Corona solară: descriere, caracteristici, luminozitate și fapte interesante

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-12 12:05

Soarele este o sferă imensă de gaze fierbinți care produc energie și lumină colosală și fac posibilă viața pe Pământ.

Acest obiect ceresc este cel mai mare și cel mai masiv din sistemul solar. De la Pământ la el, distanța este de la 150 de milioane de kilometri. Este nevoie de aproximativ opt minute pentru ca căldura și lumina soarelui să ajungă la noi. Această distanță se mai numește și opt minute lumină.

Steaua care ne încălzește pământul este alcătuită din mai multe straturi exterioare, cum ar fi fotosfera, cromosfera și corona solară. Straturile exterioare ale atmosferei Soarelui creează energie la suprafață care bule și explodează din interiorul stelei și este identificată ca lumina soarelui.

Componente ale stratului exterior al Soarelui

Stratul pe care îl vedem se numește fotosfera sau sfera luminii. Fotosfera este marcată de granule strălucitoare, clocotite de plasmă și de pete solare mai întunecate și mai reci, care apar atunci când câmpurile magnetice ale soarelui străbat suprafața. Petele apar și se deplasează pe discul Soarelui. Observând această mișcare, astronomii au ajuns la concluzia că lumina noastrăse întoarce în jurul axei sale. Deoarece Soarele nu are o bază solidă, diferite regiuni se rotesc cu viteze diferite. Regiunile ecuatorului completează un cerc complet în aproximativ 24 de zile, în timp ce rotațiile polare pot dura mai mult de 30 de zile (pentru a finaliza o rotație).

Ce este fotosfera?

Fotosfera este, de asemenea, sursa erupțiilor solare: flăcări care se extind la sute de mii de mile deasupra suprafeței Soarelui. Erupțiile solare produc explozii de raze X, ultraviolete, radiații electromagnetice și unde radio. Sursa de emisie de raze X și radio este direct din corona solară.

Ce este cromosfera?

Zona care înconjoară fotosfera, care este învelișul exterior al Soarelui, se numește cromosferă. O regiune îngustă separă corona de cromosferă. Temperatura crește brusc în regiunea de tranziție, de la câteva mii de grade în cromosferă la peste un milion de grade în coroană. Cromosfera emite o strălucire roșiatică, ca de la arderea hidrogenului supraîncălzit. Dar marginea roșie poate fi văzută doar în timpul unei eclipse. Alteori, lumina din cromosferă este, în general, prea slabă pentru a fi văzută împotriva fotosferei strălucitoare. Densitatea plasmei scade rapid, deplasându-se în sus de la cromosferă la coroană prin regiunea de tranziție.

Ce este corona solară? Descriere

Astronomii investighează neobosit misterul coroanei solare. Cum este ea?

Aceasta este atmosfera Soarelui sau stratul său exterior. Acest nume a fost dat pentru căcă aspectul său devine evident atunci când are loc o eclipsă totală de soare. Particulele din coroană se extind departe în spațiu și, de fapt, ajung pe orbita Pământului. Forma este determinată în principal de câmpul magnetic. Electronii liberi în mișcare corona de-a lungul liniilor câmpului magnetic formează multe structuri diferite. Formele văzute în coroana deasupra petelor solare sunt adesea în formă de potcoavă, confirmând în continuare că urmează liniile câmpului magnetic. Din vârful unor astfel de „arcade”, streamers lungi se pot extinde, la o distanță de diametrul Soarelui sau chiar mai mult, de parcă un proces ar trage material din vârful arcadelor în spațiu. Aceasta implică vântul solar, care suflă spre exterior prin sistemul nostru solar. Astronomii au numit astfel de fenomene „coif de șarpe” din cauza asemănării lor cu coifurile zimțate purtate de cavaleri și folosite de unii soldați germani înainte de 1918

Din ce este făcută coroana?

Materialul din care se formează corona solară este extrem de fierbinte, constând din plasmă rarefiată. Temperatura din interiorul coroanei este de peste un milion de grade, surprinzător de mult mai mare decât temperatura de la suprafața Soarelui, care este de aproximativ 5500 °C. Presiunea și densitatea coroanei sunt mult mai mici decât în atmosfera Pământului.

Prin observarea spectrului vizibil al coroanei solare, s-au găsit linii de emisie luminoase la lungimi de undă care nu se potrivesc cu materialele cunoscute. În acest sens, astronomii au sugerat existența „coroniului”ca gaz principal în coroană. Adevărata natură a acestui fenomen a rămas un mister până când s-a descoperit că gazele coronale au fost supraîncălzite peste 1.000.000 °C. Cu o temperatură atât de ridicată, cele două elemente dominante, hidrogenul și heliul, sunt complet lipsite de electroni. Chiar și substanțe minore, cum ar fi carbonul, azotul și oxigenul, sunt îndepărtate în nuclee goale. Doar constituenții mai grei (fier și calciu) sunt capabili să rețină o parte din electronii lor la aceste temperaturi. Emisia din aceste elemente puternic ionizate care formează liniile spectrale a rămas un mister pentru primii astronomi până de curând.

Luminozitate și fapte interesante

Suprafața solară este prea luminoasă și, de regulă, atmosfera sa solară este inaccesibilă vederii noastre, nici corona Soarelui nu este vizibilă cu ochiul liber. Stratul exterior al atmosferei este foarte subțire și slab, așa că poate fi văzut de pe Pământ doar în momentul în care are loc o eclipsă solară sau cu un telescop special coronagraf care simulează o eclipsă acoperind discul solar strălucitor. Unele corongrafe folosesc telescoape de la sol, altele sunt realizate pe sateliți.

Strălucirea coroanei solare în raze X se datorează temperaturii sale enorme. Pe de altă parte, fotosfera solară emite foarte puține raze X. Acest lucru permite ca coroana să fie vizualizată pe discul Soarelui atunci când o observăm în raze X. Pentru aceasta, se utilizează optice speciale, care vă permit să vedeți raze X. LALa începutul anilor 1970, prima stație spațială din SUA, Skylab, a folosit un telescop cu raze X, cu ajutorul căruia corona solară și petele sau găurile solare erau clar vizibile pentru prima dată. În ultimul deceniu, a fost furnizată o cantitate imensă de informații și imagini despre coroana Soarelui. Cu ajutorul sateliților, corona solară devine din ce în ce mai accesibilă pentru observații noi și interesante ale Soarelui, caracteristicile sale și natura dinamică.

Temperatura soarelui

Deși structura internă a nucleului solar este ascunsă observației directe, se poate deduce folosind diverse modele că temperatura maximă din interiorul stelei noastre este de aproximativ 16 milioane de grade (Celsius). Fotosfera - suprafața vizibilă a Soarelui - are o temperatură de aproximativ 6000 de grade Celsius, dar crește foarte brusc de la 6000 de grade la câteva milioane de grade în coroană, în regiunea de 500 de kilometri deasupra fotosferei.

Soarele este mai fierbinte în interior decât în exterior. Cu toate acestea, atmosfera exterioară a Soarelui, corona, este într-adevăr mai fierbinte decât fotosfera.

La sfârșitul anilor treizeci, Grotrian (1939) și Edlen au descoperit că liniile spectrale ciudate observate în spectrul coroanei solare erau emise de elemente precum fier (Fe), calciu (Ca) și nichel (Ni) în stadii foarte în alte de ionizare. Ei au ajuns la concluzia că gazul coronal este foarte fierbinte, cu temperaturi de peste 1 milion de grade.

Întrebarea de ce coroana soarelui este atât de fierbinte rămâne una dintre cele mai interesante puzzle-uri ale astronomiei.în ultimii 60 de ani. Nu există încă un răspuns cert la această întrebare.

Deși corona solară este disproporționat de fierbinte, are și o densitate foarte scăzută. Astfel, doar o mică parte din radiația solară totală este necesară pentru a alimenta coroana. Puterea totală emisă în raze X este doar aproximativ o milioneme din luminozitatea totală a Soarelui. O întrebare importantă este modul în care energia este transportată către coroană și ce mecanism este responsabil pentru transport.

Mecanisme pentru alimentarea coroanei solare

De-a lungul anilor au fost propuse mai multe mecanisme diferite de putere corona:

• Unde acustice.
• Unde magneto-acustice rapide și lente ale corpurilor.
• Corpi de undă Alfven.
• Unde de suprafață magneto-acustice lente și rapide.
• Curentul (sau câmpul magnetic) este disipare.
• Fluxuri de particule și flux magnetic.

Aceste mecanisme au fost testate atât teoretic, cât și experimental și până în prezent au fost excluse numai undele acustice.

Nu a fost încă studiat unde se termină limita superioară a coroanei. Pământul și alte planete ale sistemului solar sunt situate în interiorul coroanei. Radiația optică a coroanei se observă la 10-20 de raze solare (zeci de milioane de kilometri) și se combină cu fenomenul luminii zodiacale.

Covor solar magnetic Corona

Recent, „covorul magnetic” a fost legat de puzzle-ul de încălzire coronală.

Observațiile cu rezoluție spațială ridicată arată că suprafața Soarelui este acoperită cu câmpuri magnetice slabe concentrate în zone mici de polaritate opusă (magnet covor). Se crede că aceste concentrații magnetice sunt punctele principale ale tuburilor magnetice individuale care transportă curent electric.

Observațiile recente ale acestui „covor magnetic” arată o dinamică interesantă: câmpurile magnetice fotosferice se mișcă constant, interacționează între ele, se disipează și ies pentru o perioadă foarte scurtă de timp. Reconectarea magnetică între un câmp magnetic de polaritate opusă poate schimba topologia câmpului și poate elibera energie magnetică. Procesul de reconectare va disipa și curenții electrici care transformă energia electrică în căldură.

Aceasta este o idee generală despre cum ar putea fi implicat covorul magnetic în încălzirea coronală. Cu toate acestea, nu se poate argumenta că „covorul magnetic” rezolvă în cele din urmă problema încălzirii coronale, deoarece încă nu a fost propus un model cantitativ al procesului.

Se poate stinge Soarele?

Sistemul solar este atât de complex și de neexplorat încât afirmații senzaționale precum: „Soarele se va stinge în curând” sau, dimpotrivă, „Temperatura Soarelui crește și în curând viața pe Pământ va deveni imposibilă” sună ridicol cel putin. Cine poate face astfel de predicții fără să știe exact ce mecanismeîn inima acestei stele misterioase?!