Андрієвський С.М. Климишин І.А. Курс загальної астрономії. Навчальний посібник
Подождите немного. Документ загружается.
221
Ð è ñ. 11.3. Ïîòåìí³ííÿ äèñêà Ñîíöÿ äî éîãî êðàþ: à — ôîòîãðàô³ÿ Ñîíöÿ,
á — ñõåìàòè÷íå ïîÿñíåííÿ ïîòåìí³ííÿ âèäèìîãî äèñêó äî éîãî êðàþ
à)
á)
Òîâùèíà ôîòîñôåðè íå ïåðåâèùóº 0,001R
, òîáòî áëèçüêî 700 êì. ßê
âèçíà÷åíî, ãóñòèíà ðå÷îâèíè íà ¿¿ íèæí³é ìåæ³ ñòàíîâèòü 3⋅10
–7
ã/ñì
3
(êîí-
öåíòðàö³ÿ ÷àñòèíîê N = 2⋅10
17
ñì
–3
), òîä³ ÿê íà âåðõí³é âîíà â òèñÿ÷³ ðàç³â
ìåíøà. гâåíü, äå îïòè÷íà òîâùèíà ó äîâæèí³ õâèë³ λ = 5000 Å äîð³âíþº
îäèíèö³, óìîâíî íàçèâàþòü ïîâåðõíåþ Ñîíöÿ. ³ä öüîãî ð³âíÿ â³äë³÷óþòü
âèñîòó h, ïðè÷îìó â³ä’ºìíó — óíèç, ó íàïðÿì³ äî öåíòðà Ñîíöÿ.
Розділ11.Сонце
222
Ùå îäíèì íå ìåíø âàæëèâèì åôåêòîì, ÿêèé íàéêðàùå ïðîÿâëÿºòüñÿ ïðè
ñïîñòåðåæåííÿõ Ñîíöÿ ç³ ñòðàòîñòàòíèõ àáî êîñì³÷íèõ ñòàíö³é, º ãðàíóëÿö³ÿ
— íåîäíîð³äíà çà ÿñêðàâ³ñòþ ñòðóêòóðà ñîíÿ÷íî¿ ïîâåðõí³, ÿêà â ö³ëîìó íàãà-
äóº ðîçñèïàí³ ðèñîâ³ çåðíà (ðèñ. 11.4). Êîæåí ç òàêèõ ñâ³òëèõ óòâîð³â íàçèâà-
ºòüñÿ ãðàíóëîþ. Ó ñåðåäíüîìó âèäèì³ êóòîâ³ ðîçì³ðè ãðàíóë äîð³âíþþòü 1", ùî
â³äïîâ³äຠïîïåðå÷íèêîâ³ 700–1000 êì. ¯õíÿ ÿñêðàâ³ñòü á³ëüøà, í³æ ó ïðîì³æ-
êàõ ì³æ íèìè. Öå çíà÷èòü, ùî òåìïåðàòóðà â ãðàíóë³ âèùà, í³æ ó íàâêîëèø-
íüîìó ñåðåäîâèù³ (ïðèáëèçíî íà 200–300 Ê). Ñåðåäíÿ òðèâàë³ñòü æèòòÿ ãðà-
íóëè 7 õâ. ϳñëÿ öüîãî ãðàíóëà ðîçïàäàºòüñÿ ³ íà ¿¿ ì³ñö³ âèíèêàþòü íîâ³.
Äîñë³äæåííÿ øâèäêîñòåé ãàçó â ãðàíóëàõ òà íàâêîëî íèõ ïîêàçàëî, ùî
ãðàíóëè — öå ïîòîêè ãàðÿ÷îãî ãàçó, ÿê³ ï³ä³éìàþòüñÿ âãîðó ç ñåðåäí³ìè
øâèäêîñòÿìè 0,5 êì/ñ, òîä³ ÿê òåìí³ ïðîì³æêè ì³æ íèìè — öå õîëîäí³øèé
ãàç, ÿêèé îïóñêàºòüñÿ âíèç.  êîæåí ìîìåíò íà ïîâåðõí³ Ñîíöÿ ìîæíà íà-
ë³÷èòè áëèçüêî 4 ìëí. êîíâåêòèâíèõ ãðàíóë.
Êð³ì ãðàíóë, ðîçïîä³ëåíèõ ïî ïîâåðõí³ Ñîíöÿ ïðàêòè÷íî ð³âíîì³ðíî, òóò
³ñíóº ùå é ñóïåðãðàíóëÿö³ÿ — âåëèêîìàñøòàáíà êîíâåêòèâíà ñòðóêòóðà ç ðîç-
ì³ðàìè êîì³ðîê áëèçüêî 35 000 êì, äëÿ ÿêî¿ âëàñòèâ³ ðóõè ñóïåðãðàíóë ç ãëè-
áîêèõ øàð³â äî ïåðèôåð³¿ ç³ øâèäêîñòÿìè 0,1–0,5 êì/ñ. ×àñ æèòòÿ ñóïåðãðà-
íóëè áëèçüêî äîáè, çàãàëüíà ¿õíÿ ê³ëüê³ñòü íà ïîâåðõí³ Ñîíöÿ äîñÿãຠ5000.
ßâèùå ãðàíóëÿö³¿ ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî â ãëèáøèõ øàðàõ Ñîíöÿ ðå÷îâè-
íà ïåðåáóâຠó ñòàí³ áåçïåðåðâíîãî êîíâåêòèâíîãî ðóõó, òîáòî òóò â³äáóâà-
ºòüñÿ ï³ä³éìàííÿ é îïóñêàííÿ îêðåìèõ ìàñ ãàçó (åëåìåíò³â êîíâåêö³¿).
Ïðîéøîâøè øëÿõ â àòìîñôåð³, óïðîäîâæ ÿêîãî ãàçîâèé òèñê çì³íþºòüñÿ
ïðèáëèçíî ó 2,7 ðàçè, âîíè í³áè ðîç÷èíÿþòüñÿ ó íàâêîëèøíüîìó ñåðåäî-
âèù³, ïîðîäæóþ÷è íîâ³ íåîäíîð³äíîñò³. Ïðîöåñ â³äîêðåìëåííÿ êîíâåêòèâ-
íèõ åëåìåíò³â çàê³í÷óºòüñÿ ÿêðàç ó ôîòîñôåð³, îñê³ëüêè òóò ìàëà îïòè÷íà
òîâùèíà âæå ñïðèÿº ¿õ çíà÷íîìó îõîëîäæåííþ çàâäÿêè âèñâ³÷óâàííþ âíó-
òð³øíüî¿ åíåð㳿 ³ øâèäêî¿ äèñèïàö³¿.
Ð è ñ. 11.4. ijëÿíêà ôîòîñôåðè ç ÷³òêî âèðàæåíîþ ãðàíóëÿö³ºþ
ЧастинаV.ФізичнаприродатілСонячноїсистеми
223
Êîæåí êîíâåêòèâíèé åëåìåíò âèíîñèòü ç ãëèáèíè íàçîâí³ íå ëèøå òåï-
ëîâó, à é ê³íåòè÷íó åíåðã³þ. Ó ôîòîñôåðó â³ä ãðàíóë ó âèãëÿä³ ê³íåòè÷íî¿
åíåð㳿 ùîñåêóíäè íàäõîäèòü áëèçüêî 8⋅10
22
Äæ. Öÿ åíåðã³ÿ ïåðåíîñèòüñÿ
çâóêîâèìè òà ìàãí³òîã³äðîäèíàì³÷íèìè õâèëÿìè, ÿê³ ðóõàþòüñÿ âãîðó ÷å-
ðåç ñåðåäîâèùå, ãóñòèíà ÿêîãî ñïàäຠâ íàïðÿì³ äî ïîâåðõí³, ³ âðåøò³-ðåøò
ïåðåòâîðþþòüñÿ íà óäàðí³ õâèë³. Äèñèïàö³ÿ åíåð㳿 îñòàíí³õ âèòðà÷àºòüñÿ
íà íàãð³âàííÿ âåðõí³õ øàð³â ñîíÿ÷íî¿ àòìîñôåðè — õðîìîñôåðè ³ êîðîíè.
Òîìó ¿õ òåìïåðàòóðà âèÿâëÿºòüñÿ çíà÷íî âèùîþ, í³æ òåìïåðàòóðà ôîòîñôå-
ðè, ÿêà ðîçòàøîâàíà íèæ÷å.
ßê âèÿâèëîñÿ, íà ïîâåðõí³ Ñîíöÿ º ñêëàäíà ñòðóêòóðà ìàãí³òíîãî ïîëÿ.
Éîãî âèì³ðþâàííÿ, çä³éñíåí³ íà îñíîâ³ âèâ÷åííÿ çååìàí³âñüêîãî ðîçùåï-
ëåííÿ ñïåêòðàëüíèõ ë³í³é, âêàçóþòü íà òå, ùî â öåíòðàëüíèõ ÷àñòèíàõ ãðà-
íóëÿö³éíèõ êîì³ðîê íàïðóæåí³ñòü ïîëÿ ìåíøà, í³æ íà ïåðèôåð³¿. Íàïðè-
êëàä, ó êîì³ðêàõ ñóïåðãðàíóëÿö³¿ ìàãí³òíà ³íäóêö³ÿ  ≤ 1 Ãñ, òîä³ ÿê íà ïå-
ðèôå𳿠âîíà äîñÿãຠ20 Ãñ. Ó ö³ëîìó íà ïîâåðõí³ Ñîíöÿ óòâîðþºòüñÿ ñ³òêà
ç âåðòèêàëüíèì ìàãí³òíèì ïîëåì, â ÿê³é º îêðåì³ ä³ëÿíêè ç ³íäóêö³ºþ
 ≈ 2000 Ãñ. Ðîçì³ðè öèõ ä³ëÿíîê íå ïåðåâèùóþòü 100–300 êì.
Íåçàéâèì áóäå çàóâàæåííÿ: í³êîëè íå âèêîðèñòîâóéòå îïòè÷í³ ïðèñòðî¿
äëÿ áåçïîñåðåäí³õ ñïîñòåðåæåíü Ñîíöÿ îêîì, îñê³ëüêè öå ìîæå âèêëèêàòè
ñò³éêó âòðàòó çîðó, ³ íàâ³òü òåìíèé ô³ëüòð ì³æ îêóëÿðîì ³ îêîì òð³ñêàºòüñÿ
â³ä ñèëüíîãî íàãð³âàííÿ.
11.4. Õðîìîñôåðà ³ êîðîíà Ñîíöÿ. Ñîíÿ÷íèé â³òåð
ϳä ÷àñ ïîâíèõ ñîíÿ÷íèõ çàòåìíåíü, êîëè äèñê ̳ñÿöÿ ïîâí³ñòþ çàêðè-
âຠñîíÿ÷íèé ³ òèì ñàìèì åêðàíóº âèïðîì³íþâàííÿ ôîòîñôåðè, íàâêîëî
öüîãî äèñêà ñïîñòåð³ãàºòüñÿ âóçüêèé, òîâùèíîþ 16–20" (ùî â ë³í³éí³é ì³ð³
ñòàíîâèòü 12–15 òèñ. êì), îðåîë ðîæåâîãî êîëüîðó. Öå — õðîìîñôåðà. Íàä
íåþ ïðîñòÿãàºòüñÿ äî äåê³ëüêîõ ðàä³óñ³â Ñîíöÿ ñð³áëÿñòî-á³ëÿ êîðîíà.
Âèïðîì³íþâàííÿ õðîìîñôåðè ³ êîðîíè â³äïîâ³äíî â ñîòí³ ³ ì³ëüéîíè ðàç³â
ñëàáê³øå â³ä ôîòîñôåðíîãî. Òîìó äîâãèé ÷àñ ¿õ âèâ÷àëè ò³ëüêè ï³ä ÷àñ ñîíÿ÷-
íèõ çàòåìíåíü. Ó íàø ÷àñ öå ñòàëî ìîæëèâèì çàâäÿêè òàêèì ïðèëàäàì, ÿê ïî-
çàçàòåìíþâàíèé êîðîíîãðàô òà ³íòåðôåðåíö³éíî-ïîëÿðèçàö³éí³ ô³ëüòðè.
Ñòðóêòóðà õðîìîñôåðè. ßê âèïëèâàº ç³ ñïîñòåðåæåíü, ÿñêðàâ³ñòü õðîìîñôåðè
çìåíøóºòüñÿ ó 8 ðàç³â íà âèñîò³ áëèçüêî 12 000 êì. Âàæëèâîþ îñîáëèâ³ñòþ
ñïåêòðà õðîìîñôåðè º íàÿâí³ñòü ó íüîìó ë³í³é íåéòðàëüíîãî òà ³îí³çîâàíîãî
ãåë³þ ç âèñîêèìè ïîòåíö³àëàìè çáóäæåííÿ åíåðãåòè÷íèõ ð³âí³â. Çà òåîð³ºþ öå
ìîæëèâå, ÿêùî òåìïåðàòóðà â õðîìîñôåð³ ïåðåâèùóº 25 000 Ê. Âîäíî÷àñ ó
ñïåêòð³ õðîìîñôåðè âèäíî òàêîæ ë³í³¿ áàëüìåð³âñüêî¿ ñå𳿠âîäíþ, ùî ìîæóòü
óòâîðþâàòèñÿ ëèøå ïðè äîñòàòíüî íèçüê³é òåìïåðàòóð³ ãàçó, ÿêèé âèïðîì³íþº.
Çàãàëîì öå äຠçìîãó çðîáèòè òàê³ âèñíîâêè: ïî-ïåðøå, òåìïåðàòóðà â õðîìî-
Розділ11.Сонце
224
ñôåð³ ç âèñîòîþ çðîñòຠ(íà â³äì³íó â³ä ôîòîñôåðè, äå âîíà ç âèñîòîþ ñïàäàº),
³, ïî-äðóãå, ñàìà õðîìîñôåðà º äóæå íåîäíîð³äíà. ² ñïðàâä³, òóò ñïîñòåð³ãàþòüñÿ
ñï³êóëè — ñâîºð³äí³ êîëîíè ïîð³âíÿíî õîëîäíîãî ãàçó, îòî÷åíîãî ãàðÿ÷³øîþ ðå-
÷îâèíîþ, ÿê³ ïðîñòÿãàþòüñÿ âãîðó íà âèñîòó 7–12 òèñ. êì. Âîíè äîáðå ïîì³ò-
í³ íà êðàþ äèñêà Ñîíöÿ. Ïîïåðå÷íèê ñï³êóëè 1000 êì, òåìïåðàòóðà ìåíøà â³ä
20 000 Ê. Ó á³ëüøîñò³ âèïàäê³â ñï³êóëè ëîêàë³çóþòüñÿ íàä îêðà¿íàìè ñóïåð-
ãðàíóë. ² õî÷à òóò àòìîñôåðíèé ãàç ðóõàºòüñÿ âíèç, ñï³êóëè, ÿê ïðàâèëî,
ðóõàþòüñÿ äîãîðè ç³ øâèäêîñòÿìè áëèçüêî 20 êì/ñ. Òðèâàë³ñòü æèòòÿ ñï³êóëè
8–15 õâ. Êîæíî¿ õâèëèíè ó õðîìîñôåð³ íàë³÷óþòü äî 300 000 ñï³êóë.
Ìîäåëü õðîìîñôåðè âèãëÿäຠòàê (ðèñ. 11.5). Ó íèæí³é ¿¿ ÷àñòèí³ òåì-
ïåðàòóðà äîð³âíþº 4500–4800 Ê. Íà âèñîò³ áëèçüêî 240 êì â³ä îñíîâè õðî-
ìîñôåðè òåìïåðàòóðà äîñÿãຠíàéìåíøîãî çíà÷åííÿ 4180 Ê ³ ç ïîäàëüøèì
çðîñòàííÿì âèñîòè çíîâó çá³ëüøóºòüñÿ. Ïðè h = 2000 êì ç’ÿâëÿþòüñÿ ñï³-
êóëè. Ñóêóïí³ñòü ñï³êóë óòâîðþº õðîìîñôåðíó ñ³òêó.
Êîðîíà. Êîðîíà — öå çîâí³øíÿ ÷àñòèíà ñîíÿ÷íî¿ àòìîñôåðè. Ïîáà÷èòè
¿¿ ìîæíà ï³ä ÷àñ ïîâíîãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ. Ôîðìà êîðîíè ³ñòîòíî çà-
ëåæèòü â³ä òîãî, º â öåé ÷àñ íà Ñîíö³ ïëÿìè ÷è ¿õ íåìà àáî, ÿê ïðèéíÿòî
ãîâîðèòè, â³ä ôàçè ñîíÿ÷íî¿ àêòèâíîñò³ (ðèñ. 11.6). ßêùî ïëÿì áàãàòî (ìà-
êñèìóì àêòèâíîñò³), òî êîðîíà âèãëÿäຠäîñèòü ñèìåòðè÷íîþ, êîëè æ ¿õ
íåìຠ(ì³í³ìóì àêòèâíîñò³) — âîíà ñòèñíóòà á³ëÿ ñîíÿ÷íèõ ïîëþñ³â ³ ïðî-
ñòÿãàºòüñÿ ãîëîâíèì ÷èíîì óçäîâæ åêâàòîðà. Êîðîíó ïðèéíÿòî ïîä³ëÿòè íà
âíóòð³øíþ, ñåðåäíþ ³ çîâí³øíþ. Ïðîòÿæí³ñòü ïåðøî¿ ñòàíîâèòü 0,2-0,3R
.
Õàðàêòåðíîþ îçíàêîþ âíóòð³øíüî¿ êîðîíè º ¿¿ åì³ñ³éíèé ñïåêòð, â ÿêîìó
íàÿâí³ ë³í³¿ âèïðîì³íþâàííÿ âèñîêî³îí³çîâàíèõ ìåòàë³â. Íàïðèêëàä, òóò
Ð è ñ. 11.5. Ìîäåëü âåðõí³õ øàð³â ñîíÿ÷íî¿ àòìîñôåðè
ЧастинаV.ФізичнаприродатілСонячноїсистеми
225
âèä³ëÿºòüñÿ ÿñêðàâà ë³í³ÿ, ÿêà íàëåæèòü àòîìàì çàë³çà, êîæíèé ç ÿêèõ âòðà-
òèâ 13 åëåêòðîí³â ç îáîëîíêè — FeX²V (λ = 5303 Å).
Íàÿâí³ñòü ó êîðîí³ ³îí³â òàêî¿ âèñîêî¿ ñòà䳿 ³îí³çàö³¿ îçíà÷àº, ùî ¿¿ ñåðåä-
íÿ òåìïåðàòóðà ïîâèííà äîð³âíþâàòè áëèçüêî 1–2·10
6
Ê. ² õî÷à ðå÷îâèíà êî-
ðîíè ðîç³ãð³òà óäàðíèìè õâèëÿìè äî òàêî¿ âèñîêî¿ òåìïåðàòóðè, ê³ëüê³ñòü åíåð-
㳿, ÿêà çàïàñåíà â í³é, º ïîð³âíÿíî íåâåëèêîþ. Àäæå êîðîíà ì³ñòèòü ëèøå
10
–13
ïîâíî¿ ìàñè Ñîíöÿ, à êîíöåíòðàö³ÿ ÷àñòèíîê òóò íå ïåðåâèùóº 10
10
ñì
–3
(ïîð³âíÿéòå ç ¿õíüîþ êîíöåíòðàö³ºþ ó ôîòîñôåð³). Òîíêèé øàð ñîíÿ÷íî¿ àò-
ìîñôåðè, ÿêèé â³ää³ëÿº õðîìîñôåðó â³ä êîðîíè íàçâàíî ïåðåõ³äíîþ çîíîþ, àáî
ïåðåõ³äíèì øàðîì. Òóò ãðà䳺íò òåìïåðàòóðè îñîáëèâî âåëèêèé. Ðîçïîä³ë òåì-
ïåðàòóðè ç âèñîòîþ â ïåðåõ³äí³é çîí³ ³ êîðîí³ ïîêàçàíèé íà ðèñ. 11.5.
Äåòàëüíå âèâ÷åííÿ ïðîô³ë³â ñïåêòðàëüíèõ ë³í³é ³ ñïîñòåðåæåííÿ êîðî-
íàëüíèõ ë³í³é íà êðàþ ñîíÿ÷íîãî äèñêà ï³ä ÷àñ çàòåìíåíü äàëî çìîãó çðî-
áèòè âèñíîâîê, ùî êîðîíà ôàêòè÷íî ïî÷èíàºòüñÿ âæå â õðîìîñôåð³ íà âè-
ñîò³ áëèçüêî 2000 êì. Òóò ì³æ ñï³êóëàìè òà ³íøèìè õðîìîñôåðíèìè óòâî-
ðàìè âæå º êîðîíàëüíà ðå÷îâèíà, òåìïåðàòóðà ÿêî¿ ó 100 ðàç³â âèùà â³ä
òåìïåðàòóðè õðîìîñôåðíîãî ãàçó.
Ó ñåðåäí³é êîðîí³, ÿêà çàê³í÷óºòüñÿ íà â³äñòàí³ 1,3R
â³ä ïîâåðõí³ Ñîí-
öÿ, ãîëîâíó ðîëü â³ä³ãðàþòü ïðîöåñè ðîçñ³þâàííÿ âèïðîì³íþâàííÿ ôîòî-
ñôåðè íà â³ëüíèõ åëåêòðîíàõ êîðîíàëüíî¿ ïëàçìè. Ùî æ ñòîñóºòüñÿ çîâí³ø-
íüî¿ êîðîíè, ÿêà ïðîñòÿãàºòüñÿ íà ì³ëüéîíè ê³ëîìåòð³â â³ä ïîâåðõí³ Ñîí-
öÿ, òî ¿¿ íåïåðåðâíèé ñïåêòð ïîâòîðþº ñïåêòð ôîòîñôåðè, ó íüîìó º ë³í³¿
ïîãëèíàííÿ, òèïîâ³ äëÿ õðîìîñôåðè. Öå âêàçóº íà òå, ùî òóò âèïðîì³íþ-
âàííÿ ðîçñ³þºòüñÿ íà ïèëîâèõ ÷àñòèíêàõ.
Ñîíÿ÷íèé â³òåð. ßê áóëî ñêàçàíî âèùå, õðîìîñôåðà ³ êîðîíà íàãð³âà-
þòüñÿ çàâäÿêè õâèëüîâèì ðóõàì, ÿê³ ïåðåíîñÿòü äîãîðè ìåõàí³÷íó åíåð-
Ð è ñ. 11.6. Ôîòîãðàô³ÿ ñîíÿ÷íî¿ êîðîíè, çðîáëåíà îäåñüêèìè àñòðîíîìà-
ìè ï³ä ÷àñ ïîâíîãî ñîíÿ÷íîãî çàòåìíåííÿ 1999 ðîêó
Розділ11.Сонце
226
ã³þ êîíâåêòèâíèõ åëåìåíò³â ³ òðàíñôîðìóþòü ¿¿ â òåïëîâó. Íàãð³òà æ äî
âèñîêèõ òåìïåðàòóð ðå÷îâèíà ñîíÿ÷íî¿ êîðîíè áåçïåðåðâíî ðîçøèðþºòü-
ñÿ ó íàâêîëîñîíÿ÷íèé ïðîñò³ð. Îñîáëèâ³ñòü òóò òà, ùî ç â³ääàëåííÿì êîæ-
íî¿ ³ç ÷àñòèíîê â³ä Ñîíöÿ ¿¿ øâèäê³ñòü çðîñòàº. Òàê âèíèêຠñïðÿìîâàíèé
â³ä Ñîíöÿ áåçïåðåðâíèé ðîçð³äæåíèé ïîò³ê ðå÷îâèíè, ÿêèé íàçâàíî ñî-
íÿ÷íèì â³òðîì. ²íàêøå êàæó÷è, ñîíÿ÷íèé â³òåð — öå ïîòîêè ³îí³çîâàíî¿
ïëàçìè ³ âìîðîæåíîãî â íèõ ìàãí³òíîãî ïîëÿ, ÿê³ ðóõàþòüñÿ â³ä Ñîíöÿ.
Ùîñåêóíäè ç ñîíÿ÷íèì â³òðîì Ñîíöå âòðà÷ຠïðèáëèçíî ì³ëüéîí òîíí
ñâ ðå÷îâèíè.
Ïðè îñíîâ³ êîðîíè íà â³äñòàí³ áëèçüêî 20 000 êì â³ä ïîâåðõí³ Ñîíöÿ
øâèäê³ñòü ÷àñòèíîê ñòàíîâèòü óñüîãî äåê³ëüêà ñîòåíü ìåòð³â çà ñåêóíäó. Ïðè
r = 0,5 ìëí. êì øâèäê³ñòü V = 8 êì/ñ, à ïðè r = 1,5 ìëí. êì V = 50 êì/ñ. Íà
â³äñòàí³ îðá³òè Çåìë³ ñåðåäí³ ïàðàìåòðè ñîíÿ÷íîãî â³òðó òàê³: øâèäê³ñòü
V = 400 êì/ñ, òåìïåðàòóðà Ò = 5⋅10
4
–2⋅10
5
Ê, êîíöåíòðàö³ÿ ÷àñòèíîê
N = 1–10 ñì
–3
. Íàïðóæåí³ñòü ïîëÿ ó ñîíÿ÷íîìó â³òð³ òóò ñòàíîâèòü 6·10
–6
E.
Õ³ì³÷íèé ñêëàä ñîíÿ÷íîãî â³òðó â³äïîâ³äຠâì³ñòó õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â ó ñî-
íÿ÷í³é êîðîí³.
11.5. Ñîíÿ÷íà àêòèâí³ñòü
Íà ñîíÿ÷í³é ïîâåðõí³ ñïîñòåð³ãàþòüñÿ äåÿê³ ÿâèùà, ùî â ñóêóïíîñò³ ñâî¿é
õàðàêòåðèçóþòü ì³ðó ñîíÿ÷íî¿ àêòèâíîñò³. Äî íèõ íàëåæàòü ñîíÿ÷í³ ïëÿìè,
ôàêåëè, ïðîòóáåðàíö³, ñïàëàõè. ̳ñöÿ, äå ¿õ ñïîñòåð³ãàþòü, íàçâàíî àêòèâ-
íèìè çîíàìè.
Ñîíÿ÷í³ ïëÿìè. Äîñë³äæåííÿ ñïåêòðó ñîíÿ÷íèõ ïëÿì ïîêàçàëî, ùî òåì-
ïåðàòóðà ðå÷îâèíè â íèõ íèæ÷à â³ä òåìïåðàòóðè íåçáóðåíî¿ ôîòîñôåðè ó
ñóñ³äí³õ ç ïëÿìàìè ä³ëÿíêàõ ³íîä³ íàâ³òü íà 1500 Ê. Òîìó çà êîíòðàñòîì ç
íåçáóðåíîþ ôîòîñôåðîþ âîíè âèãëÿäàþòü ÿê òåìí³ óòâîðè íà í³é. Òðàï-
ëÿþòüñÿ ÿê ïîîäèíîê³ ïëÿìè, òàê ³ ¿õí³ ãðóïè. Íåâåëè÷ê³ óòâîðè ç âèäè-
ìèì êóòîâèì ä³àìåòðîì 3–4" íàçèâàþòüñÿ ïîðàìè. Ñåðåäí³ êóòîâ³ ðîçì³-
ðè ïëÿì ≈ 1', òîáòî áëèçüêî 40 000 êì. Òðàïëÿëèñÿ, îäíàê, ïëÿìè ä³àìåò-
ðîì äî 180 000 êì. Ó âåëèê³é ïëÿì³ âèä³ëÿþòü òåìíå ÿäðî (òåìïåðàòóðà
áëèçüêî 4300 Ê) ³ ñâ³òë³øó îáëÿì³âêó — ï³âò³íü, äå òåìïåðàòóðà ãàçó ñòà-
íîâèòü 5000 Ê (ðèñ. 11.7). Ó ãðóïàõ ïëÿì îäíà ç íèõ º âåäó÷îþ àáî ãîëîâ-
íîþ (ðîçòàøîâàíà ïîïåðåäó â íàïðÿì³ îáåðòàííÿ Ñîíöÿ), ³íøà — õâîñòî-
âîþ. ×àñ æèòòÿ îäèíîêèõ ïëÿì ñÿãຠ÷îòèðüîõ ì³ñÿö³â, äëÿ ãðóï ïëÿì â³í
³íîä³ îáìåæåíèé äåê³ëüêîìà ãîäèíàìè.
Ïîëîæåííÿ ïëÿì ùîäî ñîíÿ÷íîãî åêâàòîðà ³ñòîòíî çàëåæèòü â³ä ôàçè
öèêëó àêòèâíîñò³. Ó ì³í³ìóì³ àêòèâíîñò³ ïëÿìè âèíèêàþòü íà øèðîòàõ
 = ±35°, ç ÷àñîì çîíà ïëÿìîóòâîðåííÿ ïîñòóïîâî îïóñêàºòüñÿ äî åêâàòî-
ðà (á³ëÿ ìàêñèìóìó àêòèâíîñò³ ïëÿìè ãðóïóþòüñÿ ïðè  = ±15°), îñòàíí³
ЧастинаV.ФізичнаприродатілСонячноїсистеми
227
æ ïëÿìè öèêëó ç’ÿâëÿþòüñÿ íà øèðîòàõ áëèçüêî ±8°: ó öüîìó ïîëÿãຠñóòü
çàêîíó Øïåðåðà. ßêùî çàëåæí³ñòü ãåë³îãðàô³÷íî¿ øèðîòè ôîðìóâàííÿ ïëÿì
â³ä ÷àñó çîáðàçèòè íà ä³àãðàì³, òî çîíè àêòèâíîñò³ óòâîðþþòü íà í³é ñâîº-
ð³äí³ çà âèãëÿäîì «ìåòåëèêè Ìàóíäåðà».
Äîñë³äæóþ÷è ðîçùåïëåííÿ ë³í³é ó ñïåêòðàõ ñîíÿ÷íèõ ïëÿì, Äæîðäæ Å.
Õåéë (1868–1939, ÑØÀ) ó 1908 ð. âèÿâèâ, ùî â ïëÿìàõ º ñèëüí³ ìàãí³òí³
ïîëÿ. ßê áóëî çíàéäåíî, íàïðóæåí³ñòü ìàãí³òíîãî ïîëÿ ó á³ëüøîñò³ ïëÿì
äîð³âíþº 1000–2000 Å, ó äåÿêèõ âèïàäêàõ âîíà ñÿãຠ4500 Å. Ïîëå âåäó÷î¿ ³
õâîñòîâî¿ ïëÿì çàâæäè ìຠð³çíó ïîëÿðí³ñòü. Òîìó òàê³ ãðóïè íàçèâàþòü á³-
Ð è ñ. 11.7. à — ñòðóêòóðà ñîíÿ÷íî¿ ïëÿìè, á — ôðàãìåíò ïîâåðõí³ Ñîíöÿ ç
âåëèêîþ ãðóïîþ ïëÿì
à)
á)
Розділ11.Сонце
228
ïîëÿðíèìè. Ïîëÿ ãîëîâíèõ ïëÿì ç ï³âí³÷íî¿ ³ ï³âäåííî¿ ï³âêóë³ Ñîíöÿ ìà-
þòü ð³çíó ïîëÿðí³ñòü. Çíàê ïîëÿ ãîëîâíèõ ïëÿì ó êîæí³é ï³âêóë³ ñï³âïàäàº
ç³ çíàêîì ãëîáàëüíîãî ïîëÿ ï³âêóë³.
Îñê³ëüêè ãóñòèíà ³ òåìïåðàòóðà ðå÷îâèíè ó ïëÿì³ ìåíø³, í³æ ïîçà íåþ,
òî ð³âåíü ïîâåðõí³ ç îïòè÷íîþ òîâùèíîþ τ = 1 çíàõîäèòüñÿ â í³é íèæ÷å.
Òîìó ïëÿìà ìຠâèãëÿä òàð³ëêè àáî êðàòåðà, äíî ÿêîãî óòâîðþº ÿäðî, à ïî-
õèë³ ñò³íêè — ï³âò³íü. Ãëèáèíà êðàòåðà äëÿ íåâåëèêèõ ïëÿì ìîæå ñÿãàòè
1500–2000 êì. Öå — åôåêò ³ëüñîíà. Áóëî çàóâàæåíî òàêîæ, ùî íà ð³âí³
ôîòîñôåðè ãàç ç³ øâèäê³ñòþ áëèçüêî 2 êì/ñ ðóõàºòüñÿ â íàïðÿì³ â³ä öåíòðà
ïëÿìè íàçîâí³, òîä³ ÿê ó õðîìîñôåð³ íàä ïëÿìîþ ãàç ðóõàºòüñÿ äî öåíòðà
ïëÿìè ç³ øâèäê³ñòþ äî 5 êì/ñ. Ó öüîìó ïîëÿãຠñóòü åôåêòó Åâåðøåäà.
Ðàçîì ³ç Ñ. Á. ͳêîëñîíîì Äæ.Å. Õåéë âèÿâèâ, ùî çì³íà ïîëÿðíîñò³
ìàãí³òíîãî ïîëÿ Ñîíöÿ â³äáóâàºòüñÿ ïðèáëèçíî çà 11 ðîê³â (äèâ. äåòàëüí³-
øå íàñòóïíèé ðîçä³ë).
Ôàêåëè ³ ôëîêóëè. Ñïîñòåðåæåííÿ ïîâåðõí³ Ñîíöÿ äîçâîëÿº âèÿâèòè ä³-
ëÿíêè, â ÿêèõ ÿñêðàâ³ñòü äåùî âèùà, í³æ ó íàâêîëèøí³é ôîòîñôåð³. Òàê³
çîíè ï³äâèùåíî¿ ÿñêðàâîñò³ îäåðæàëè íàçâó — ôàêåëè (ôàêåëüí³ ïîëÿ). Ëî-
êàë³çîâàí³ âîíè íàâêîëî ñîíÿ÷íèõ ïëÿì (ðèñ. 11.8). ²íîä³ ôàêåëè ç’ÿâëÿ-
þòüñÿ ðàí³øå, í³æ óòâîðþºòüñÿ ïëÿìà, ïåðåäâ³ùàþ÷è òàêèì ÷èíîì ¿¿ ïî-
ÿâó, ³ çáåð³ãàþòüñÿ ïðîòÿãîì äåê³ëüêîõ äåñÿòê³â äí³â ï³ñëÿ òîãî, ÿê ïëÿìè
çíèêëè.
Ãàðÿ÷³ ³ ÿñêðàâ³ ä³ëÿíêè â õðîìîñôåð³, ÿê³ ïåðåáóâàþòü áåçïîñåðåäíüî
íàä ôîòîñôåðíèìè ôàêåëàìè, íàçâàíî ôëîêóëàìè.
Ïðîòóáåðàíö³. Íà ôîòîãðàô³ÿõ Ñîíöÿ, çðîáëåíèõ ó äîâæèí³ õâèë³ ë³í³¿
Hα, íà êðàþ äèñêà âèäíî ñâîºð³äí³ âèêèäè ðå÷îâèíè — ïðîòóáåðàíö³ (ðèñ.
11.9). Áà÷èìî ¿õ ñàìå òîìó, ùî âîíè ñâ³òÿòüñÿ â ë³í³¿ Hα. Öå çíà÷èòü, ùî
ðå÷îâèíà ïðîòóáåðàíöÿ ³íòåíñèâíî ïåðåâèïðîì³íþº êâàíòè, ÿê³ íàäõîäÿòü
Ð è ñ. 11.8. Ñâ³òë³ ôàêåëè íàâêîëî ñîíÿ÷íî¿ ïëÿìè
ЧастинаV.ФізичнаприродатілСонячноїсистеми
229
äî íüîãî â³ä ôîòîñôåðè. ² íàâïàêè, êîëè ïðîòóáåðàíåöü ïðîåêòóºòüñÿ íà
ñîíÿ÷íèé äèñê, éîãî âèäíî ÿê òåìíå âîëîêíî.
Ôîðìà ïðîòóáåðàíö³â ç ÷àñîì ³ñòîòíî çì³íþºòüñÿ: ³íîä³ ¿õíÿ äîâæèíà
ñÿãຠíàâ³òü 200 000 êì, òîâùèíà — äåê³ëüêîõ òèñÿ÷ ê³ëîìåòð³â. Ñåðåäíÿ ãó-
ñòèíà ðå÷îâèíè â íèõ ó ñîòí³ ðàç³â á³ëüøà â³ä ù³ëüíîñò³ íàâêîëèøíüî¿ êî-
ðîíàëüíî¿ ðå÷îâèíè, à òåìïåðàòóðà íå ïåðåâèùóº 6000–8000 Ê. Íàïðóæå-
í³ñòü ìàãí³òíîãî ïîëÿ â öèõ îá’ºêòàõ ñÿãຠâ ñåðåäíüîìó 20–200 Å, â îêðå-
ìèõ âèïàäêàõ — 1000 Å.
Çàâäÿêè ïðîòóáåðàíöÿì, î÷åâèäíî, â³äáóâàºòüñÿ îáì³í ðå÷îâèíîþ ì³æ
õðîìîñôåðîþ ³ êîðîíîþ. Ñàì³ æ ö³ îá’ºêòè âèíèêàþòü ïðè ï³ä³éìàíí³ òðó-
áîê ìàãí³òíîãî ïîëÿ (äèâ. ï³äðîçä³ë 11.7) íàä ïîâåðõíåþ Ñîíöÿ. ²îí³çîâà-
íèé ãàç ìîæå ðóõàòèñÿ ëèøå ðàçîì ç ìàãí³òíèìè ñèëîâèìè ë³í³ÿìè, àäæå,
â³í «âìîðîæåíèé» ó ìàãí³òíå ïîëå ³ ï³ä³éìàºòüñÿ ðàçîì ç íèì. Âîäíî÷àñ,
ñïîñòåðåæåííÿ ïîêàçóþòü, ùî ÷àñòèíà ãàçó ïîâ³ëüíî ñò³êຠäîíèçó óçäîâæ
ìàãí³òíèõ ñèëîâèõ ë³í³é.
Çà àêòèâí³ñòþ ïðîòóáåðàíö³ ïîä³ëÿþòü íà ñïîê³éí³ òà åðóïòèâí³. Ïåðø³
íå çì³íþþòü ñâ êîíô³ãóðàö³¿ óïðîäîâæ áàãàòüîõ òèæí³â, äðóã³ ç³ øâèä-
êîñòÿìè, ùî ñÿãàþòü 700 êì/ñ, ï³ä³éìàþòüñÿ äîãîðè äî âèñîòè 1 500 000 êì.
Êîðîíàëüí³ ä³ðè. Ö³ óòâîðè â êîðîí³ ìàþòü â³äíîñíî íèçüêó òåìïåðàòóðó
(0,8·10
6
Ê), òóò ñèëîâ³ ë³í³¿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ Ñîíöÿ ñïðÿìîâàí³ ðàä³àëüíî, ùî
é çàáåçïå÷óº â³ëüíå âèò³êàííÿ ïëàçìè ó ì³æïëàíåòíèé ïðîñò³ð. Òàêèì ÷èíîì,
êîðîíàëüí³ ä³ðè º äæåðåëîì øâèäêèõ ïîòîê³â ðå÷îâèíè ó ñîíÿ÷íîìó â³òð³.
Ñîíÿ÷í³ ñïàëàõè. Îäíèì ³ç íàéïîòóæí³øèõ ³ øâèäêèõ ó ÷àñ³ ïðîÿâ³â ñî-
íÿ÷íî¿ àêòèâíîñò³ º ñîíÿ÷í³ ñïàëàõè, ÿê³ ïðîÿâëÿþòü ñåáå ó âèãëÿä³ îáëàñ-
Ð è ñ. 11.9. Ñîíÿ÷íèé ïðîòóáåðàíåöü
Розділ11.Сонце
230
òåé ï³äâèùåíî¿ ÿñêðàâîñò³ (ðèñ. 11.10). ¯õ íàéêðàùå âèäíî â ë³í³¿ Hα, õî÷à
â îêðåìèõ âèïàäêàõ — ³ â á³ëîìó ñâ³òë³. Ó ðîêè ìàêñèìóì³â ñîíÿ÷íî¿ àêòèâ-
íîñò³ ìîæå òðàïèòèñÿ äî äåñÿòè ñïàëàõ³â çà äîáó, òîä³ ÿê ó ì³í³ìóì³ ïðîòÿ-
ãîì áàãàòüîõ ì³ñÿö³â ìîæå íå áóòè æîäíîãî.
Íàé÷àñò³øå ñïàëàõè âèíèêàþòü ó íåéòðàëüíèõ çîíàõ ì³æ ïëÿìàìè, ùî
ìàþòü ïðîòèëåæí³ ïîëÿðíîñò³. Ðîçì³ð çîíè, îõîïëåíî¿ ñïàëàõîì, äîñÿãàº
äåñÿòê³â òèñ. êì. Ïðîöåñ ðîçâèòêó íåâåëèêîãî ñïàëàõó òðèâຠ5-10 õâ., íàé-
ïîòóæí³øèõ — äåê³ëüêà ãîäèí. Çà öåé ÷àñ ó çîí³ ñïàëàõó òåìïåðàòóðà çðîñ-
òຠäî 5·10
6
Ê ³
âèä³ëÿºòüñÿ åíåðã³ÿ áëèçüêî 10
21
–10
25
Äæ, à öå ñóì³ðíå ç åíåð-
㳺þ, ùî ¿¿ Ñîíöå âèïðîì³íþº ç óñ³º¿ ñâ ïîâåðõí³ çà 1 ñ. ϳä ÷àñ ñïàëàõó
âèíèêຠïîòóæíå âèïðîì³íþâàííÿ â ðàä³î-, óëüòðàô³îëåòîâîìó, ðåíòãåí³â-
ñüêîìó, à ³íêîëè íàâ³òü â ãàììà-ä³àïàçîí³. Ç’ÿâëÿþòüñÿ òàêîæ ñîíÿ÷í³ êîñ-
ì³÷í³ ïðîìåí³ — ïîòîêè åëåêòðîí³â, ïðîòîí³â ³ âàæ÷èõ ÿäåð, ÿê³ ðóõàþòüñÿ
ç³ øâèäêîñòÿìè 0,01–0,10 â³ä øâèäêîñò³ ñâ³òëà.
 îêðåìèõ âèïàäêàõ ïðè ñïàëàõàõ óòâîðþþòüñÿ çâîðîòí³ âèêèäè — ñåð-
äæ³ ³ íåâåëèê³ áðèçêè — ñïðå¿. Ñåðäæ³ ïîä³áí³ äî âåëåòåíñüêèõ ñòðóìåí³â,
ùî âèë³òàþòü ³ç çîíè ñïàëàõó ç³ øâèäêîñòÿìè 200–300 êì/ñ. Ðóõàþ÷èñü ïî-
õèëèìè òðàºêòîð³ÿìè, ðå÷îâèíà äîñÿãຠâèñîòè 20–100 òèñ. êì ³ ïîâåðòà-
ºòüñÿ íàçàä òèì æå øëÿõîì.
Ð è ñ. 11.10. Ñîíÿ÷í³ ñïàëàõè. Ó ë³â³é íèæí³é ÷àñòèí³ ôîòîãðàô³¿ ïîì³ò-
íèé âåëèêèé ïðîòóáåðàíåöü
ЧастинаV.ФізичнаприродатілСонячноїсистеми