Solflekker

Solen er den eneste av alle stjernene som vi ikke ser som et glitrende punkt, men som en skinnende skive. Takket være dette er astronomer i stand til å studere forskjellige detaljer på overflaten.

Hva er det solflekker?

Solflekker er langt fra stabile formasjoner. De oppstår, utvikler seg og forsvinner, og nye ser ut til å erstatte de som har forsvunnet. Noen ganger dannes det gigantiske flekker. I april 1947 ble det derfor observert en kompleks flekk på solen: området oversteg overflaten kloden 350 ganger! Det var godt synlig for det blotte øye 1.

Solflekker

Slike store flekker på solen har blitt lagt merke til siden antikken. I Nikon Chronicle for 1365 kan man finne en omtale av hvordan våre forfedre i Rus så "mørke flekker, som spiker" på solen gjennom røyken fra skogbranner.

Solflekker som vises på den østlige (venstre) kanten av solen, beveger seg langs skiven fra venstre til høyre og forsvinner bak den vestlige (høyre) kanten av dagslyset, gir en utmerket mulighet til ikke bare å verifisere solens rotasjon rundt sin akse , men også for å bestemme perioden for denne rotasjonen (mer presist, den bestemmes av Doppler-forskyvningen av spektrallinjer). Målinger viste: Solens rotasjonsperiode ved ekvator er 25,38 dager (i forhold til en observatør på en jord i bevegelse - 27,3 dager), i mellombreddegrader - 27 dager og ved polene omtrent 35 dager. Dermed roterer solen raskere ved ekvator enn ved polene. Sone rotasjon armaturet indikerer dens gassformige tilstand. Den sentrale delen av den store flekken ser helt svart ut i et teleskop. Men flekkene ser bare mørke ut fordi vi observerer dem mot bakgrunnen av en lys fotosfære. Hvis flekken kunne undersøkes separat, ville vi se at den lyser sterkere enn en elektrisk lysbue, siden temperaturen er omtrent 4500 K, det vil si 1500 K mindre enn temperaturen til fotosfæren. En middels stor solflekk mot nattehimmelen vil se like lys ut som månen ved fullmåne. Bare flekkene avgir ikke gult, men rødlig lys.

Vanligvis er den mørke kjernen til en stor flekk omgitt av en grå penumbra, bestående av lyse radielle fibre plassert på en mørk bakgrunn. Hele denne strukturen er godt synlig selv med et lite teleskop.

Solflekker

Tilbake i 1774 konkluderte den skotske astronomen Alexander Wilson (1714-1786), som observerte flekker ved kanten av solskiven, at store flekker var fordypninger i fotosfæren. Etterfølgende beregninger viste at "bunnen" av stedet ligger under fotosfærens nivå med gjennomsnittlig 700 km. Med et ord, flekker er gigantiske trakter i fotosfæren.

Rundt flekkene i hydrogenstrålene er virvelstrukturen til kromosfæren godt synlig. Denne virvelstrukturen indikerer eksistensen av voldsomme gassbevegelser rundt stedet. Det samme mønsteret skapes av jernspåner som helles på et pappark hvis en magnet er plassert under dem. Denne likheten førte til at den amerikanske astronomen George Hale (1868-1938) mistenkte at solflekker er enorme magneter.

Hale visste at spektrallinjer splittes hvis den emitterende gassen befinner seg i et magnetfelt (den s.k. Zeeman splitting). Og da astronomen sammenlignet mengden spaltning observert i spekteret av solflekker med resultatene av laboratorieeksperimenter Med gass ​​i et magnetfelt, oppdaget han at flekkenes magnetiske felt er tusenvis av ganger høyere enn induksjonen av jordens magnetfelt. Spenninger magnetfelt ved jordoverflaten er omtrent 0,5 oersted. Og i solflekker er det alltid mer enn 1500 oersted - noen ganger når det 5000 oersted!

Oppdagelsen av den magnetiske naturen til solflekker er en av de viktigste oppdagelsene innen astrofysikk på begynnelsen av 1900-tallet. For første gang ble det slått fast at ikke bare vår jord, men også andre himmellegemer har magnetiske egenskaper. Solen kom i forgrunnen i denne forbindelse. Bare planeten vår har et konstant dipolmagnetisk felt med to poler, og solens magnetfelt har en kompleks struktur, og dessuten "snører den", det vil si at den endrer fortegn eller polaritet. Og selv om solflekker er veldig sterke magneter, overstiger det totale magnetfeltet til solen sjelden 1 oersted, som er flere ganger gjennomsnittsfeltet til jorden.

Sterkt magnetfelt i en bipolar solflekkgruppe

Det sterke magnetfeltet til solflekkene er nettopp årsaken til deres lave temperatur. Tross alt skaper feltet et isolerende lag under solflekken og, takket være dette, bremser konveksjonsprosessen kraftig - reduserer strømmen av energi fra dypet av stjernen.

Store flekker foretrekker å vises i par. Hvert slikt par er plassert nesten parallelt med solekvator. Den ledende, eller hodet, flekken beveger seg vanligvis litt raskere enn den etterfølgende (hale) flekken. Derfor, i løpet av de første dagene, beveger flekkene seg bort fra hverandre. Samtidig øker størrelsen på flekkene.

Ofte vises en "kjede" av små flekker mellom de to hovedflekkene. Når dette skjer, kan haleflekken gjennomgå rask oppløsning og forsvinne. Bare den ledende flekken gjenstår, som avtar saktere og lever i gjennomsnitt 4 ganger lenger enn sin følgesvenn. En lignende utviklingsprosess er karakteristisk for nesten alle stor gruppe solflekker. De fleste flekker varer bare noen få dager (selv noen timer!), mens andre varer i flere måneder.

Flekkene, hvis diameter når 40-50 tusen km, kan sees gjennom et filter (tett røkt glass) med det blotte øye.

Hva er solutbrudd?

Den 1. september 1859 så to engelske astronomer - Richard Carrington og S. Hodgson, uavhengig av hverandre som observerte solen i hvitt lys, noe som lynet plutselig blinke blant en gruppe solflekker. Dette var den første observasjonen av et nytt, fortsatt ukjent fenomen på Solen; det ble senere kalt et solutbrudd.

Hva er et solutbrudd? Kort sagt er dette en kraftig eksplosjon på solen, som et resultat av at en kolossal mengde energi akkumulert i et begrenset volum av solatmosfæren raskt frigjøres.

Oftest oppstår bluss i nøytrale områder som ligger mellom store flekker med motsatt polaritet. Vanligvis begynner utviklingen av en fakkel med en plutselig økning i lysstyrken til fakkelområdet - et område med lysere, og derfor varmere, fotosfære. Deretter oppstår en katastrofal eksplosjon, hvor solplasmaet varmes opp til 40-100 millioner K. Dette manifesterer seg i en multippel økning i kortbølget stråling fra solen (ultrafiolett og røntgenstråler), så vel som i en økning i dagslysets «radiostemme» og i utslipp av akselererte sollegemer (partikler) . Og noen av de kraftigste faklene genererer til og med solenergi kosmiske stråler, hvis protoner når en hastighet som tilsvarer halvparten av lysets hastighet. Slike partikler har dødelig energi. De klarer å trenge inn nesten uhindret romskip og ødelegge cellene til en levende organisme. Derfor kan solenergiens kosmiske stråler utgjøre en alvorlig fare for et mannskap som blir fanget i et plutselig glimt under en flytur.

Dermed sender solflammer ut stråling i form av elektromagnetiske bølger og i form av materiepartikler. Forsterkningen av elektromagnetisk stråling skjer i et bredt spekter av bølgelengder – fra harde røntgenstråler og gammastråler til kilometerlange radiobølger. I dette tilfellet forblir den totale fluksen av synlig stråling alltid konstant til innenfor en brøkdel av en prosent. Svake utbrudd på solen forekommer nesten alltid, og store oppstår en gang med noen måneders mellomrom. Men i løpet av årene med maksimal solaktivitet oppstår store solutbrudd flere ganger i måneden. Vanligvis varer et lite blink i 5-10 minutter; den kraftigste - flere timer. I løpet av denne tiden blir en sky av plasma som veier opptil 10 milliarder tonn kastet ut i det nære solrommet og energi frigjøres tilsvarende eksplosjonen av titalls eller til og med hundrevis av millioner av hydrogenbomber! Kraften til selv de største blusene overstiger imidlertid ikke hundredeler av en prosent av kraften til den totale strålingen fra solen. Derfor, under en fakkel, er det ingen merkbar økning i lysstyrken til dagslyset vårt.

Under flyturen til det første mannskapet på den amerikanske orbitalstasjonen Skylab (mai-juni 1973) var det mulig å fotografere en blits i lys av jerndamp ved en temperatur på 17 millioner K, som skulle være varmere enn i sentrum av solen fusjonsreaktor. Og i i fjor Pulser av gammastråling ble registrert fra flere fakler.

Slike impulser skylder trolig sin opprinnelse utslettelse elektron-positron-par. Positronet er som kjent antipartikkelen til elektronet. Den har samme masse som et elektron, men er utstyrt med motsatt elektrisk ladning. Når et elektron og et positron kolliderer, slik det kan skje i solflammer, blir de umiddelbart ødelagt, og blir til to fotoner av gammastråler.

Som ethvert oppvarmet legeme sender solen kontinuerlig ut radiobølger. Termisk radioutslipp fra den stille solen, når det ikke er flekker eller blinker på den, kommer den hele tiden fra kromosfæren ved millimeter- og centimeterbølger, og fra koronaen ved meterbølger. Men så snart store flekker dukker opp, oppstår det et bluss, sterke radiobølger oppstår mot bakgrunnen av rolig radioutslipp. radioutbrudd... Og så øker radioutslippet fra solen brått med tusenvis, eller til og med millioner av ganger!

De fysiske prosessene som fører til solutbrudd er svært komplekse og fortsatt dårlig forstått. Men selve det faktum at solutbrudd nesten utelukkende opptrer i store grupper av solflekker, indikerer at utbrudd er relatert til sterke magnetiske felt på Sola. Og blusset er tilsynelatende ikke noe mer enn en kolossal eksplosjon forårsaket av plutselig komprimering av solplasma under trykket fra et sterkt magnetfelt. Det er energien til magnetiske felt, som på en eller annen måte frigjøres, som gir opphav til en solflamme.

Stråling fra solutbrudd når ofte planeten vår, og har en sterk innvirkning på de øvre lagene av jordens atmosfære (ionosfæren). De fører også til fremveksten av magnetiske stormer og nordlys, men mer om det i fremtiden.

Solens rytmer

I 1826 begynte en tysk amatørastronom, farmasøyt Heinrich Schwabe (1789-1875) fra Dessau, systematiske observasjoner og skisser av solflekker. Nei, han hadde ikke tenkt å studere solen i det hele tatt - han var interessert i noe helt annet. På den tiden trodde man at en ukjent planet beveget seg mellom Sola og Merkur. Og siden det var umulig å se den i nærheten av den klare stjernen, bestemte Schwabe seg for å observere alt som var synlig på solskiven. Tross alt, hvis en slik planet virkelig eksisterer, vil den før eller senere sikkert passere over solskiven i form av en liten svart sirkel eller prikk. Og da blir hun endelig "fanget"!

Imidlertid gikk Schwabe, med hans egne ord, på leting etter farens esler og fant riket. I 1851, i boken "Cosmos" av Alexander Humboldt (1769-1859), ble resultatene av Schwabes observasjoner publisert, hvorfra det fulgte at antallet solflekker øker og avtar ganske regelmessig over en 10-årsperiode. Denne periodisiteten i endringen i antall solflekker, senere kalt 11 års syklus solaktivitet, ble oppdaget av Heinrich Schwabe i 1843. Senere observasjoner bekreftet denne oppdagelsen, og den sveitsiske astronomen Rudolf Wolf (1816-1893) klargjorde at maksima i antall solflekker gjentas i gjennomsnitt hvert 11.1 år.

Så antallet flekker varierer fra dag til dag og fra år til år. For å bedømme graden av solaktivitet basert på solflekktellinger, introduserte Wolf i 1848 begrepet det relative antallet solflekker, eller den s.k. Ulvetall. Hvis vi angir med g antall grupper av flekker, og med f det totale antallet flekker, så uttrykkes Wolf-tallet - W - med formelen:

Dette tallet, som bestemmer målet for solflekkaktiviteten til solen, tar hensyn til både antall grupper av solflekker og antallet solflekker i seg selv observert på en bestemt dag. Dessuten er hver gruppe lik ti enheter, og hver plass tas som en enhet. Den totale poengsummen for dagen - det relative ulvetallet - er summen av disse tallene. La oss si at vi observerer 23 flekker på solen, som danner tre grupper. Da vil Ulvetallet i vårt eksempel være: W = 10 3 + 23 = 53. I perioder med minimal solaktivitet, når det ikke er en eneste flekk på Solen, blir den null. Hvis det bare er ett sted på solen, vil ulvetallet være lik 11, og på dager med maksimal solaktivitet er det noen ganger mer enn 200.

Kurven over gjennomsnittlig månedlig antall solflekker viser tydelig arten av endringer i solaktiviteten. Slike data er tilgjengelige fra 1749 til i dag. Gjennomsnitt gjort over 200 år bestemte perioden for endring av solflekker til å være 11,2 år. Riktignok har solflekkaktiviteten til dagslyset vårt akselerert noe i løpet av de siste 60 årene, og denne perioden har gått ned til 10,5 år. I tillegg varierer varigheten merkbart fra syklus til syklus. Derfor bør vi ikke snakke om periodisiteten til solaktivitet, men om syklisitet. Den elleve års syklus er viktigste funksjonen vår sol.

Med sin oppdagelse av magnetfeltet til solflekker i 1908, oppdaget George Hale også loven om veksling av deres polaritet. Vi har allerede sagt at i den utviklede gruppen er det to store flekker - to store magneter. De har motsatt polaritet. Rekkefølgen av polariteter på den nordlige og sørlige halvkule av solen er også alltid motsatt. Hvis den ledende (hode) solflekken på den nordlige halvkule har for eksempel nordlig polaritet, og den etterfølgende (hale) solflekken har sørlig polaritet, vil bildet på den sørlige halvkule av dagslyset være det motsatte: den ledende solflekken har sørlig. polaritet, og den etterfølgende solflekken har nordlig polaritet. Men det mest bemerkelsesverdige er at i den neste 11-års syklusen endres polaritetene til alle flekkene i grupper i begge halvkulene av solen til det motsatte, og med begynnelsen av en ny syklus går de tilbake til sin opprinnelige tilstand. Dermed, solens magnetiske syklus er ca 22 år gammel. Derfor vurderer mange solastronomer den viktigste 22-årige syklusen av solaktivitet, assosiert med en endring i polariteten til magnetfeltet i solflekker.

Det har lenge vært fastslått at i takt med endringen i antall flekker på Solen, endres områdene med blusssteder og kraften til solflammer. Disse og andre fenomener som oppstår V atmosfæren til solen, nå vanligvis kalt solaktivitet. Dens mest tilgjengelige element for observasjon er store grupper solflekker.

Nå er det på tide å svare på det kanskje mest spennende spørsmålet: "Hvor kommer solaktiviteten fra og hvordan kan dens funksjoner forklares?"

Siden den avgjørende faktoren for solaktivitet er magnetfeltet, kan fremveksten og utviklingen av en bipolar gruppe solflekker - et aktivt område på solen - representeres som et resultat av den gradvise oppstigningen til solatmosfæren av et enormt magnetisk tau eller rør, som kommer ut fra ett sted og danner en bue, går inn i et annet sted. På stedet der røret forlater fotosfæren, dukker det opp en flekk med en polaritet av magnetfeltet, og hvor den kommer inn i fotosfæren igjen, med motsatt polaritet. Etter en tid kollapser dette magnetrøret, og restene av det magnetiske tauet synker tilbake under fotosfæren og det aktive området på Solen forsvinner. I dette tilfellet går en del av magnetfeltlinjene inn i kromosfæren og solkoronaen. Her sorterer magnetfeltet liksom det bevegelige plasmaet, som et resultat av at solmateriale beveger seg langs magnetfeltlinjene. Dette gir kronen et strålende utseende. Det faktum at aktive områder på solen bestemmes av magnetiske fluksrør er ikke lenger i tvil blant forskere. Magnetohydrodynamiske effekter forklarer også endringen i feltpolaritet i bipolare grupper av solflekker. Men dette er bare de første skrittene mot å bygge en vitenskapelig basert teori som kan forklare alle de observerte trekk ved aktiviteten til det store lyset.

Gjennomsnittlig årlig ulvetall fra 1947 til 2001

Fotosfære av solen

Forklaring av utseendet til bipolare magnetiske områder på solen. Et enormt magnetrør stiger opp fra den konvektive sonen inn i solatmosfæren

Så på solen er det en evig kamp mellom trykkkreftene til varm gass og monstrøs tyngdekraft. Og sammenfiltrede magnetfelt står i veien for stråling. Flekker dukker opp og kollapser i nettverkene deres. Langs kraftledningene magnetiske linjer høytemperaturplasma flyr opp eller sklir ned fra koronaen. Hvor ellers kan du finne noe slikt?! Bare på andre stjerner, men de er fryktelig langt unna oss! Og bare på Solen kan vi observere denne evige kampen av naturkreftene, som har pågått i 5 milliarder år. Og bare tyngdekraften vil vinne i den!

"Ekko" av solflammer

Den 23. februar 1956 registrerte Sun-servicestasjonene et kraftig bluss i dagslyset. I en eksplosjon av enestående kraft ble gigantiske skyer av varmt plasma kastet inn i det cirkumsolare rom - hver mange ganger større. mer enn jorden! Og med en hastighet på mer enn 1000 km/s stormet de mot planeten vår. De første ekkoene av denne katastrofen nådde oss raskt over den kosmiske avgrunnen. Omtrent 8,5 minutter etter starten av blusset nådde en sterkt økt strøm av ultrafiolett og røntgenstråler de øvre lagene av jordens atmosfære - ionosfæren, og intensiverte dens oppvarming og ionisering. Dette førte til en kraftig forverring og til og med midlertidig opphør av radiokommunikasjon på korte bølger, fordi i stedet for å bli reflektert fra ionosfæren, som fra en skjerm, begynte de å bli intensivt absorbert av den ...

Endring i magnetisk polaritet til solflekker

Noen ganger, når veldig sterke blink, varer radioforstyrrelser i flere dager på rad, helt til den rastløse stjernen «går tilbake til det normale». Avhengigheten kan spores her så tydelig at nivået av solaktivitet kan bedømmes ut fra frekvensen av slike forstyrrelser. Men de viktigste forstyrrelsene forårsaket på jorden av stjernens fakkelaktivitet ligger foran.

Etter kortbølget stråling (ultrafiolett og røntgenstråler) når en strøm av kosmiske solstråler med høy energi til planeten vår. Det er sant at jordens magnetiske skall beskytter oss ganske pålitelig mot disse dødelige strålene. Men for astronauter som jobber i verdensrommet utgjør de en svært alvorlig fare: strålingseksponeringen kan lett overstige tillatt dose. Det er grunnen til at rundt 40 observatorier rundt om i verden hele tiden deltar i Sun Patrol Service - de utfører kontinuerlige observasjoner av dagslysets fakkelaktivitet.

Videre utvikling av geofysiske fenomener på jorden kan forventes en dag eller to dager etter utbruddet. Dette er nøyaktig tiden - 30-50 timer - som kreves for at plasmaskyene skal nå jordens "nabolag". Tross alt er en solfloss noe som en kosmisk pistol som skyter blodlegemer - partikler av solmateriale: elektroner, protoner (kjerner av hydrogenatomer), alfapartikler (kjerner av heliumatomer) inn i det interplanetære rommet. Massen av blodlegemer som brøt ut av blusset i februar 1956 utgjorde milliarder av tonn!

Så snart skyene av solpartikler kolliderte med jorden, begynte kompassnåler å sveipe, og nattehimmelen over planeten var dekorert med flerfargede blink av nordlys. Hjerteinfarkt har økt kraftig blant pasienter, og antall trafikkulykker har økt.

Typer påvirkninger av et solutbrudd på jorden

Hva med magnetiske stormer, nordlys... Under trykket fra gigantiske korpuskulære skyer ristet bokstavelig talt hele kloden: jordskjelv skjedde i mange seismiske soner 2 . Og som for å toppe det hele, endret lengden på dagen seg brått med så mye som 10... mikrosekunder!

Romforskning har vist at kloden er omgitt av en magnetosfære, det vil si et magnetisk skall; inne i magnetosfæren råder styrken til jordens magnetfelt over styrken til det interplanetariske feltet. Og for at en fakkel skal ha innvirkning på jordens magnetosfære og selve jorden, må den skje på et tidspunkt da det aktive området på solen ligger nær midten av solskiven, det vil si orientert mot planeten vår. Ellers vil all fakkelstråling (elektromagnetisk og korpuskulær) fly forbi.

Plasmaet som suser fra overflaten av solen til det ytre rom har en viss tetthet og er i stand til å utøve press på alle hindringer som møtes langs veien. En slik betydelig hindring er jordens magnetfelt - dens magnetosfære. Det motvirker strømmen av solmateriale. Det kommer et øyeblikk da begge pressene er balansert i denne konfrontasjonen. Deretter etableres grensen til jordens magnetosfære, presset av strømmen av solplasma fra dagsiden, i en avstand på omtrent 10 jordradier fra overflaten av planeten vår, og plasmaet, som ikke er i stand til å bevege seg rett, begynner å strømme rundt magnetosfæren. I dette tilfellet strekker partikler av solmateriale sine magnetfeltlinjer, og på nattsiden av jorden (i motsatt retning fra solen) nær magnetosfæren, dannes det en lang sti (hale) som strekker seg utover banen til månen. Jorden med sitt magnetiske skall befinner seg inne i denne blodlegemestrømmen. Og hvis den vanlige solvinden, som hele tiden strømmer rundt magnetosfæren, kan sammenlignes med en lett bris, så er den raske strømmen av blodlegemer generert av en kraftig solflamme som en forferdelig orkan. Når en slik orkan treffer jordklodens magnetiske skall, trekker den seg enda sterkere sammen på den subsolare siden og spiller ut på jorden magnetisk storm.

Dermed påvirker solaktiviteten jordisk magnetisme. Etter hvert som den forsterkes, øker frekvensen og intensiteten til magnetiske stormer. Men denne forbindelsen er ganske kompleks og består av en hel kjede av fysiske interaksjoner. Hovedlenken i denne prosessen er den økte strømmen av blodlegemer som oppstår under solutbrudd.

Noen energiske blodlegemer på polare breddegrader bryter gjennom fra en magnetfelle inn i jordens atmosfære. Og så, i høyder fra 100 til 1000 km, eksiterer raske protoner og elektroner, som kolliderer med luftpartikler, dem og får dem til å gløde. Som et resultat er det Polarlys.

Periodiske «gjenopplivninger» av det store lyset er et naturlig fenomen. For eksempel, etter en storslått solflamme observert 6. mars 1989, eksisterte blodlegemer bokstavelig talt hele magnetosfæren på planeten vår. Som et resultat brøt det ut en sterk magnetisk storm på jorden. Den ble ledsaget av et aurora av forbløffende omfang, som nådde den tropiske sonen i området av California-halvøya! Tre dager senere skjedde et nytt kraftig utbrudd, og natten mellom 13. og 14. mars beundret innbyggerne på den sørlige kysten av Krim også de fortryllende glimtene spredt ut på stjernehimmelen over de steinete tennene til Ai-Petri. Det var et unikt syn, som gløden fra en brann som umiddelbart oppslukte halve himmelen.

Alle de geofysiske effektene nevnt her - ionosfæriske og magnetiske stormer og nordlys - er en integrert del av det mest komplekse vitenskapelige problemet kalt problem "Sol-Jord". Påvirkningen av solaktivitet på jorden er imidlertid ikke begrenset til dette. Dagslysets «pust» manifesterer seg hele tiden i endringer i vær og klima.

Klima er ikke annet enn det langsiktige værmønsteret i et gitt område, og det bestemmes av dets geografiske plassering på kloden og naturen til atmosfæriske prosesser.

Leningrad-forskere fra Forskningsinstituttet for Arktis og Antarktis var i stand til å avsløre at i løpet av årene med minimal solaktivitet råder luftsirkulasjon i bredden. I dette tilfellet blir været på den nordlige halvkule relativt rolig. I løpet av maksimale år, tvert imot, intensiveres meridionalsirkulasjonen, det vil si at det er en intens utveksling av luftmasser mellom de tropiske og polare områdene. Været er i ferd med å bli ustabilt, og det observeres betydelige avvik fra langsiktige klimanormer.

Vest-Europa: Britiske øyer i området med en sterk syklon. Foto fra verdensrommet

1Alle må huske at du under ingen omstendigheter bør se på solen uten å beskytte øynene med mørke filtre. Du kan umiddelbart miste synet

2Forskerstipendiat ved Murmansk-avdelingen av Astronomical and Geodetic Society of Russia (dets styreleder) Viktor Evgenievich Troshenkov studerte virkningen av solaktivitet på klodens tektonikk. Hans globale reanalyse seismisk aktivitet av planeten vår i 230 år (1750-1980) viste tilstedeværelsen lineær avhengighet mellom jordseismisitet (jordskjelv) og solstormer.

Sergey Bogachev

Hvordan er solflekker ordnet?

En av de største aktive regionene i år har dukket opp på solskiven, noe som betyr at det er flekker på Sola igjen – til tross for at stjernen vår går inn i perioden. Sergei Bogachev, en ansatt ved Laboratory of X-ray Solar Astronomy ved Lebedev Physical Institute, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, snakker om naturen og historien til oppdagelsen av solflekker, så vel som deres innvirkning på jordens atmosfære.

I det første tiåret av 1600-tallet forbedret den italienske vitenskapsmannen Galileo Galilei og den tyske astronomen og mekanikeren Christoph Scheiner omtrent samtidig og uavhengig av hverandre teleskopet (eller teleskopet) som ble oppfunnet flere år tidligere og laget på grunnlag av det et helioskop - en enhet som lar deg observere solen ved å projisere bildet hans på veggen. På disse bildene oppdaget de detaljer som kunne forveksles med veggdefekter hvis de ikke beveget seg med bildet - små flekker som prikker overflaten til det ideelle (og delvis guddommelige) sentrale himmellegemet - Solen. Dette er hvordan solflekker kom inn i vitenskapens historie, og ordtaket om at det ikke er noe ideelt i verden kom inn i livene våre: "Og det er flekker på solen."

Solflekker er hovedtrekket som kan sees på overflaten av stjernen vår uten bruk av komplekst astronomisk utstyr. De synlige størrelsene på flekkene er i størrelsesorden ett bueminutt (størrelsen på en 10-kopekmynt fra en avstand på 30 meter), som er på grensen for oppløsningen til det menneskelige øyet. Imidlertid er en veldig enkel optisk enhet, som bare forstørres noen få ganger, nok til at disse gjenstandene kan bli oppdaget, noe som faktisk skjedde i Europa på begynnelsen av 1600-tallet. Individuelle observasjoner av flekker forekom imidlertid regelmessig før dette, og ofte ble de gjort bare med øyet, men forble ubemerket eller misforstått.

I noen tid prøvde de å forklare flekkenes natur uten å påvirke solens idealitet, for eksempel som skyer i solatmosfære, men det ble raskt klart at de forholder seg middelmådig til soloverflaten. Naturen deres forble imidlertid et mysterium frem til første halvdel av 1900-tallet, da magnetfelt først ble oppdaget på Solen og det viste seg at stedene hvor de var konsentrert, falt sammen med stedene der solflekker ble dannet.

Hvorfor ser flekkene mørke ut? Først av alt bør det bemerkes at deres mørke ikke er absolutt. Det ligner snarere på den mørke silhuetten til en person som står mot bakgrunnen av et opplyst vindu, det vil si at den bare er tydelig på bakgrunn av veldig sterkt omgivelseslys. Hvis du måler "lysstyrken" til en flekk, vil du finne at den også sender ut lys, men bare på et nivå på 20-40 prosent av vanlig lys Sol. Dette faktum er nok til å bestemme temperaturen på stedet uten ytterligere målinger, siden fluksen av termisk stråling fra solen er unikt relatert til dens temperatur gjennom Stefan-Boltzmann-loven (strålingsfluksen er proporsjonal med temperaturen til den utstrålende kropp til fjerde potens). Hvis vi setter lysstyrken til den normale overflaten til Solen med en temperatur på omtrent 6000 grader Celsius som en enhet, bør temperaturen på solflekker være omtrent 4000-4500 grader. Strengt tatt er det slik - solflekker (og dette ble senere bekreftet av andre metoder, for eksempel spektroskopiske studier av stråling) er ganske enkelt områder av soloverflaten med lavere temperatur.

Sammenhengen mellom flekker og magnetiske felt forklares av magnetfeltets påvirkning på gassens temperatur. Denne påvirkningen skyldes tilstedeværelsen av en konvektiv (kokende) sone i solen, som strekker seg fra overflaten til en dybde på omtrent en tredjedel solarradius. Kokingen av solplasma hever kontinuerlig varmt plasma fra dypet til overflaten og øker dermed overflatetemperaturen. I områder der overflaten av solen er gjennomboret av rør med et sterkt magnetfelt, undertrykkes effektiviteten til konveksjon til den stopper helt. Som et resultat, uten etterfylling av varmt konvektiv plasma, kjøles overflaten av solen ned til temperaturer på rundt 4000 grader. Det dannes en flekk.

I dag studeres solflekker hovedsakelig som sentre for aktive solområder der solutbrudd er konsentrert. Faktum er at magnetfeltet, hvis "kilde" er solflekker, bringer inn i solatmosfæren ytterligere energireserver som er "ekstra" for solen, og det, som ethvert fysisk system som prøver å minimere energien, prøver å bli kvitt dem. Denne ekstra energien kalles fri energi. Det er to hovedmekanismer for å frigjøre overflødig energi.

Den første er når solen ganske enkelt kaster ut i det interplanetære rommet den delen av atmosfæren som belaster den, sammen med overflødige magnetiske felt, plasma og strømmer. Disse fenomenene kalles koronale masseutkast. De tilsvarende utslippene, som sprer seg fra solen, når noen ganger kolossale størrelser på flere millioner kilometer og er spesielt hovedårsaken magnetiske stormer - virkningen av en slik plasmapropp på jordens magnetfelt bringer den ut av balanse, får den til å oscillere, og forsterker også de elektriske strømmene som flyter i jordens magnetosfære, som er essensen av en magnetisk storm.

Den andre måten er solflammer. I dette tilfellet brennes fri energi direkte i solatmosfæren, men konsekvensene av dette kan også nå jorden – i form av strømmer av hard stråling og ladede partikler. Denne innvirkningen, som er stråling i naturen, er en av hovedårsakene til svikt i romfartøyer, så vel som nordlys.

Men etter å ha oppdaget en solflekk på solen, bør du ikke umiddelbart forberede deg på solutbrudd og magnetiske stormer. En ganske vanlig situasjon er når utseendet av flekker på solskiven, selv rekordstore store, ikke fører til engang en minimal økning i nivået av solaktivitet. Hvorfor skjer dette? Dette skyldes arten av frigjøringen av magnetisk energi på solen. Slik energi kan ikke frigjøres fra en eneste magnetisk fluks, på samme måte som en magnet som ligger på et bord, uansett hvor mye den ristes, ikke vil skape noe solflamme. Det må være minst to slike tråder, og de må kunne samhandle med hverandre.

Siden ett magnetrør som gjennomborer soloverflaten på to steder, skaper to flekker, er ikke alle grupper av flekker der det bare er to eller en flekker i stand til å lage bluss. Disse gruppene er dannet av én tråd, som ikke har noe å samhandle med. Et slikt par flekker kan være gigantiske og eksistere på solskiven i flere måneder, og skremme jorden med størrelsen, men vil ikke skape en eneste, selv minimal, bluss. Slike grupper har en klassifisering og kalles type Alpha, hvis det er en flekk, eller Beta, hvis det er to.

Kompleks solflekk av typen Beta-Gamma-Delta. Topp - synlig flekk, bunn - magnetiske felt vist ved hjelp av HMI-instrumentet om bord på SDO-romobservatoriet

Hvis du finner en melding om utseendet til en ny solflekk på solen, ta deg tid og se på typen gruppe. Hvis det er alfa eller beta, trenger du ikke å bekymre deg - solen vil ikke produsere noen fakler eller magnetiske stormer de kommende dagene. Mer vanskelig klasse er Gamma. Dette er grupper av solflekker der det er flere flekker med nordlig og sørlig polaritet. I et slikt område er det minst to som samhandler magnetisk fluks. Følgelig vil et slikt område miste magnetisk energi og drivstoff solaktivitet. Og endelig Siste klasse- Beta Gamma. Dette er de mest komplekse områdene, med et ekstremt sammenfiltret magnetfelt. Hvis en slik gruppe vises i katalogen, er det ingen tvil om at solen vil løse opp dette systemet i minst flere dager, brenne energi i form av bluss, inkludert store, og støte ut plasma til det forenkler dette systemet til en enkel alfa- eller beta-konfigurasjon.

Til tross for den "skremmende" forbindelsen mellom solflekker og fakler og magnetiske stormer, bør vi ikke glemme at dette er en av de mest bemerkelsesverdige astronomiske fenomener, som kan observeres fra jordoverflaten med amatørinstrumenter. Til slutt, solflekker er et veldig vakkert objekt - bare se på bildene deres tatt fra høy oppløsning. De som, selv etter dette, ikke er i stand til å glemme de negative aspektene ved dette fenomenet, kan trøstes av det faktum at antallet flekker på solen fortsatt er relativt lite (ikke mer enn 1 prosent av diskoverflaten, og ofte mye mindre).

En rekke typer stjerner, i det minste røde dverger, «lider» under i større grad- opptil titalls prosent av arealet kan dekkes med flekker. Du kan forestille deg hvordan de hypotetiske innbyggerne i de tilsvarende planetsystemer er, og nok en gang glede deg over hvilken relativt rolig stjerne vi er så heldige å bo ved siden av.

Svarte flekker på overflaten av solen ble lagt merke til av våre forfedre for tusenvis av år siden, men uten instrumenter, i lang tid De kunne ikke finne ut hva de refererte til, verken solen eller skyggene av forbipasserende himmellegemer. Det var først på 1600-tallet, ved hjelp av et hjemmelaget teleskop, at Galileo Galilei oppdaget at solflekkene var relatert til solen og roterte med den. Etter denne oppdagelsen forble naturen til de mystiske flekkene ukjent i lang tid. Selv i dag kan vi faktisk ikke komme nær stjernen vår for å undersøke fysikken til prosessene i detalj, til tross for at hundrevis av teleskoper nøye overvåker den konstant. Teoretikere vandrer også i mørket av svarte flekker.

Så hva er disse svarte flekkene på den glødende overflaten av solen?

La oss starte med plasma. Solplasma er en fullstendig ionisert gass Plasma kalles den "fjerde aggregeringstilstand stoffer", men denne nummereringen er feil, fordi på universets skala er plasma den vanligste materietilstanden. Alle stjerner er fylt med plasmastoff. Derfor representerer plasma ikke den fjerde, men den første tilstanden av materie i naturen.

Plasma og de frie stoffene som finnes i det elektriske ladninger, skape et dirigentmiljø for elektrisk strøm, som bestemmer samspillet med magnetiske og elektriske felt.

Wikipedia sier: "På grunn av den gode elektriske ledningsevnen til plasma er separasjon av positive og negative ladninger umulig på avstander som er større enn Debye-lengden og til tider større enn perioden med plasmasvingninger."

Her må jeg si at ved høye plasmatettheter og kraftige konveksjonsstrømmer kan det oppstå forlengede plasmatau, noen ganger kalles de "snorer", "tråder", "fibre", "stråler", "magnetrør", og nå også "spikler" ". Disse selene er ekte ledere av elektriske strømmer. Det dannes kraftige magnetfelt rundt slike bunter, som igjen bygger nye elektriske bunter. Det er derfor vi på fotografiene rundt flekkene ser disse tauene i form av særegne striper som danner magnetiske helisiteter.

Flekkene virker visuelt svarte og kalde for oss, mot en veldig lys bakgrunn av fotosfæren med en effektiv temperatur på 5778 0 K, faktisk er temperaturen deres omtrent 4500 0. Gjennomsnittlig dybde på flekkene er 500 km.

Samspillet mellom slike bunter (ledere) med hverandre fører til gjensidig romlig konstruksjon rundt et tenkt senter. Slik er det dannet svart flekk. Det ioniserte stoffet fra dette senteret blir bokstavelig talt "suget ut" inn i buntene som omgir det. Noe som til slutt fører til rask utvidelse av svarte flekker. Siden konvektiv plasmastrøm stiger opp fra solens indre langs radier, skjer dannelsen av ledende elektriske ledninger i radiell retning. Når stoffet kommer inn i området av flekken, "demonteres det" umiddelbart og trekkes inn i en eller annen bunt. Derfor avtar strålingen i midten av stedet mange ganger, og temperaturen i denne sonen synker tilsvarende, noe som fører til usynlighet.

Faktisk skjer utvidelsen av flekken på grunn av elektromagnetisk interaksjon parallelle ledere med strømmer som flyter i én retning. Tiltrekningen av strømførende ledere til hverandre og plassert i en sirkel utvider rommet til denne ringen. På det første stadiet kan ikke plasmaringen brytes på grunn av etterfylling ved stigende plasmastrømmer fra de sentrale delene av solen. Når den ekspanderer, svekkes de elektromagnetiske kreftene i sentrum, og konveksjonsstrømmer begynner å bryte gjennom i de øvre lagene av fotosfæren, og kiler seg inn i plasmatau som begynner å kollapse. Dette fører til resorpsjon av flekken.

Små flekker kan dannes av både stigende og synkende plasmastrømmer. Ved en nedadgående strømning vil magnetfeltet til punktet være motsatt. Slike flekker kan ikke eksistere i lang tid på grunn av plasmatrykk i konveksjonsstrømmer som kommer fra det indre av solen. Samtidig kan flekker dannet av stigende strømmer nå enorme størrelser og vare i omtrent en måned.

Solflekker påvirker direkte klimaet og, som Chizhevsky hevdet, sosiale prosesser.

Solutbrudd (solskjelv)

Men det er usannsynlig at den gamle astronomen
fastslår: «Det er en storm i solen.»
Vi kan stirre på ansiktet av hjertens lyst,
med munnen åpen og øynene uten mysing.

(Vladimir Vysotsky)

Hva er en solstorm (solar flare)? De skriver om det, de snakker om det, de diskuterer det, de venter på det. Men ingen kan si sikkert hva det er.

Det eneste pålitelige faktum er at fakler ikke oppstår uten tilstedeværelse av solflekker.

Under en kraftig bluss øker strømmen av ultrafiolett, røntgen- og gammastråling mange tusen ganger. Radioaktiv fotonstråling når jorden åtte minutter etter starten av fakkelen. Etter noen titalls minutter kommer strømmer av ladede partikler, og etter to-tre dager når skyer av elektroner og protoner jorden.

Ozonlaget og hele jordens atmosfære er beskyttet mot dødelige doser stråling, og det geomagnetiske feltet er fra ladede partikler. Det er imidlertid ikke mulig å beskytte seg 100 % mot hard stråling, så trusselen fra solutbrudd eksisterer. Flare kan skade satellitter, bestråle astronauter og påvirke flyselskaper og strømnett, så det er viktig å forutsi dem og forstå deres natur.

"Solflammer oppstår vanligvis der solflekker med motsatt magnetisk polaritet samhandler, eller mer presist, nær den nøytrale magnetfeltlinjen som skiller regioner med nord- og sørpolaritet. Frekvensen og kraften til solflammer avhenger av fasen av den 11-årige solsyklusen."

En fakkel er en energikilde, med en temperatur på opptil 30 tusen grader. Dette er en kortvarig prosess som varer i omtrent ett minutt. Denne informasjonen får meg til å tenke på sollyn. Hvis blitsen er kraftig, kan plasmabelysningsprosessen fortsette i lang tid (tivis av minutter, noen ganger opptil timer). Alt avhenger av omfanget av det grandiose fenomenet.

Siden solflekker er ustabile prosesser som skjer i fotosfæren, kan vi anta at blusset er et resultat av ustabile (forbigående) prosesser. I kjernen er en solflamme kraftig lyn! Hva betyr den mektigste? I denne sammenheng setter jeg summen av parallellfoldede elementære lyn. Denne enorme strømmen av ioniserte partikler i en enkelt impuls lukkes med motsatt fortegn til de samme partiklene som skytes ut av trykket fra solen.

Faktisk består alle disse lederbuntene av individuelle lyn, men mot den generelle lysbakgrunnen til fotosfæren observerer vi dem i form av nyanser av lysere toner, pulsasjoner.

De magnetiske linjene (se bildet nedenfor), som ladede plasmapartikler suser langs, har et veldig lite avvik og går oppover. Dette forteller deg hvor stort og sterkt solflekkens magnetfelt er. Bildet viser begynnelsen av blusset ved kanten av stedet.

I øyeblikket av et slikt lynnedslag oppstår et kraftig gasstrykk i plasmaet, etterfulgt av en koronal plasmautkastning og et solskjelv.

En solflekk fotografert forfra av Hinode Solar Space Observatory. Plasma skytes ut oppover langs buede magnetfeltlinjer.

I motsetning til jordskjelv, som produserer korte bølger på jorden, i dypet av solen, takket være sollyn, skapes konstant seismisk støy og kraftige solskjelv. Men siden solmateriale ikke er fast, men plasma, demper seismiske bølger raskt.

Solflammer er unike i sin styrke og kraft for frigjøring av termisk, kinetisk, seismisk og lysenergi fra solen.

Moire-korning av soloverflaten

Hvis oksygen var tilstede i tilstrekkelige mengder på solen, ville askepartikler konstant falle ned på jorden vår, som under vulkanutbrudd.

I denne forbindelse vil jeg uttrykke en mer original tanke, som jeg vil starte med spørsmålet: Hva slags granuler (celler) observerer vi fra jorden gjennom et teleskop? Ved tilstrekkelig høy forstørrelse fremstår solens overflate for oss i form av moirékorn.

Granulær struktur av soloverflaten, en mørk flekk i midten

Bildet viser tydelig celler omgitt av mørke grenser med forskjellige former.

Hva er disse granulære cellene og hvor kommer de fra?

Solplasma blir noen ganger sammenlignet med kokende buljong. Denne sammenligningen er ganske riktig, fordi gir en visuell modell i miniatyr - soloverflaten. Når vi tilbereder kjøttkraft på komfyren, ser vi etter koking i pannen stigende strømmer av væske, som ulike retninger spre avskummet. Hvis vi tar et bilde av buljongen vår ovenfra, kan vi få et bilde som ligner på bildet ovenfor.

Gjennom erfaring med kjøttbuljong Jeg leder leseren til den assosiative tanken om at det er skala på grensene til solkornene! Solskala er et produkt av forbrenning, inkludert aske. Som det fremgår av bildet, har granulene en lysere nyanse i midten, og mørkere nærmere kanten. Dette bekrefter versjonen av sammenligningen med buljongen, dvs. den sentrale delen av kornene hever seg over periferien, høydeforskjeller kan nå titalls kilometer, med en gjennomsnittlig granulatdiameter på 1000 km. Dette er en så solrik, sydende og boblende plasmabuljong.

Soloverflaten kan forestilles enda klarere hvis du ser på den tropiske skogen ovenfra. På grunn av ulik belysning av toppen av trekronene og den perifere delen av kronen, kan vi bestemme høydeforskjellen. Derfor, se ovenfra regnskoger, tar du ufrivillig deg selv i å tenke at nedenfor ikke er en skog, men kuppelformede grønne jordbakker.

Hvis vi utvider denne analogien til Solen, kan vi forestille oss at overflaten består av enorme åser som består av plasma med en lys blendende farge. Disse åsene (granulene) oppstår som et resultat av konvektiv, oppadgående strømmer, og danner særegne konvektive kolonner av plasma.

Det er flekker og bluss på solen, det er solskjelv på solen! Flekker og blink kan observeres visuelt, men skjelvinger kan bare oppdages ved hjelp av seismometre. Hvem og hvordan kan installere enheter på Sun?

Kilder

1. Kvasineutralitet, http://m.bankreferatov.ru/referats/.doc.html
2. Wikipedia, Solar flare, http://ru.wikipedia.org/wiki

Hinode er en kunstig jordsatellitt designet for å studere solaktivitet, magnetfelt og stråling i ultrafiolett- og røntgenområdet. Om bord er det optiske og røntgenteleskoper, samt et ultrafiolett spektrometer. Enheten ble opprettet gjennom innsatsen til japanske, britiske og amerikanske ingeniører; ble skutt opp i 2006 fra den japanske romhavnen Uchinoura.

Solflekker observert som områder med redusert lysstyrke på overflaten av solen. Plasmatemperatur i sentrum solflekk redusert til omtrent 3700 K sammenlignet med temperaturen på 5700 K i den omkringliggende fotosfæren til solen. Selv om noen solflekker De lever vanligvis ikke mer enn noen få dager, den største av dem kan eksistere på overflaten av solen i flere uker. Solflekker er områder med et veldig sterkt magnetfelt, hvis størrelse overstiger størrelsen på jordens magnetfelt tusenvis av ganger. Oftere flekker dannes i form av to tett adskilte grupper, hvis magnetiske felt har forskjellige polariteter. Feltet til en gruppe har en positiv (eller nord) polaritet, og feltet til den andre gruppen har en negativ (eller sør) polaritet. Dette feltet er sterkest i den mørkeste delen solflekk- skyggene hans. Feltlinjene her strekker seg inn i overflaten av solen nesten vertikalt. I den lettere delen flekker(penumbraen) feltet er mindre og linjene er mer horisontale. Solflekker er av stor interesse for forskning, siden de er områder med de kraftigste solflammene som har sterkest innvirkning på jorden.

Fakler

Granuler er små (omtrent 1000 km store) elementer, som ligner på uregelmessig formede celler, som i likhet med et rutenett dekker hele solens fotosfære, med unntak av solflekker. Disse overflateelementene er den øvre delen av konveksjonsceller som strekker seg dypt inn i solen. I midten av disse cellene stiger varmt stoff fra de indre lagene av solen, og sprer seg deretter horisontalt over overflaten, avkjøles og synker ned ved de mørke ytre grensene til cellen. Individuelle granuler varer ikke lenge, bare ca 20 minutter. Som et resultat endrer granuleringsnettverket hele tiden utseendet. Denne endringen er tydelig synlig i filmen (470 kB MPEG), innhentet ved Swedish Vacuum Solar Telescope. Strømmene inne i granulene kan nå supersoniske hastigheter på mer enn 7 km i sekundet og produsere soniske "boom" som fører til dannelse av bølger på overflaten av solen.

Super granulat

Supergranulat har en konvektiv karakter som ligner på vanlige granuler, men er merkbart større i størrelse (ca. 35 000 km). I motsetning til granuler, som er synlige for det vanlige øyet på fotosfæren, avslører supergranulat seg oftest ved dopplereffekten, ifølge hvilken strålingen som kommer fra materie som beveger seg mot oss, forskyves langs bølgelengdeaksen til den blå siden, og strålingen av sak som flytter fra oss, skifter til den røde siden. Supergranuler dekker også hele overflaten av solen og utvikler seg kontinuerlig. Individuelle supergranulat kan leve i en eller to dager og har gjennomsnittshastighet strømmen er omtrent 0,5 km per sekund. Konvektiv plasmastrømmer inne i supergranuler raker magnetfeltlinjer til kantene av cellen, hvor dette feltet danner et kromosfærisk rutenett.

Det er flere underholdende og ganske lærerike historier knyttet til solflekker, hvorav de første har kommet ned til oss fra gammelt av.

Gamle greske astronomer anså solen for å være feilfri og ideell ildkule, uten noen feil. Dette synspunktet rådde fram til 1600-tallet, i alle fall i Europa. Og langt i øst beskrev kineserne, som ikke visste noe om hellenernes ideer, selv i det 1. århundre f.Kr., i sine kronikker "fugler" som flyr foran solen. Europeere foretrakk å ikke tenke på solflekker i det hele tatt, fordi de trodde at hvis religion og filosofi erklærer at solen er perfekt, kan disse "flekkene" enten være par som passerer mellom jorden og solen, eller planeter.

Under Charlemagnes regjeringstid (8. århundre) så befolkningen i Frankrike en stor svart flekk på solen i åtte dager. Forskere på den tiden erklærte at dette var planeten Merkur. Gjetningen deres var ikke så dum, siden Merkur faktisk noen ganger passerer over solskiven, men den krysser den på bare noen få timer.

Med oppfinnelsen av teleskopet ble solflekker plassert på overflaten av solen, det vil si der de faktisk er. Den første rapporten om resultatene av deres observasjoner ble publisert i 1611 av den tyske astronomen Johann Fabritius. Omtrent samtidig ble solen observert gjennom et teleskop av matematikkprofessor (og deltids jesuitt) Christoph Scheiner, som på grunn av sin tilhørighet til den allmektige orden ikke var i stand til å overvinne muren til Aristoteles' diktat om renheten. av solen. Etter å ha mottatt forsikringer fra sine overordnede i kirken om at enten teleskopet eller synet hans var feil, valgte vitenskapsmannen, for ikke å anklage seg for fryktelig kjetteri, å trekke seg tilbake og lydig "glemte" forskningen sin.

Galileo Galilei viste seg å være mindre imøtekommende.

I 1612 kommenterte han Fabricius sine observasjoner i brevene hans, og beskrev i detalj uregelmessig form solflekker, deres forekomst, forfall, bevegelse over solskiven og, viktigst av alt, understreket han at flekker er fenomener som forekommer på overflaten av solen, men ikke kropper som roterer rundt den.

Etter Galileos autoritative uttalelse begynte forskerne en intensiv studie av den uforståelige "koppen" som ødelegger ansiktet til lyset vårt. I 1613 foreslo Johannes Kepler at "flekkenes variasjon indikerer deres overskyete natur, men ... terrestriske analogier kan være til liten hjelp her." På 1700-tallet ble solflekker ansett som mørke topper som var synlige gjennom solens fotosfære under "lavvann" av lysende stoffer. Da oppsto ideen om at solflekker var hull i fotosfæren. Denne gjetningen er nær moderne ideer, men det er nå kjent at solflekker ikke er hull i fotosfæren, men kaldere, men ganske lyse områder; de ser mørke ut bare i sammenligning med den omkringliggende ekstremt lyse overflaten.

Når det gjelder periodisiteten av utseendet til solflekker, gjorde folk utallige manifestasjoner av jordisk liv direkte avhengig av dem, først og fremst været, så vel som sult, pest, sykdom, krig, det vil si at i dette fenomenet fant de en praktisk "syndebukk", ansvarlig for alle slags ulykker. Dermed var tørken i Italia i 1632 assosiert med fraværet av solflekker. I de årene da solens ansikt var oversådd med dem, var høstingen kjent for sin overflod, hveteprisene falt og trærne vokste raskere.

I 1870 tok Yale University-professor Elias Loomis forbindelsen Magnetiske stormer og antallet observerte nordlys med periodisiteten til solflekker, som på den tiden ingen kunne forklare. Lange år forskere forble fullstendig uvitende om hvordan solen, som ligger 150 millioner km fra jorden, kunne "riste" magnetfeltet sitt og antenne nordlys... Den amerikanske kosmologen George Gamow i sin bok "The Star Called the Sun" var litt ironiske bemerkninger om at «Antallet gaupeskinn kjøpt av Hudson's Bay Company øker når det er mange solflekker på solen. Dette kan skyldes at nordlyset i slike perioder er lysere og gir flere muligheter for gunstig jakt under de lange polarnettene.» Enda mer slående og merkelig var sammenfallet av de maksimale solflekkene med den franske og russiske revolusjonen, både verdenskriger og Korea-konflikten.

Selvfølgelig er det mange subtile sammenhenger mellom sol- og jordfenomener. Hvis solen er i stand til å stimulere veksten av trær, kan vi ikke utelukke muligheten for at, som Shakespeare sa, "det er tidevann i menneskenes aktiviteter" - tidevann med en periodisitet på 11 år ...

Professor A. Chizhevsky identifiserte og underbygget overbevisende eksistensen av 11 og 22-årige solsykluser, og var 50 år forut for sin tid og havnet i Gulag for dette. Han identifiserte sammenhengen mellom forekomsten av ulike sosiale og biologiske katastrofer på jorden med den "glidende" 11-årige syklusen av solaktivitet, som intensiveres betydelig hvert 22. år. Imidlertid er det i dag ingen sammenhengende teori som forklarer slik gjensidig avhengighet. Det er riktignok hypoteser. Spesielt hypotesen til Robert Bracewell fra University of California, som har studert solflekksykluser i mange år. Mer eller mindre pålitelige data om solflekker har vært tilgjengelig siden ca. 1800. Basert på disse dataene kan vi konkludere med at solaktiviteten, målt ved "antall solflekker", er forskjellig i forskjellige sykluser, det vil si at maksimum av en 11-års syklus er forskjellig fra maksimum av den neste eller forrige. Bracewell og en rekke andre forskere mener at det er andre, lengre sykluser i solens liv.

Så hva er solflekker, som, ikke uten grunn, anses som den mest merkbare manifestasjonen av aktivitet? Det viser seg at dette er hullene mellom granulatene som utgjør fotosfæren til solen, bare de har vokst enormt. I motsetning til den veldig lyse fotosfæren virker flekkene mørke, selv om de også lyser, det vil si at de avgir energi. Temperaturen på den midtre delen av flekken (den mørkeste og kaldeste) er omtrent 4500°.

Solflekker vises som små, mørke porer rundt to tusen kilometer på tvers. I løpet av noen dager øker flekken i størrelse og når sin maksimale utvikling etter to uker. En typisk solflekk er 50 tusen km på tvers, som er 4 ganger jordens diameter! Stor plass kan oppnå betydelig store størrelser– opptil 130 tusen kilometer. Store flekker"leve" i omtrent tre måneder, menige - i flere dager. Hver flekk har et mørkt sentralt område, kalt en skygge, som er omgitt av en gråaktig sky - en penumbra - av en fibrøs struktur med spor av virvel rundt midten av flekken.

Den viktigste egenskapen til flekkene er tilstedeværelsen av sterke magnetiske felt i dem, som når den største intensiteten i skyggeområdet. Generelt er flekken et rør med magnetiske feltlinjer som strekker seg inn i fotosfæren, og fyller en av flere celler i det kromosfæriske rutenettet fullstendig. Den øvre delen av røret utvider seg, og kraftlinjene i det divergerer, som kornaks i en skurve.

For det meste vises flekker i grupper, endres, brytes opp i separate deler og forsvinner. Flekker vises hovedsakelig nær solens ekvator. Bevegelsen av solflekker skjer med i forskjellige hastigheter: Jo lenger fra ekvator, jo saktere beveger punktet seg. Dette antyder at solen ikke roterer som et fast stoff, men som en gassformig kropp. (Regioner nær solekvator fullfører en revolusjon rundt sin akse på 27 jorddager; nær polarsonen - på 34.)

Største solflekk

I 1947 ble det observert en solflekk med et areal på 18 milliarder km 2.