As pessoas sabem há muito tempo que existem manchas no Sol. Nas antigas crônicas russas e chinesas, bem como nas crônicas de outros povos, havia frequentemente referências a observações de manchas solares. As crônicas russas observaram que as manchas eram visíveis “como unhas”. Os registros ajudaram a confirmar o padrão de aumento periódico no número de manchas solares estabelecido posteriormente (em 1841). Para perceber tal objeto a olho nu (sujeito, é claro, a tomar precauções - através de vidro fumê espesso ou filme negativo exposto), é necessário que seu tamanho no Sol seja de pelo menos 50 a 100 mil quilômetros, o que é dezenas de vezes o raio da Terra.

O Sol consiste em gases quentes que se movem e se misturam o tempo todo e, portanto, não há nada permanente e imutável na superfície solar. As formações mais estáveis ​​são as manchas solares. Mas sua aparência muda dia a dia e eles também aparecem e desaparecem. No momento de seu aparecimento, uma mancha solar geralmente é de tamanho pequeno; pode desaparecer, mas também pode aumentar bastante.

Os campos magnéticos desempenham o papel principal na maioria dos fenômenos observados no Sol. O campo magnético solar tem uma estrutura muito complexa e está em constante mudança. As ações combinadas da circulação do plasma solar na zona convectiva e da rotação diferencial do Sol estimulam constantemente o processo de fortalecimento de campos magnéticos fracos e o surgimento de novos. Aparentemente, esta circunstância é a razão do aparecimento de manchas solares no Sol. As manchas aparecem e desaparecem. Seu número e tamanho variam. Mas aproximadamente a cada 11 anos o número de manchas solares aumenta. Então dizem que o Sol está ativo. Com o mesmo período (~11 anos) ocorre a inversão de polaridade do campo magnético solar. É natural supor que esses fenômenos estejam interligados.

O desenvolvimento da região ativa começa com um aumento do campo magnético na fotosfera, o que leva ao aparecimento de áreas mais brilhantes - fáculas (a temperatura da fotosfera solar é em média 6.000K, na região das fáculas é de aproximadamente 300K mais alto). O fortalecimento adicional do campo magnético leva ao aparecimento de manchas.

No início do ciclo de 11 anos, as manchas começam a aparecer em pequenos números em latitudes relativamente altas (35 - 40 graus) e, então, gradualmente, a zona de formação de manchas desce até o equador, até uma latitude de mais 10 - menos 10 graus. , mas no próprio equador as manchas, via de regra, , não podem existir.

Galileu Galilei foi um dos primeiros a notar que as manchas não são observadas em todo o Sol, mas principalmente nas latitudes médias, dentro das chamadas “zonas reais”.

No início, geralmente aparecem manchas únicas, mas depois surge delas um grupo inteiro, no qual se distinguem duas grandes manchas - uma no oeste e outra na borda leste do grupo. No início do nosso século, ficou claro que as polaridades das manchas solares orientais e ocidentais são sempre opostas. Eles formam, por assim dizer, dois pólos de um ímã e, portanto, tal grupo é chamado de bipolar. Uma mancha solar típica tem várias dezenas de milhares de quilômetros de tamanho.

Galileu, desenhando as manchas, notou uma borda cinzenta em torno de algumas delas.

Na verdade, a mancha consiste em uma parte central mais escura - a sombra e uma área mais clara - a penumbra.

Às vezes, as manchas solares são visíveis em seu disco, mesmo a olho nu. A aparente escuridão dessas formações se deve ao fato de que sua temperatura é aproximadamente 1.500 graus mais baixa que a temperatura da fotosfera circundante (e, consequentemente, a radiação contínua delas é muito menor). Uma única mancha desenvolvida consiste em um oval escuro - a chamada sombra pontual, cercada por uma penumbra fibrosa mais clara. Pequenos pontos não desenvolvidos sem penumbra são chamados de poros. Freqüentemente, manchas e poros formam grupos complexos.

Um grupo típico de manchas solares aparece inicialmente como um ou vários poros na região da fotosfera não perturbada. A maioria destes grupos geralmente desaparece após 1-2 dias. Mas alguns crescem e se desenvolvem consistentemente, formando estruturas bastante complexas. As manchas solares podem ter diâmetro maior que o da Terra. Freqüentemente formam grupos. Eles se formam em poucos dias e geralmente desaparecem em uma semana. Algumas manchas grandes, porém, podem persistir por um mês. Grandes grupos de manchas solares são mais ativos do que pequenos grupos ou manchas solares individuais.

O sol muda o estado da magnetosfera e da atmosfera da Terra. Os campos magnéticos e os fluxos de partículas provenientes das manchas solares atingem a Terra e afetam principalmente o cérebro, os sistemas cardiovascular e circulatório de uma pessoa, seu estado físico, nervoso e psicológico. Um elevado nível de atividade solar e as suas rápidas mudanças entusiasmam uma pessoa e, portanto, uma equipa, uma classe, uma sociedade, especialmente quando existem interesses comuns e uma ideia clara e percebida.

Ao virar um ou outro hemisfério em direção ao Sol, a Terra recebe energia. Esse fluxo pode ser representado na forma de uma onda viajante: onde a luz incide - sua crista, onde está escuro - seu vale. Em outras palavras, a energia aumenta e diminui. Mikhail Lomonosov falou sobre isso em seu famoso direito natural.

A teoria sobre a natureza ondulatória do fluxo de energia para a Terra levou o fundador da heliobiologia, Alexander Chizhevsky, a chamar a atenção para a conexão entre um aumento na atividade solar e os cataclismos terrestres. A primeira observação feita pelo cientista data de junho de 1915. No Norte, brilhavam auroras, observadas tanto na Rússia como na América do Norte, e “as tempestades magnéticas perturbavam continuamente o movimento dos telegramas”. Foi nesse período que o cientista chamou a atenção para o fato de que o aumento da atividade solar coincidiu com o derramamento de sangue na Terra. Na verdade, imediatamente após o aparecimento de grandes manchas solares em muitas frentes da Primeira Guerra Mundial, as hostilidades intensificaram-se.

Agora os astrónomos dizem que a nossa estrela está a tornar-se mais brilhante e mais quente. Isto deve-se ao facto de, nos últimos 90 anos, a actividade do seu campo magnético mais do que duplicar, tendo o maior aumento ocorrido nos últimos 30 anos. Em Chicago, na conferência anual da Sociedade Astronómica Americana, os cientistas alertaram para os problemas que ameaçam a humanidade. Justamente no momento em que os computadores de todo o planeta se estão a adaptar às condições de funcionamento do ano 2000, a nossa estrela entrará na fase mais turbulenta do seu ciclo cíclico de 11 anos. Agora os cientistas serão capazes de prever com precisão as erupções solares, o que a tornará possível preparar-se antecipadamente para possíveis falhas no funcionamento das redes rádio e elétricas. Agora, a maioria dos observatórios solares confirmaram um “alerta de tempestade” para o próximo ano, porque... A atividade solar atinge o pico a cada 11 anos, e a tempestade anterior ocorreu em 1989.

Isto poderia levar à queda das linhas de energia na Terra e à mudança das órbitas dos satélites que suportam os sistemas de comunicações e “guiam” os aviões e transatlânticos. A “violência” solar é geralmente caracterizada por explosões poderosas e pelo aparecimento de muitas dessas mesmas manchas.

Alexander Chizhevsky na década de 20. descobriu que a atividade solar influencia eventos terrestres extremos - epidemias, guerras, revoluções... A Terra não gira apenas em torno do Sol - toda a vida em nosso planeta pulsa nos ritmos da atividade solar, ele estabeleceu.

O historiador e sociólogo francês Hippolyte Tarde chamou a poesia de APRESENTAÇÃO DA VERDADE. Em 1919, Chizhevsky escreveu um poema no qual previu seu destino. Foi dedicado a Galileu Galilei:

E de novo e de novo eles subiram

manchas solares no sol,

E mentes sóbrias ficaram obscurecidas,

E o trono caiu, e eles eram irrevogáveis

A fome e os horrores da peste

E a face da vida se transformou em uma careta:

A bússola estava girando, as pessoas estavam se revoltando,

E acima da Terra e acima da massa humana

O Sol estava fazendo o seu movimento legítimo.

Ó você que viu manchas solares

Com sua magnífica audácia,

Você não sabia como eles seriam claros para mim

E suas tristezas estão próximas, Galileu!

Em 1915-1916, monitorando o que estava acontecendo na frente russo-alemã, Alexander Chizhevsky fez uma descoberta que surpreendeu seus contemporâneos. O aumento da atividade solar, registrado através de um telescópio, coincidiu com a intensificação das hostilidades. Interessado, realizou um estudo estatístico entre parentes e amigos para uma possível ligação entre reações neuropsíquicas e fisiológicas com o aparecimento de erupções e manchas solares. Depois de processar matematicamente as tabuinhas resultantes, ele chegou a uma conclusão surpreendente: o Sol influencia toda a nossa vida de maneira muito mais sutil e profunda do que se imaginava anteriormente. Na confusão sangrenta e lamacenta do final do século vemos uma clara confirmação das suas ideias. E nos serviços de inteligência de diferentes países, departamentos inteiros estão agora envolvidos na análise da atividade solar... Mais importante ainda, foi comprovada a sincronicidade dos máximos da atividade solar com os períodos de revoluções e guerras; períodos de aumento da atividade de as manchas solares muitas vezes coincidiam com todos os tipos de agitação social.

Recentemente, vários satélites espaciais registaram a emissão de proeminências solares, caracterizadas por níveis invulgarmente elevados de emissão de raios X. Tais fenómenos representam uma séria ameaça para a Terra e os seus habitantes. Um surto de tal poder poderia potencialmente desestabilizar as redes energéticas. Felizmente, o fluxo de energia não afetou a Terra e nenhum problema esperado ocorreu. Mas o evento em si é um prenúncio do chamado “máximo solar”, acompanhado pela liberação de uma quantidade muito maior de energia, capaz de desabilitar comunicações e linhas de energia, transformadores; astronautas e satélites espaciais localizados fora do campo magnético da Terra e não protegidos estarão em risco atmosfera do planeta. Existem mais satélites da NASA em órbita hoje do que nunca. Existe também uma ameaça às aeronaves, expressa na possibilidade de interromper as comunicações de rádio e bloquear os sinais de rádio.

Os máximos solares são difíceis de prever; sabemos apenas que eles se repetem aproximadamente a cada 11 anos. O próximo deverá acontecer em meados de 2000 e terá duração de um a dois anos. É o que diz David Hathaway, heliofísico do Marshall Space Flight Center da NASA.

As proeminências podem ocorrer diariamente durante o máximo solar, mas não se sabe exatamente quão poderosas serão e se afetarão o nosso planeta. Ao longo dos últimos meses, as explosões de atividade solar e o resultante fluxo de energia dirigido à Terra foram demasiado fracos para causar qualquer dano. Além da radiação de raios X, este fenómeno apresenta outros perigos: o Sol emite mil milhões de toneladas de hidrogénio ionizado, cuja onda viaja a um milhão de quilómetros por hora e pode atingir a Terra em poucos dias. Um problema ainda maior são as ondas de energia dos prótons e das partículas alfa. Eles viajam em velocidades muito mais altas e não deixam tempo para tomar contramedidas, ao contrário das ondas de hidrogênio ionizado, de cujo caminho podem ser removidos satélites e aeronaves.

Em alguns dos casos mais extremos, todas as três ondas podem atingir a Terra repentinamente e quase simultaneamente. Não há proteção; os cientistas ainda não são capazes de prever com precisão tal libertação, muito menos as suas consequências.

Nos últimos anos, os cientistas notaram que O campo magnético da Terra está enfraquecendo. Tem vindo a enfraquecer nos últimos 2000 anos, mas nos últimos 500 anos este processo tem ocorrido a um ritmo sem precedentes.

O campo solar, pelo contrário, fortaleceu-se enormemente nos últimos 100 anos. Desde 1901, o campo solar aumentou 230%. Até agora, os cientistas não entendem bem quais consequências isso terá para os terráqueos.

Fortalecendo o Campo Solar:

De acordo com Nas, o próximo, 24º Ciclo Solar já começou. No início de 2008, foi registrada uma explosão solar, indicando isso. Espera-se que este ciclo atinja o seu pico até 2012.

Quem são esses manchas escuras ao sol? Vamos tentar descobrir.

Era uma vez, manchas escuras ao sol foram considerados um fenômeno místico. Acreditava-se nisso até que foi estabelecida uma conexão entre as manchas solares e a quantidade de calor gerada pelo sol. O gás que ferve no Sol cria um poderoso campo magnético, que se rompe em alguns lugares, criando algo como um buraco ou uma mancha escura, liberando assim parte de sua energia para o espaço sideral.

Manchas escuras nascem dentro da estrela. você Sol, como a Terra, tem um equador. No equador solar a velocidade de rotação da energia é maior do que nos pólos solares. Assim, ocorre constante mistura e agitação da energia solar e manchas escuras aparecem na superfície do Sol nos locais onde ela é liberada. O calor da corona se espalha pelo espaço.

Dia após dia o sol parece o mesmo para nós. No entanto, não é. Sol mudando constantemente. duram em média 11 anos. " Mínimo solar"é um ciclo com ausência quase total de manchas. Os mínimos têm um efeito calmante na Terra; períodos de resfriamento na Terra estão associados a eles. " Elevações solares"é um ciclo durante o qual muitas manchas são formadas e emissões coronárias.

Quando o sol está muito ativo, muitas manchas escuras são formadas e as emissões de energia do sol causam perturbações no campo magnético da Terra, razão pela qual o conceito " tempestade solar”, e no âmbito de um processo de longo prazo, combiná-lo com o conceito de “clima espacial”.

Tempestade solar

Durante máximo solar atividade coronariana é observada mesmo nos pólos Sol. Uma explosão solar equivale a bilhões de megatons de dinamite. As emissões concentradas liberam enormes quantidades de energia que chegam à Terra em cerca de 15 minutos. As emissões solares afetam não apenas o campo magnético da Terra, mas também os astronautas, os satélites em órbita, as centrais elétricas da Terra, o bem-estar das pessoas e, por vezes, causam um aumento nos níveis de radiação. Em 1959, um observador viu o flash a olho nu. Se um surto semelhante ocorrer hoje, cerca de 130 milhões de pessoas ficarão sem eletricidade durante pelo menos um mês. É cada vez mais importante compreender e prever o tempo ensolarado. Para isso, foram lançados satélites ao espaço sideral, com a ajuda dos quais é possível observar manchas no Sol antes mesmo de ele virar seu lado impactante em direção à Terra. A energia solar dá vida a tudo o que existe na Terra. O sol nos protege das influências cósmicas. Mas ao mesmo tempo que nos protege, às vezes também pode nos prejudicar. Vida na Terra existe como resultado de um equilíbrio muito delicado.

Periodicamente, o Sol fica coberto de manchas escuras ao longo de todo o seu perímetro. Eles foram descobertos pela primeira vez a olho nu por antigos astrônomos chineses, enquanto a descoberta oficial das manchas ocorreu no início do século XVII, durante o surgimento dos primeiros telescópios. Eles foram descobertos por Christoph Scheiner e Galileo Galilei.

Galileu, apesar de Scheiner ter descoberto as manchas antes, foi o primeiro a publicar dados sobre sua descoberta. Com base nessas manchas, ele conseguiu calcular o período de rotação da estrela. Ele descobriu que o Sol gira como um corpo sólido giraria, e a velocidade de rotação de sua matéria varia dependendo da latitude.

Hoje foi possível constatar que as manchas são áreas de matéria mais fria que se formam a partir da exposição à alta atividade magnética, que interfere no fluxo uniforme do plasma quente. No entanto, as manchas ainda não são totalmente compreendidas.

Por exemplo, os astrônomos não podem dizer com certeza o que causa a borda mais brilhante que circunda a parte escura da mancha solar. Eles podem ter até dois mil quilômetros de comprimento e cento e cinquenta de largura. O estudo das manchas é dificultado pelo seu tamanho relativamente pequeno. Porém, existe a opinião de que os fios são fluxos de gás ascendentes e descendentes, formados pelo fato de a matéria quente das profundezas do Sol subir à superfície, onde esfria e volta a descer. Os cientistas determinaram que as correntes descendentes se movem a uma velocidade de 3,6 mil km/h, enquanto as correntes ascendentes se movem a uma velocidade de cerca de 10,8 mil km/h.

O mistério das manchas escuras no Sol foi resolvido

Os cientistas descobriram a natureza dos fios brilhantes que enquadram as manchas escuras no Sol. As manchas escuras no Sol são áreas de material mais frio. Eles aparecem porque a atividade magnética muito alta do Sol pode impedir que o plasma quente flua uniformemente. No entanto, até à data, muitos detalhes da estrutura das manchas permanecem obscuros.

Em particular, os cientistas não têm uma explicação clara sobre a natureza dos fios mais brilhantes que rodeiam a parte escura da mancha. O comprimento desses fios pode chegar a dois mil quilômetros e a largura - 150 quilômetros. Devido ao tamanho relativamente pequeno do local, é bastante difícil estudá-lo. Muitos astrônomos acreditavam que os fios eram fluxos de gás ascendentes e descendentes - a matéria quente sobe das profundezas do Sol até a superfície, onde se espalha, esfria e cai em grande velocidade.

Os autores do novo trabalho observaram a estrela usando um telescópio solar sueco com um espelho primário de um metro de diâmetro. Os cientistas descobriram correntes descendentes escuras de gás movendo-se a uma velocidade de cerca de 3,6 mil quilômetros por hora, bem como correntes ascendentes brilhantes, cuja velocidade era de cerca de 10,8 mil quilômetros por hora.

Recentemente, outra equipe de cientistas conseguiu um resultado muito significativo no estudo do Sol - os dispositivos NASA STEREO-A e STEREO-B foram localizados ao redor da estrela para que agora especialistas possam observar uma imagem tridimensional do Sol.

Notícias de ciência e tecnologia

O astrónomo amador americano Howard Eskildsen tirou recentemente fotografias de uma mancha escura no Sol e descobriu que esta mancha parecia atravessar uma ponte de luz brilhante.

Eskildsen monitorou a atividade solar em seu observatório doméstico em Ocala, Flórida. Nas fotografias da mancha escura nº 1236, ele notou um fenômeno interessante. Um desfiladeiro brilhante, também chamado de ponte de luz, divide esta mancha escura aproximadamente ao meio. O pesquisador estimou que a extensão desse cânion seja de cerca de 20 mil km, o que equivale a quase o dobro do diâmetro da Terra.

Usei um filtro Ca-K roxo, que destaca as características magnéticas brilhantes em torno de um grupo de manchas solares. Também foi claramente visível como a ponte de luz cortou a mancha solar em duas partes, explica Eskildsen o fenómeno.

A natureza das pontes leves ainda não foi totalmente estudada. Sua ocorrência muitas vezes prenuncia a decadência das manchas solares. Alguns pesquisadores observam que as pontes de luz surgem do cruzamento de campos magnéticos. Esses processos são semelhantes aos que causam explosões brilhantes no Sol.

Pode-se esperar que num futuro próximo um flash brilhante apareça neste local ou que o local nº 1236 possa finalmente se dividir ao meio.

As manchas solares escuras são áreas relativamente frias do Sol que aparecem em locais onde poderosos campos magnéticos atingem a superfície da estrela, acreditam os cientistas.

NASA captura manchas solares recordes

A agência espacial americana registrou grandes manchas na superfície do Sol. Fotos de manchas solares e suas descrições podem ser visualizadas no site da NASA.

As observações foram realizadas nos dias 19 e 20 de fevereiro. As manchas descobertas pelos especialistas da NASA caracterizaram-se por uma alta taxa de crescimento. Um deles cresceu em 48 horas até atingir um tamanho seis vezes maior que o diâmetro da Terra.

As manchas solares se formam como resultado do aumento da atividade do campo magnético. Devido ao aumento do campo nessas áreas, a atividade das partículas carregadas é suprimida, como resultado a temperatura na superfície das manchas é significativamente mais baixa do que em outras áreas. Isto explica o escurecimento local observado na Terra.

As manchas solares são formações instáveis. No caso de interação com estruturas semelhantes de polaridade diferente, elas entram em colapso, o que leva à liberação de fluxos de plasma no espaço circundante.

Quando tal fluxo atinge a Terra, a maior parte dele é neutralizada pelo campo magnético do planeta, e os remanescentes migram para os pólos, onde podem ser observados na forma de auroras. As explosões solares de alta potência podem perturbar satélites, aparelhos eléctricos e redes eléctricas na Terra.

As manchas escuras do Sol desapareceram

Os cientistas estão preocupados porque nem uma única mancha escura é visível na superfície do Sol, o que foi observado há poucos dias. Isto apesar do fato de a estrela estar no meio de um ciclo de 11 anos de atividade solar.

Normalmente, manchas escuras aparecem em locais onde há aumento da atividade magnética. Podem ser erupções solares ou ejeções de massa coronal, que liberam energia. Não se sabe o que causa tal calmaria durante o período de aumento da atividade magnética.

Segundo alguns especialistas, eram esperados dias sem manchas solares e este é apenas um intervalo temporário. Por exemplo, em 14 de agosto de 2011, nem uma única mancha escura foi notada na estrela, mas no geral o ano foi acompanhado por uma atividade solar bastante séria.

Tudo isso enfatiza que os cientistas essencialmente não sabem o que está acontecendo no Sol e não sabem como prever sua atividade, diz Tony Phillips, especialista na área de física solar.

Alex Young, do Goddard Space Flight Center, compartilha a mesma opinião. Observamos o Sol em detalhes há apenas 50 anos. Não é muito tempo, considerando que está girando há 4,5 bilhões de anos, observa Young.

As manchas solares são o principal indicador da atividade magnética solar. Nas áreas escuras a temperatura é mais baixa do que nas áreas circundantes da fotosfera.

Fontes: tainy.net, lenta.ru, www.epochtimes.com.ua, respeito-você mesmo.livejournal.com, mir24.tv

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Para compreender a natureza física dos processos que ocorrem no Sol, é importante estabelecer as razões para a temperatura mais baixa das manchas solares em comparação com a fotosfera, o papel dos fenómenos magnéticos no seu desenvolvimento e existência, e o mecanismo dos 11 (22 ) ciclicidade anual da atividade solar.

Tabela 6. Modelo de manchas solares segundo Mischar (1953). Em cada coluna dupla, a primeira refere-se à fotosfera, a segunda à mancha solar. A pressão é expressa em dinas/cm2. Valores incertos são colocados entre parênteses. O argumento selecionado é a profundidade óptica em.

A temperatura das manchas, como afirmado anteriormente, é significativamente inferior à temperatura da fotosfera, o que é confirmado pela sua relativa escuridão e um grau muito menor de ionização e excitação, como decorre dos seus espectros. Uma diminuição no número de elétrons nas manchas causa uma diminuição na opacidade da matéria solar (principalmente devido a uma forte diminuição no número de íons). Assim, nas manchas solares “olhamos” para profundidades geométricas maiores do que na fotosfera. Contudo, estas profundidades ainda são extremamente insignificantes, como pode ser observado na Tabela 6.

Assim, tendo em conta o efeito Wilson, o ponto visível pode ser comparado a uma placa rasa. É muito difícil traçar a profundidade do ponto, pois depende da distribuição do campo magnético com a profundidade. Na verdade, como pode ser visto na Tabela 6, a pressão no mesmo nível no local é aproximadamente dina/cm2 (cerca de 0,2 atm) menor do que na fotosfera vizinha. O equilíbrio só pode ser mantido com pressão adicional criada pelo campo magnético [ver. § 2, fórmula (2.26)]. A pressão é igual e este valor será igual a dine/cm2 se . Este é exatamente o campo magnético típico do nível superior das manchas solares. As seguintes características numéricas são típicas de uma mancha solar média:

Devido à grande escala de movimentos na fotosfera solar e abaixo dela, a decadência dos campos magnéticos no Sol ocorre de forma extremamente lenta (leva centenas de anos). Por esta razão, as regiões ativas do Sol têm uma existência longa e os campos magnéticos afundam-se profundamente na fotosfera ou flutuam até à sua superfície. Perto da superfície, onde a densidade da substância torna-se baixa, a condição de igualdade da energia cinética e da energia do campo magnético é violada em favor desta última, e a convecção é fortemente suprimida, enquanto normalmente os fluxos de convecção carregam calor com eles. Além disso, no nível subfotosférico das manchas solares, o influxo de calor convectivo da periferia também é proibido, uma vez que flui através das linhas do campo magnético. É a falta de convecção que provoca a baixa temperatura das manchas. No entanto, esta não é a única razão. Também é possível que o calor seja transportado da sombra por ondas magnetohidrodinâmicas.

Os campos magnéticos de longa existência no Sol estão aparentemente associados à existência de grandes movimentos de circulação na zona convectiva do Sol até uma profundidade de várias dezenas de milhares de quilômetros, decorrentes da falta de homogeneidade da rotação do Sol. A circulação plasmática gera vórtices magnéticos e, quando chegam à superfície, aparecem grupos bipolares, simples ou complexos, cuja expressão visível se transforma em manchas (Fig. 40). Ao mesmo tempo, existem muitos desses vórtices no Sol em diferentes meridianos. Provavelmente, durante o ciclo eles se movem em direção ao equador, enquanto novos vórtices surgem nos pólos e substituem os antigos. Naturalmente, a direção dos vórtices é diferente nos dois hemisférios. A velocidade com que grandes redemoinhos descem em direção ao equador determina a duração do ciclo de atividade solar.

O ciclo de 22 anos permanece obscuro. É claro que as linhas do campo magnético se estendem muito além da superfície do Sol, até a cromosfera e a coroa, mas devem ser transportadas por certas massas de matéria. Veremos ainda sinais de interferência de forças magnéticas em processos cromosféricos e coronais.

Arroz. 40. Regiões magnéticas do Sol (diagrama)

Pequenos campos magnéticos, como os que existem na periferia das manchas solares, em vez de suprimirem a convecção, aumentam-na. Isto ocorre porque um campo fraco, embora não seja capaz de interferir na convecção energética, suprime a turbulência relativamente fraca e, assim, reduz a viscosidade do gás, o que acelera os movimentos convectivos. Emergindo nas camadas superiores da fotosfera, o excesso de fluxo de calor devido à convecção aquece o gás e, portanto, tochas são observadas ao redor das manchas, e flóculos, cálcio e hidrogênio, são observados acima das tochas. O limite dos flóculos de cálcio geralmente determina o limite da região ativa, enquanto os flóculos de hidrogênio estão aglomerados mais perto do local - onde o campo magnético é um pouco mais forte: 10-15 Oe. É possível que a forma em forma de loop do “protuberante” ”As linhas de campo magnético (Fig. 41) determinam o avanço dos fluxos de gás (ao longo das linhas de campo), o que é consistente com o fenômeno da matéria fluindo para o local em grandes altitudes observado usando velocidades radiais.

Arroz. 41. Saída do campo magnético para a superfície do Sol (diagrama)

Embora em regiões inativas do Sol o campo magnético tenha uma intensidade de 1-2 Oe, em alguns locais pequenos pode chegar a 100 Oe. Nos mesmos locais da fotosfera, observam-se então pequenos nós brilhantes.

Uma temperatura superior à envolvente, juntamente com o campo magnético, gera um excesso de pressão sobre a matéria envolvente, de modo que o nó deve dissipar-se rapidamente, e para a sua existência a longo prazo é necessário um influxo de gases do exterior, que pode ocorrer se a base do nó na fotosfera for mais fria e a pressão for menor do que no ambiente.

Uma imagem mais detalhada dos movimentos horizontais em diferentes níveis da atmosfera solar em conexão com a estrutura fina dos campos magnéticos é fornecida por observações espectroheliográficas modificadas usando o método de Layton. Este método consiste na obtenção simultânea de imagens espectroheliográficas em grande escala de uma área do Sol livre de manchas solares nos raios das asas de comprimento de onda curto e longo de uma ou outra linha espectral. Como mencionado acima (p. 47), afastando-nos do centro da linha, observamos camadas cada vez mais profundas da atmosfera do Sol, enquanto as asas direita e esquerda da linha correspondem em um caso principalmente à aproximação, e no outro a massas de gás recuando. Uma comparação de ambos os espectroheliogramas revela fluxos na superfície do Sol movendo-se em direção e afastando-se do observador. Descobriu-se que eles estão localizados dentro de células com diâmetro de cerca de 30 mil km, de forma que em cada célula ocorre um movimento sistemático de massas de gases do centro para a periferia. Essas células são chamadas de supergrânulos. São muito mais duráveis ​​que os pellets normais, com vida útil média de 40 horas. Eles têm formato angular, semelhante a polígonos.

A supergranulação reflete o fenômeno da convecção no Sol em uma escala muito maior que a granulação, cobrindo não apenas grandes áreas, mas também grandes profundidades. De acordo com as condições observacionais (nas asas de várias linhas), essa convecção só pode ser traçada nas camadas superiores da fotosfera solar. A rede celular observada nos espectroheliogramas já pertence à cromosfera superior e não coincide com a rede de supergranulação. Pelo contrário, o fenómeno dos grânulos observado na luz integral refere-se a profundidades ligeiramente maiores do que as regiões de supergranulação observadas. Mas tanto de acordo com a distribuição das velocidades nos supergrânulos quanto com o estudo do movimento dos grânulos individuais, todos os movimentos do plasma solar vão para os limites dos supergrânulos, levando consigo o campo magnético. Aqui, encontrando um fluxo semelhante de um supergrânulo vizinho, o plasma se aprofunda, o que garante sua circulação constante. O campo magnético permanece (já que o plasma se move ao longo das linhas de força), e aqui sua força atinge valores de várias dezenas e até centenas de oersteds, e nos cantos das células até 1,5-2 mil oersteds, como pode ser visto a partir das observações do efeito Zeeman. Assim, cada supergrânulo possui uma barreira magnética que o limita e protege. Mas, além disso, o limite do supergrânulo tem uma temperatura mais alta que o seu centro, em aproximadamente 2-4%, o que decorre do aumento do brilho daquelas linhas espectrais que se intensificam nos pontos, ou seja, linhas de baixa excitação. Um aumento no brilho das linhas indica uma diminuição no número de átomos absorventes, que neste caso ocorre devido ao aumento da excitação ou ionização.

Supõe-se que nas profundezas da fotosfera os supergrânulos se fundem parcialmente, uma vez que, com exceção dos cantos das células, as paredes dos supergrânulos representam uma barreira magnética bastante fraca com o aumento da densidade do gás.

A influência da estrutura de supergranulação se estende para cima. Quando observados próximos à borda solar, os supergrânulos coincidem com as células das fáculas. Aqui na fotosfera, somente neste caso a supergranulação pode ser visível. Pelo contrário, na cromosfera, a supergranulação se manifesta como uma rede de flóculos, que aparece claramente nos espectroheliogramas nos raios de CaII K. Esta rede também é claramente visível nas fotografias transatmosféricas do Sol nos raios das linhas ultravioleta listadas na p. . 72, emitindo acima da cromosfera na camada de transição, mas desaparece nos raios das linhas coronais, como a linha . Deve-se pensar que os campos magnéticos dos supergrânulos que os circundam também se estendem até aqui. Somente em altitudes coronais eles adquirem uma aparência ordenada: linhas magnéticas correm radialmente, definindo os canais ao longo dos quais os elétrons condutores de calor se movem. O seu movimento é assim restringido, a condutividade térmica da camada de transição diminui e a sua espessura torna-se maior do que na ausência de um campo. Claro, tudo o que foi dito acima se aplica a uma cromosfera e coroa silenciosas.

Sergei Bogachev

Como as manchas solares são organizadas?

Uma das maiores regiões ativas deste ano apareceu no disco solar, o que significa que há novamente manchas no Sol – apesar de nossa estrela estar entrando no período. Sergei Bogachev, funcionário do Laboratório de Astronomia Solar de Raios X do Instituto de Física Lebedev, Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas, fala sobre a natureza e a história da descoberta das manchas solares, bem como seu impacto na atmosfera terrestre.

Na primeira década do século XVII, o cientista italiano Galileo Galilei e o astrônomo e mecânico alemão Christoph Scheiner, aproximadamente simultaneamente e independentemente um do outro, melhoraram o telescópio (ou telescópio) inventado vários anos antes e criaram com base nele um helioscópio - um dispositivo que permite observar o Sol projetando sua imagem na parede. Nessas imagens eles descobriram detalhes que poderiam ser confundidos com defeitos de parede se não se movessem com a imagem – pequenos pontos pontilhando a superfície do corpo celeste central ideal (e parcialmente divino) – o Sol. Foi assim que as manchas solares entraram na história da ciência, e o ditado de que não há nada ideal no mundo entrou em nossas vidas: “E há manchas no Sol”.

As manchas solares são a principal característica que pode ser vista na superfície da nossa estrela sem o uso de equipamentos astronômicos complexos. Os tamanhos visíveis das manchas são da ordem de um minuto de arco (o tamanho de uma moeda de 10 copeques a uma distância de 30 metros), que está no limite de resolução do olho humano. No entanto, basta um dispositivo óptico muito simples, com apenas algumas ampliações, para que estes objectos sejam descobertos, o que, de facto, aconteceu na Europa no início do século XVII. Observações individuais de manchas, no entanto, ocorriam regularmente antes disso, e muitas vezes eram feitas simplesmente a olho nu, mas permaneciam despercebidas ou mal compreendidas.

Durante algum tempo, tentaram explicar a natureza das manchas sem afetar a idealidade do Sol, por exemplo, como nuvens na atmosfera solar, mas rapidamente ficou claro que elas se relacionavam apenas de forma medíocre com a superfície solar. A sua natureza, no entanto, permaneceu um mistério até à primeira metade do século XX, quando os campos magnéticos foram descobertos pela primeira vez no Sol e descobriu-se que os locais onde se concentravam coincidiam com os locais onde as manchas solares se formavam.

Por que as manchas parecem escuras? Em primeiro lugar, deve-se notar que a sua escuridão não é absoluta. É, antes, semelhante à silhueta escura de uma pessoa parada contra o pano de fundo de uma janela iluminada, ou seja, só é aparente contra o pano de fundo de uma luz ambiente muito forte. Se você medir o “brilho” do local, descobrirá que ele também emite luz, mas apenas a um nível de 20 a 40 por cento da luz normal do Sol. Este fato é suficiente para determinar a temperatura do local sem quaisquer medições adicionais, uma vez que o fluxo de radiação térmica do Sol está unicamente relacionado à sua temperatura através da lei de Stefan-Boltzmann (o fluxo de radiação é proporcional à temperatura do irradiante). corpo elevado à quarta potência). Se colocarmos o brilho da superfície normal do Sol com uma temperatura de cerca de 6.000 graus Celsius como uma unidade, então a temperatura das manchas solares deverá ser de cerca de 4.000-4.500 graus. A rigor, é assim que as coisas são - as manchas solares (e isso foi posteriormente confirmado por outros métodos, por exemplo, estudos espectroscópicos de radiação) são simplesmente áreas da superfície solar de temperatura mais baixa.

A ligação entre manchas e campos magnéticos é explicada pela influência do campo magnético na temperatura do gás. Esta influência deve-se à presença de uma zona convectiva (de ebulição) no Sol, que se estende desde a superfície até uma profundidade de cerca de um terço do raio solar. A ebulição do plasma solar eleva continuamente o plasma quente das profundezas para a superfície e, assim, aumenta a temperatura da superfície. Em áreas onde a superfície do Sol é perfurada por tubos de forte campo magnético, a eficiência da convecção é suprimida até parar completamente. Como resultado, sem reposição de plasma convectivo quente, a superfície do Sol esfria a temperaturas de cerca de 4.000 graus. Uma mancha se forma.

Hoje em dia, as manchas solares são estudadas principalmente como centros de regiões solares ativas nas quais as erupções solares estão concentradas. O fato é que o campo magnético, cuja “fonte” são as manchas solares, traz para a atmosfera solar reservas adicionais de energia que são “extras” para o Sol, e ele, como qualquer sistema físico que busca minimizar sua energia, tenta para se livrar deles. Essa energia adicional é chamada de energia livre. Existem dois mecanismos principais para liberar o excesso de energia.

A primeira é quando o Sol simplesmente lança no espaço interplanetário a parte da atmosfera que o sobrecarrega, juntamente com o excesso de campos magnéticos, plasma e correntes. Esses fenômenos são chamados de ejeções de massa coronal. As emissões correspondentes, espalhando-se do Sol, às vezes atingem dimensões colossais de vários milhões de quilômetros e são, em particular, a principal causa das tempestades magnéticas - o impacto de tal coágulo de plasma no campo magnético da Terra desequilibra-o, faz com que oscilar e também intensifica as correntes elétricas que fluem na magnetosfera da Terra, que é a essência de uma tempestade magnética.

A segunda maneira são as explosões solares. Nesse caso, a energia livre é queimada diretamente na atmosfera solar, mas as consequências disso também podem atingir a Terra - na forma de fluxos de radiação dura e partículas carregadas. Esse impacto, que é de natureza radioativa, é um dos principais motivos do fracasso das espaçonaves, assim como das auroras.

No entanto, tendo descoberto uma mancha solar no Sol, você não deve se preparar imediatamente para explosões solares e tempestades magnéticas. Uma situação bastante comum é quando o aparecimento de manchas no disco solar, mesmo as grandes e recordes, não leva nem mesmo a um aumento mínimo no nível de atividade solar. Por que isso está acontecendo? Isto se deve à natureza da liberação de energia magnética no Sol. Tal energia não pode ser liberada de um único fluxo magnético, assim como um ímã deitado sobre uma mesa, por mais que seja sacudido, não criará nenhuma explosão solar. Deve haver pelo menos dois desses threads e eles devem ser capazes de interagir entre si.

Como um tubo magnético perfurando a superfície do Sol em dois lugares cria dois pontos, todos os grupos de pontos nos quais existem apenas dois ou um ponto não são capazes de criar erupções. Esses grupos são formados por um thread, que não tem nada com que interagir. Esse par de manchas pode ser gigantesco e existir no disco solar por meses, assustando a Terra com seu tamanho, mas não criará uma única explosão, mesmo mínima. Tais grupos possuem uma classificação e são chamados de tipo Alfa, se houver uma vaga, ou Beta, se houver duas.

Mancha solar complexa do tipo Beta-Gama-Delta. Topo - ponto visível, fundo - campos magnéticos mostrados usando o instrumento HMI a bordo do observatório espacial SDO

Se você encontrar uma mensagem sobre o aparecimento de uma nova mancha solar no Sol, reserve um tempo e observe o tipo de grupo. Se for Alfa ou Beta, então você não precisa se preocupar – o Sol não produzirá nenhuma erupção ou tempestade magnética nos próximos dias. Uma classe mais difícil é Gamma. Estes são grupos de manchas solares nos quais existem várias manchas de polaridade norte e sul. Em tal região existem pelo menos dois fluxos magnéticos interagindo. Conseqüentemente, tal área perderá energia magnética e alimentará a atividade solar. E por fim, a última aula é Beta Gamma. Estas são as áreas mais complexas, com um campo magnético extremamente emaranhado. Se tal grupo aparecer no catálogo, não há dúvida de que o Sol irá desvendar este sistema por pelo menos vários dias, queimando energia na forma de explosões, inclusive grandes, e ejetando plasma, até simplificar este sistema para um simples Configuração Alfa ou Beta.

No entanto, apesar da ligação “aterrorizante” das manchas com erupções e tempestades magnéticas, não devemos esquecer que este é um dos fenómenos astronómicos mais notáveis ​​que podem ser observados a partir da superfície da Terra com instrumentos amadores. Finalmente, as manchas solares são um objeto muito bonito – basta olhar para suas imagens em alta resolução. Aqueles que, mesmo depois disso, não conseguem esquecer os aspectos negativos deste fenômeno, podem se consolar com o fato de que o número de manchas no Sol ainda é relativamente pequeno (não mais que 1 por cento da superfície do disco, e muitas vezes muito menos).

Vários tipos de estrelas, pelo menos as anãs vermelhas, “sofrem” muito mais - até dezenas de por cento de sua área podem ser cobertas por manchas. Você pode imaginar como são os hipotéticos habitantes dos sistemas planetários correspondentes e, mais uma vez, alegrar-se com a estrela relativamente calma da qual temos a sorte de viver ao lado.