Солнечная астрономия. Часть 3

Что общего у Шрэка и Солнца?

Помните бессмертный диалог Шрэка и Осла? И ответ Шрэка: «Огры как лук. У огров есть слои. И у лука есть слои. У тех и у других есть слои». Так вот, оказывается, у Солнца тоже есть слои.

Точнее, у солнечной атмосферы, которая и интересует нас применительно к астрономии. Крупные слои – фотосфера, хромосфера, переходной слой и корона – и более мелкая их нарезка.

Мы немного лукавили, когда в предыдущих частях (Часть 1 и Часть 2) говорили, что те замечательные рентгеновские картинки представляют нам Солнце. На самом деле каждая из них представляет лишь какой-то слой солнечной короны.

Чтобы разобраться в этом, нужно внимательно посмотреть на приведенную выше картинку. Яркими красками на ней набросаны внутренние слои или области Солнца. В данный момент они нас не интересуют.

Смотрим в левую, темную часть картинки. Это – солнечная корона. Начнем с ее протяженности. Это около 20 радиусов Солнца. Чтобы было понятнее: радиус Солнца 700 тысяч километров – в 100 раз больше радиуса Земли. 20 радиусов Солнца – в 2 тысячи раз больше радиуса Земли или 14 миллионов километров.

На этом чудовищном расстоянии чудовищно меняется и температура плазмы. В нижних слоях она составляет 100 тысяч градусов. К верхним вырастает до 20 миллионов.

Солнечные телескопы настраиваются на излучение определенной длины волны. Каждую длину волны излучает определенный ион.

Ион – это атом с оторванными (одним или несколькими) электронами. Возьмем для примера железо. Не кусок металла, а один атом. Если у вас нет под рукой атома, можно воспользоваться картинкой ниже.

Итак, железо. В центре атома находится положительное ядро. Вокруг него болтаются 26 электронов. Если оторвать один электрон, получится однократно заряженный ион железа, обозначаемый FeII. Оторвем два электрона – FeIII. И так далее.

Смысл в том, что, во-первых, каждый ион характеризуется своей собственной уникальной длиной волны, а во-вторых, кратность ионизации связана с температурой. Вот и получается, что в каждом слое солнечной короны имеется своя температура, следовательно, там имеются соответствующие ионы железа, излучающие свои уникальные длины волн.

Можно еще раз взглянуть на картинку с солнечными слоями, расположенную выше. Там как раз представлены ионы железа FeIX (оторвано 8 электронов) с температурой 1 млн градусов, FeXII (оторвано 11 электронов) с температурой 1,5 млн градусов и FeXV (оторвано 14 электронов) с 2,5 млн градусов. И каждый ион собран в определенном слое короны.

Настраивая телескопы на разные длины волн, ученые могут получать изображения разных слоев Солнца. То есть набор картинок, подобных приведенной выше. Если картинки сняты в один момент времени, получается как бы 3D изображение Солнца в глубину. От слоя к слою.

А если снимать картинки через некоторые промежутки времени (например, каждые 10 секунд), можно проследить, как меняется плазма со временем от слоя к слою. Аккуратно это сложив, можно даже сделать фильм. Чем, собственно, астрономы и занимаются.

В качестве примера посмотрите видео образования солнечного ветра (снято российской обсерваторией ТЕСИС, 2009 год):

Это «кино» как раз и скроено из таких снимков на отдельных длинах волн. Выброшенный сгусток плазмы зародился в нижних слоях солнечной короны, прошел к верхним и, оторвавшись от Солнца, ушел в космическое пространство. Весь снятый процесс занял двое земных суток.

Кстати, к вопросу о возросшем пространственном разрешении. Посмотрите, как наблюдался подобный процесс российской обсерваторией СПИРИТ в 2002 году:

Что называется: почувствуйте разницу и прогресс. Новые обсерватории рассматривают эти динамические процесс с еще большей детализацией.

Если вернуться к начальной фразе очерка, то слои есть не только у Шрэка, лука и Солнца, но и у тех приборов, с помощью которых получаются рентгеновские снимки солнечной короны (слоёв — ! – солнечной короны). Но о них мы поговорим в следующей части.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!