Жодна жива істота не матиме росту без сонячного світла. Все зачахне, особливо рослини. Навіть природні копалини - вугілля, природний газ, нафта - є різновидом сонячної енергії, яка була відкладена в запас. Про це свідчить вуглець, накопичений рослинами. На думку вчених, будь-які зміни у виробленні енергії Сонця неминуче спричинять зміну клімату Землі. Що ми знаємо про ці зміни? Що таке сонячні плями, спалахи і чим загрожує для нас їхня поява?
Джерело життя
Зірка на ім "я Сонце - наше джерело тепла та енергії. Завдяки цьому світилу на Землі підтримується життя. Про Сонце нам відомо більше, ніж про будь-яку іншу зірку. Це зрозуміло, адже ми є частиною Сонячної системи і знаходимося від неї всього в 150 млн км.
Для вчених великий інтерес представляють сонячні плями, які виникають, розвиваються і зникають, а замість зниклих появ охоплюються нові. Іноді можуть утворюватися плями-виконини. Наприклад, в Апре, що 1947 року, можна було спостерігати на Сонці складну пляму площею, що перевищує земну поверхню в 350 разів! Його можна було спостерігати нево розвантаженим оком.
Вивчення процесів на центральному світилі
Існують великі обсерваторії, що мають спеціальні телескопи для вивчення Сонця. Завдяки такому обладнанню астрономи можуть дізнатися, які процеси на Сонці відбуваються і як вони відбиваються на земному житті. Крім того, завдяки вивченню сонячних процесів вчені можуть дізнатися більше про інші зіркові об 'єкти.
Енергія Сонця в поверхневому шарі виривається у вигляді світла. Астрономи фіксують істотну відмінність у сонячній активності, про що свідчать сонячні плями, що з 'являються на світилі. Вони являють собою менш світлі і більш холодні області сонячного диска в порівнянні із загальною яскравістю фотосфери.
Сонячні утворення
Великі плями досить складно влаштовані. Їм характерна полутень, яка оточує темну область тіні і має діаметр, більший більш ніж у два рази, ніж розмір самої тіні. Якщо спостерігати сонячні плями на краю диска нашого світила, то виникає таке враження, що це глибока тарілка. Виглядає це так тому, що газ у плямах прозоріший, ніж у навколишній атмосфері. Тому наш погляд проникає глибше. Температура тіні 3 (4) х 103 К.
Астрономи з 'ясували, що основа типової плями знаходиться на 1500 км нижче поверхні, що оточує її. Це відкриття зробили вчені з університету Глазго в 2009 р. Очолював астрономічну групу Ф. Вотсон.
Температура сонячних утворень
Цікаво, що за величиною сонячні плями бувають як маленькими, з діаметром від 1000 до 2000 км, так і гігантськими. Розміри останніх значно перевершують показники земної кулі.
Сама по собі пляма - це місце, де у фотосферу виходять найсильніші магнітні поля. Зменшуючи енергетичний потік, магнітні поля виходять з самих надр Сонця. Тому на поверхні, в місцях де є плями на сонці, температура приблизно на 1500 К менше, ніж у навколишній поверхні. Відповідно ці процеси роблять ці місця менш яскравими.
Темні утворення на Сонці утворюють групи з великих і маленьких плям, які здатні займати значного розміру області на диску світила. Однак картина утворень нестабільна. Вона постійно змінюється, оскільки плями на Сонці теж нестабільні. Вони, як було сказано вище, виникають, змінюються в розмірах і розпадаються. Однак час життя у груп темних утворень досить-таки тривалий. Воно може тривати протягом 2-3-х сонячних обертів. Сам період обертання Сонця триває приблизно 27 діб.
Відкриття
Коли Сонце опускається за горизонт, можна побачити плями найбільшого розміру. Так вивчали сонячну поверхню астрономи Китаю 2000 років тому. Давнину вважалося, що плями - це наслідок процесів, що відбуваються на Землі. У XVII столітті таку думку спростував Галілео Галілей. Завдяки використанню телескопа йому вдалося зробити багато важливих відкриттів:
- про появу та зникнення плям;
- про зміну розмірів і темних утворень;
- форма, яку мають чорні плями на Сонці, змінюється при наближенні їх до межі видимого диска;
- вивчаючи пересування сонячним диском темних плям, Галілео довів обертання Сонця.
Серед усіх дрібних плям зазвичай виділяються два великих, які утворюють біполярну групу.
У 1859 році, 1 вересня, незалежно один від одного два англійські астрономи спостерігали за Сонцем у білому світлі. Це були Р. Керрінгтон і Ш. Ходжсон. Вони побачили щось подібне до блискавки. Воно несподівано згорнуло серед однієї групи сонячних плям. Пізніше це явище було названо сонячним спалахом.
Вибухи
Які характеристики мають спалахи на Сонці і як виникають? Коротко: це дуже потужний вибух на головному світилі. Завдяки йому швидко вивільняється величезна кількість енергії, яка накопичилася сонячній атмосфері. Як відомо, обсяг цієї атмосфери обмежений. Найбільш часто спалахи виникають в областях, які вважаються нейтральними. Вони розташовані між великими біполярними плямами.
Як правило, спалахи на Сонці починають розвиватися з різкого і несподіваного збільшення яскравості на факельному майданчику. Це область більш яскравої і більш гарячої фотосфери. Після цього виникає вибух катастрофічних масштабів. Під час вибуху плазма нагрівається від 40 до 100 млн К. Ці прояви можна спостерігати в багаторазовому посиленні ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання коротких хвиль Сонця. Крім цього, наше світило видає потужний звук і викидає прискорені корпускули.
Які йдуть процеси і що відбувається з Сонцем під час спалахів?
Іноді виникають такі потужні спалахи, які генерують сонячні космічні промені. Протони космічних променів досягають половинної швидкості світла. Ці частинки - носії смертоносної енергії. Вони можуть безперешкодно проникати крізь корпус космічного корабля і руйнувати живі організми на клітинному рівні. Тому сонячні космічні становлять високу небезпеку для екіпажу, який наздогнав під час польоту раптовий спалах.
Так, Сонце випромінює радіацію у вигляді частинок і електромагнітних хвиль. Загальний потік випромінювання (видимого) залишається постійним завжди. Причому з точністю до часток відсотка. Слабкі спалахи можна спостерігати завжди. Великі відбуваються раз на кілька місяців. У роки максимальної сонячної активності великі спалахи спостерігаються кілька разів на місяць.
Вивчаючи, що відбувається з Сонцем під час спалахів, астрономи змогли виміряти тривалість цих процесів. Маленький спалах триває від 5 до 10 хвилин. Найпотужніші - до кількох годин. За час спалаху, в простір навколо Сонця, викидається плазма з масою до 10 млрд тонн. При цьому виділяється енергія, що має еквівалент від десятків до сотень мільйонів водневих бомб! Але потужність навіть найбільших спалахів не буде більше сотих часток відсотка від потужності повного сонячного випромінювання. Ось чому при спалаху не спостерігається помітного зростання світності Сонця.
Сонячні перетворення
5800 К - приблизно така температура на поверхні сонця, а в центрі вона сягає 16 млн К. На сонячній поверхні спостерігаються бульбашки (зернистість). Їх можна розглянути тільки за допомогою сонячного телескопа. За допомогою процесу конвекції, що відбувається в сонячній атмосфері, з нижніх шарів теплова енергія переноситься у фотосферу і надає їй пеністу будову.
Не тільки температура на поверхні Сонця і в самому його центрі різна, але і щільність з тиском. З глибиною всі показники збільшуються. Оскільки в ядрі температура дуже висока, там відбувається реакція: водень перетворюється на гелій і при цьому відбувається виділення величезної кількості тепла. Таким чином Сонце утримується від стиснення під дією своєї ж сили тяжкості.
Цікаво, що наше світило - це одиночна типова зірка. Маса і розмір зірки Сонце в діаметрі відповідно: 99,9% маси об 'єктів сонячної системи і 1,4 млн км. Жити Сонцю, як зірці, залишилося 5 мільярдів років. Воно буде поступово нагріватися і збільшуватися в розмірах. По ідеї, настане момент, коли в центральному ядрі весь водень витрачається. Сонце стане в 3 рази більше сьогоднішніх розмірів. У підсумку воно охолоне і перетвориться на білий карлик.