпенсация
глаукомного
процесса,
помимо
прочих
причин, зависит
от
возмущения
магнитного
поля Земли.
Это
естественно,
поскольку
глаукома
является заболеванием
всего
организма.
Поэтому
нейрососудистые,
эндокринные
и обменные
нарушения
играют
исключительно
важную роль в
этиологии
этого
заболевания.
А эти
нарушения,
как известно,
связаны и с магнитными
бурями.
Изучалась
также
заболеваемость
злокачественными
новообразованиями
в
Туркмении за
время одного
цикла
солнечной
активности.
При этом
было
установлено,
что в годы
пониженной
солнечной
активности
заболеваемость
злокачественными
новообразованиями
была больше,
чем
в годы
высокой
солнечной
активности (лейкоцитарный
показатель в
этих
условиях был
более
низким).
При
снижении
солнечной
активности
содержание
лейкоцитов в
периферической
крови
уменьшается.
При высокой
солнечной
активности
космические
факторы
задерживают
рост зарождающихся
злокачественных
опухолей,
но не
оказывают
влияния на
доброкачественные
процессы и
предраковые
образования.
Изучались
также
напряженные
и ответственные
периоды в
физиологии
женского
организма, такие как
родовая
деятельность
и течение
менструального
цикла. Было
проведено
сопоставление
большого
количества
медицинских
данных с
возмущением
магнитного
поля
Земли.
Оказалось,
что время
наступления
месячных
кровотечений
сдвигается
от
нормального
в
зависимости
от уровня
магнитной
активности:
магнитные
бури могут
ускорить
наступление
месячных.
Они могут
также
провоцировать
преждевременные
роды.
Достоверно
установлено,
что к концу
магнитной
бури значительно
увеличивается
количество
быстрых
родов.
Каковы же
механизмы
влияния солнечной
активности
на наше
здроровье? Следует
подчеркнуть,что
многие из них
очень сложны
и специфичны для
рассмотрения
в данной
работе. Но
некоторые
простые
механизмы мы
способны
рассмотреть
и здесь.
О
О последствиях
магнитных
бурь для
самочувствия
слышали
многие. Но
только
недавно
московские
ученые определили,
что в той или
иной степени
реагируют на
них примерно
80% (!) людей. В
первые 3-6
часов
магнитной
атаки органы
и системы человека
(заметьте, не
обязательно
страдающего
нервными или
сердечно-сосудистыми
заболеваниями)
работают на
повышенных
оборотах.
Затем
наступает двух-трехсуточный
спад, что
неизбежно
влечет за
собой упадок сил.
Большинство
людей за сутки-двое
до магнитной
бури (то есть
день в день
со вспышкой
на Солнце и
даже ранее)
уже
реагируют
изменением
состояния
систем
организма. У
многих это не
сказывается
на самочувствии,
но приборы
это
фиксируют ясно.
Возможно,
солнечное
излучение в
дни вспышек
какое-то
особенное?
Однако факт
остается
фактом: не
только
животные
чувствуют
приближение
бури -
большинство
людей на это
способны.
Организм
здорового
человека
приспосабливается
к стрессу, в
том числе
спровоцированному
магнитными
бурями. Если
они следуют одна за
одной с
интервалом в
6-7 дней, то, как
правило, после
первой
организм уже
"обучен" и на
две другие не
реагирует,
что и спасает
большинство
из нас.
«Связь
состояния
здоровья с
солнечной
активностью
достаточно
сложная», -
подтверждает
Майя
Нуждина. Например,
прошлогодняя
эпидемия
гриппа очень
похожа на ту,
что была
десять лет
назад.
Замечено, что
с
приближением
максимума
солнечной
активности
вирус гриппа
особенно
изменчив, это
создает
сложности в
его
профилактике.
А вот с
инфарктами
ситуация
несколько
иная. В период
максимума
количество
смертей меньше,
чем в период
минимума. Но
это не
значит, что активное
Солнце -
благо для
сердца.
Каким
образом
колебания
магнитного
поля
получают
такую власть
над человеком?
Во-первых, в
крови растворено
достаточно
много железа,
в дни
бурь она
становится
более вязкой,
и
артериальное
давление
повышается.
Во-вторых,
американские
ученые
обнаружили в
мозге
миллионы
кристаллов
магнетита.
Они, воспринимая
колебания
магнитного
поля, передают
сигналы на
выработку
дополнительных
доз гормонов,
в том числе
гормона
стресса - адреналина.
А его избыток
ведет к
повышению давления,
провоцирует
сбои в работе
сердца. Причем
не только
больного.
Если светит
яркое солнце,
выходя на
улицу,
наденьте
очки с
ультрафиолетовыми
фильтрами,
так как
солнечный
ультрафиолет
вреден для
зрения.
Садясь за
руль в день
магнитной бури,
будьте
особенно
внимательны
и помните, что
реакция в
этот день
ухудшается.
Если у вас больное сердце, в день бури и два последующих дня уменьшите нагрузки, контролируйте артериальное давление и сердечный ритм, принимая назначенные лекарства.
Человек - не единственное живое существо на планете, и не на него одного распространяет своё влияние Солнце. Рассмотрим примеры влияния солнечной активности на других представителей жизни на Земле.
Исследователей
Байкала
давно
интересовала
одна из его
наиболее интригующих
загадок - так
называемые
"мелозирные
годы", когда в
весеннем
планктоне
подо льдом
интенсивно
развиваются
крупноклеточные
виды водорослей,
давая
вспышку в
величине
биомассы в
десятки раз
по сравнению
с обычными
годами.
Несмотря на
неоднократные
попытки
раскрыть
секрет этих
"мелозирных
лет", явление
до
последнего
времени оставалось
непонятным.
Лишь недавно
нами было
установлено,
что циклы
развития
весеннего
фитопланктона
резонансно
сопряжены с циклами
солнечной
активности. В
многолетней
динамике
всплески
биомассы, как
правило,
3-кратно
укладывались
в 11-летние
отрезки
времени с
интервалами
4, 3 и снова 4 года,
причем концы
этих
отрезков
ложились на
пики
солнечной
активности,
но иногда интервалы
между вспышками
удваивались
и три
"мелозирных
года" наблюдались
уже на вдвое
более
длинном отрезке
в 22 года (с 1968 по 1990
гг.).
Была
обнаруженна
взаимосвязь
между
уровнем
солнечной
активности и
длиной
циклов
весеннего
фитопланктона.
Таблица 1, по моему
мнению, наглядно
показывает
это.
Непосредственный
физический
механизм
влияния
солнечной активности
на
биологические
процессы
остается
пока
нераскрытым,
но я считаю
это делом
недалёкого
будущего.
Таблица 1
|
Номер
цикла |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
Максимальная
солнечная
активность
в числах
Вольфа |
152 |
190 |
106 |
155 |
158 |
|
11-летние
отрезки |
1947-1957 |
1958-1968 |
1969-1979 |
1980-1990 |
1991-2001 |
|
Длина
циклов в годах |
3-4 |
3-4 |
6-8 |
6-8, слабые 3-4 |
3-4, слабые 6-8 |
Фитопланктон далеко не уникален в своём подчинении солнечно-земным ритмам, существуют подобные закономерности и в жизни других представителей флоры и фауны. Солнечным ритмам подчиняются стада крупно-рогатого скота в своих миграциях, птицы в перелетах, циклы размножения бактерий и вирусов часто коррелируют с гелиоритмами. Солнечное влияние на биосферу всеобъемлюще, и людям, как жителям нашей планеты, нельзя забывать о нём.
5. Заключение
В
заключении
хотелось бы
подвести
кое-какие
итоги
изучения
солнечно-земных
связей на
сегодняшний
день. Прежде всего
хотелось бы
отметить
успехи
современной
науки в
процессе
изучения системы
Солнце-Земля
в наше время:
1.
Благодаря
усилиям
многих
ученых (в том
числе и
русских) были
открыты и
исследованы
короткие
(меньше 11- летнего)
циклы
солнечной
активности 152,
683, 27, 512, 273, 128 суточные
и более
короткопериодичные.
В нашей
стране
большой
вклад в
изучение
коротких
циклов
внесли
петербургские
астрономы
Р.Н.Исханов и
Е.В. Милецкий.
2.
Были
получены
первые
нейтринные
изображения
солнечных
недр, что
пролило свет
на механизм
возникновения
и переноса
энергий в
звезде и,
следовательно,
на процессы,
так важные
именно для
земных
обитателей, –
солнечные
вспышки,
корональные
выбросы и
прочие
проявления
солнечной
активности.
3.
Были
обнаружены
новые, ранее
неизвестные проявления
солнечно-земных
связей, а
именно
влияние
значения
разных
индексов
солнечной
активности на
нас:
процентное
содержание
фитоплангтона
в озерах и
морях, на
уровень
солености морей,
на рождение
торнадо и ураганов,
на
прозрачность
атмосферы
над крупнейшими
обсерваториями,
на скопление
метана в
горнодобывающих
шахтах и еще
многое-многое
другое.
Особенно
ошеломляющей
для меня была
антикореляция
уровня чисел
Вольфа и
количества
врожденных
пороков
развития в
мегаполисах
России.
Оказывается,
что солнце
своей активностью
несет нам
далеко не
только вред!
Солнечная
активность
также
способна
уменьшить
содержание
озона в
приполярных
областях Земли.
Во время
максимумов 11, 22-летних
циклов
происходит
уменьшение
его содержания
на 20-40%! Сразу же
становится
ясно, что
аэрозоли,
фреон и
хлорсодержащие
агенты не
могут оказывать
влияние
такого
масштаба как
наше дневное
светило.
4. В
свете
научно-технического
прогресса
стало
возможным
создание
мощных
современных
сетей
наблюдения
за
солнечными
процессами.
Наземным
обсерваториям
помогают
также
обсерватории
орбитальные.
Для них нет
плохой
погоды и
мощного,
неспокойного
щита
атмосферы,
поэтому
наблюдения
не прерываются
ни на минуту.
Благодаря
современным
средствам
передачи
цифровых
данных и всеобъемлющим
компьютерным
сетям, информация
через
короткое
время
становится
доступной
желающим со
всего света.
Оперативность
– вот отличительная
черта науки
нашего
времени.
5. И наконец,
благодаря
развертыванию
сетей солнечного
мониторинга,
возросла
точность
прогнозирования
«солнечной
погоды»,
понятия очень
немаловажного
для нас,
особенно при
эксплуатации
точной
электронной
техники.
К
сожалению, на
данный
момент мы не
знаем:
a)
Механизмов
многих
катастрофических
явлений на
Солнце, таких
как
«Маундеровский
минимум» и
прочие
вариации
светимости
нашей звезды
в далеком
прошлом. Мы
определенно
не можем
сказать,
повторятся
ли они в
будущем - ближайшем
или далеком.
Также мы не
можем судить
о
существовании
длительных
(миллионы и
тысячи лет)
циклов, кроме
как по
косвенным
свидетельствам
исторических
хроник.
б)
Для нас
остаются в
тени
механизмы
появления
некоторых
образований
в солнечной
атмосфере, а
также
причины
хаотичного
появления и
бесследного
исчезновения
коротких
циклов от
одного 11-летнего
к другому.
Солнце
таит в себе
много
загадок,
каждое десятилетие
мы открываем
что-то новое,
что
заставляет нас
резко
поменять
наши взгляды
на ближайшую
звезду и на
нашу жизнь в
целом.
Безусловно,
в будущем,
далеком
будущем,
Солнце
приоткроет
перед нами последнюю
из своих
тайн. А пока
мы, зная его
неровный
нрав, должны
стремиться к
познанию, не
забывая о
подстерегающей
нас
опасности,
ища пути
возможного
противостояния
ему. Ведь недаром
Айзек Азимов
в своей книге
«Выбор катастроф»
ставит
катастрофы,
связанные с
изменениями
Солнца, на 2-е
место после
тепловой
смерти Вселенной.
Как
известно, кто
предупрежден,
тот вооружён.
Надеюсь, эта
работа
косвенно
поможет вам
уберечься от
звездных
катаклизмов.