Солнце и его строение

Содержание:

  1. Общие сведения о Солнце                   ...……………………………………………3
  2. Спектр и химический состав солнца   …………………………………………......5
  3. Внутреннее строение Солнца               ……………………………………………..8
  4. Атмосфера Солнца                                 ……………………………………………10

4.1 Фотосфера                                         ……………………………………………10

4.2 Хромосфера                                       ……………………………………………11

4.3 Корона                                               …………………………………….………13

  1. Грануляция и конвективная зона          ……………………………………………18
  2. Цикл солнечной активности                  ……………………………………………19
  3. Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Общие сведения о Солнце 

Солнце представляется кругом с резко очерченным краем (лимбом). Видимый радиус Солнца несколько  меняется в течение года вследствие изменения расстояния Земли от Солнца, вызванного эллиптичностью земной орбиты.

Когда Земля в перигелии (начало января) видимый диаметр  Солнца составляет 32’35”, а в афелии (начало июля) —33'31". На среднем расстоянии от Земли видимый радиус Солнца составляет 960", что соответствует линейному радиусу

                  

Объем Солнца

а его масса

что дает среднюю плотность его  вещества

Ускорение силы тяжести на поверхности  Солнца

Наблюдения отдельных деталей на солнечном диске, а также измерения смещений спектральных линий в различных его точках говорят о движении солнечного вещества вокруг одного из солнечных диаметров, называемого осью вращения Солнца. Плоскость, проходящая через центр Солнца и перпендикулярная к оси вращения, называется плоскостью солнечного экватора. Она образует с плоскостью эклиптики угол в 7° 15' и пересекает поверхность Солнца по экватору. Угол между плоскостью экватора и радиусом, проведенным из центра Солнца в данную точку на его поверхности называется гелиографической широтой.

Вращение Солнца обладает важной особенностью: его угловая  скорость w убывает по мере удаления от экватора и приближения к полюсам (рис. 122), так что в среднем w = 14°,4 - 2°,7 sin2В, где В — гелиографическая широта. В этой формуле угловая скорость w измеряется углом поворота за сутки.  

 

 

 

Таким образом, различные зоны Солнца вращаются вокруг оси с различными периодами. Для точек экватора сидерический период составляет 25 суток, а вблизи полюсов он достигает 30 суток. Вследствие движения Земли вокруг Солнца его  вращение представляется земному наблюдателю  несколько замедленным: период вращения на экваторе составляет 27 суток, а у  полюсов — 32 суток (синодический период вращения).

 

 

 

 

 

 

 

2.Спектр и химический состав Солнца

В видимой области излучение  Солнца имеет непрерывный спектр, на фоне которого заметно несколько десятков тысяч темных линий поглощения (рис. 123), называемых фраунгоферовыми по имени австрийского физика Фраунгофера, впервые описавшего эти линии в 1814 г. 

 

 

 

Наибольшей интенсивности  непрерывный спектр достигает в  сине-зеленой части спектра, у  длин волн 4300-5000 Å . В обе стороны  от максимума интенсивность солнечного излучения убывает.

Солнечный спектр далеко простирается в невидимые коротковолновую  и длинноволновую области. Результаты внеатмосферных наблюдений спектра Солнца, полученные с ракет и искусственных спутников показывают, что до длин волн около 2000 Å характер солнечного спектра такой же, как и в видимой области. Однако в более коротковолновой области он резко меняется: интенсивность непрерывного спектра быстро падает, где темные фраунгоферовы линии сменяются яркими эмиссионными (рис. 124).  

 

 

 

Инфракрасная область солнечного спектра частично поглощается при прохождении сквозь земную атмосферу (рис. 125). Здесь расположены полосы молекулярного поглощения, принадлежащие в основном водяным парам, кислороду и углекислому газу. С Земли видны лишь некоторые участки солнечного спектра между этими полосами. Для длин волн больших , поглощение становится полным, и спектр Солнца доступен наблюдениям только с больших высот или внеатмосферными методами. Поглощение спектра Солнца молекулами воздуха продолжает оставаться сильным вплоть до области радиоволн длиной около 1 см, для которых земная атмосфера снова становится прозрачной. При этом обнаруживается, что в радиодиапазоне интенсивность солнечного спектра значительно больше, чем должна быть у тела с температурой 6000°. Убывание интенсивности радиоспектра Солнца с ростом длины волны в диапазоне метровых волн происходит так же, как и у абсолютно черного тела, имеющего температуру в миллион градусов. Другой важной особенностью радиоизлучения Солнца является его переменность, увеличивающаяся с ростом длины волны. Этим радиодиапазон существенно отличается от видимой области спектра, интенсивность которой исключительно постоянна. Подобной же переменностью обладает и рентгеновское излучение Солнца. 

 

 

Важнейшей особенностью солнечного спектра от длины волны около 1600 Å до инфракрасного диапазона  является наличие темных фраунгоферовых линий поглощения. По длинам волн они  в точности соответствуют линиям испускания разреженного светящегося  газа. Появление их в поглощении в спектре солнечной атмосферы  обусловлено значительно большей  ее непрозрачностью к излучению  в этих линиях, чем в соседнем непрерывном спектре. Тем самым  в них мы наблюдаем излучение, исходящее от более наружных, а следовательно, и более холодных слоев. Дополнительное поглощение вызвано соответствующими атомами, которые возбуждаются за счет поглощенных квантов. Возбужденные атомы тут же переизлучают поглощенную энергию, причем одинаково по всем направлениям. Этот процесс называется атомным рассеянием. Он наиболее важен при образовании фраунгоферовых линий. Поэтому по их интенсивности можно судить о количестве рассеивающих атомов в атмосфере.

Самая сильная линия солнечного спектра находится в далекой  ультрафиолетовой области. Это —  резонансная линия водорода La  (Лайман-альфа)  с длиной волны 1216 Å (рис. 124).

В видимой области наиболее интенсивны резонансные линии H и К ионизованного кальция (см. рис. 123). После них по интенсивности идут первые линии бальмеровской серии водорода Нa , H, Н, затем резонансные линии натрия D1 и D2 , линии магния, железа, титана и других элементов (см. рис. 123). Остальные многочисленные линии отождествляются со спектрами примерно 70 известных химических элементов из таблицы Д.И. Менделеева и хорошо изученных в лаборатории. Присутствие этих линий в спектре Солнца свидетельствует о наличии в солнечной атмосфере соответствующих элементов. Таким путем установлено присутствие на Солнце водорода, гелия, азота, углерода, кислорода, магния, натрия, кальция, железа и многих других элементов.

 Результаты  показывают, что вещество Солнца  имеет тот же химический состав, что и другие космические объекты  (кроме Земли и других планет).

Преобладающим элементом  на Солнце является водород. По числу  атомов его примерно в 10 раз больше, чем всех остальных элементов, и  на его долю приходится около 70% всей массы Солнца (водород — самый  легкий элемент).

Следующим по содержанию элементом является гелий — около 29% массы Солнца. На остальные элементы, вместе взятые, приходится чуть больше 1%. В некоторых случаях важно  знать содержание элементов, обладающих определенными свойствами. Так, например, общее количество атомов металлов в  атмосфере Солнца почти в 10 000 раз  меньше, чем атомов водорода.

3.Внутреннее строение Солнца

 

Строение Солнца. В центре Солнца находится солнечное ядро. Фотосфера — это видимая поверхность Солнца, которая и является основным источником излучения. Солнце окружает солнечная корона, которая имеет очень высокую температуру, однако она крайне разрежена, поэтому видима невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.

Солнечное ядро

Центральная часть  Солнца с радиусом примерно 150—175 тыс. км (то есть 20—25 % от радиуса Солнца), в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром. Плотность вещества в ядре составляет примерно 150 000 кг/м³ , а температура в центре ядра — более 14 млн.К. В ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4. При этом каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн. тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца — 2·1027 тонн. Мощность, выделяемая различными зонами ядра, зависит от их расстояния до центра Солнца. В самом центре она достигает, согласно теоретическим оценкам, 276,5 Вт/м³. Таким образом, на объём человека (0,05 м³) приходится выделение тепла 285 Ккал/день (1192 кДж/день), что на порядок меньше удельного тепловыделения живого бодрствующего человека. Удельное же тепловыделение всего объёма Солнца ещё на два порядка меньше. Благодаря столь скромному удельному энерговыделению запасов «топлива» (водорода) хватает на несколько миллиардов лет поддержания термоядерной реакции.

Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии.

Зона лучистого переноса

Над ядром, на расстояниях  примерно от 0,2—0,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого  переноса. В этой зоне перенос энергии  происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. При этом направление каждого конкретного фотона, излучённого слоем плазмы, никак не зависит от того, какие фотоны плазмой поглощались, поэтому он может как проникнуть в следующий слой плазмы в лучистой зоне, так и переместиться назад, в нижние слои. Из-за этого промежуток времени, за который многократно переизлучённый фотон (изначально возникший в ядре) достигает конвективной зоны, может измеряться миллионами лет. В среднем этот срок составляет для Солнца 170 тыс. лет.

Перепад температур в данной зоне составляет от 2 млн. К на поверхности до 7 млн. К в глубине. При этом в данной зоне отсутствуют макроскопические конвекционные движения, что говорит о том, что адиабатический градиент температуры в ней больше, чем градиент лучевого равновесия.

 

Конвективная зона

Ближе к поверхности  Солнца температуры и плотности  вещества уже недостаточно для полного  переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества. С одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, погружается вглубь конвективной зоны. С другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса и поднимается наверх, причём оба процесса идут со значительной скоростью. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а подповерхностный слой Солнца толщиной примерно 200 000 км, где она происходит, — конвективной зоной. По мере приближения к поверхности температура падает в среднем до 5800 К, а плотность газа до менее 1/1000 плотности земного воздуха.

Её роль в физике солнечных процессов исключительно велика, так как именно в ней зарождаются разнообразные движения солнечного вещества. Термики в конвекционной зоне вызывают на поверхности гранулы (которые по сути являются вершинами термиков) и супергрануляцию. Скорость потоков составляет в среднем 1—2 км/с, а максимальные её значения достигают 6 км/с. Время жизни гранулы составляет 10—15 минут, что сопоставимо по времени с периодом, за который газ может однократно обойти вокруг гранулы. Следовательно, термики в конвекционной зоне находятся в условиях, резко отличных от условий, способствующих возникновению ячеек Бенара. Также движения в этой зоне вызывают эффект магнитного динамо и, соответственно, порождают магнитное поле, имеющее сложную структуру.

4.Атмосфера Солнца

  4.1 Фотосфера

Фотосферой называется основная часть солнечной атмосферы, в  которой образуется видимое излучение, имеющее непрерывный спектр. Таким  образом, она излучает практически  всю приходящую к нам солнечную  энергию. Фотосфера видна при  непосредственном наблюдении Солнца в  белом свете в виде кажущейся  его “поверхности”. Первое, что  бросается в глаза во время  таких наблюдений, — плавное потемнение солнечного диска к краю. По мере удаления от центра яркость убывает  все быстрее и быстрее, особенно на самом краю, который оказывается  очень резким. На рис. 132 изображено изменение яркости диска Солнца с расстоянием от центра при наблюдении в различных лучах. 

 

 

 

Потемнение диска Солнца к краю объясняется тем, что в  фотосфере происходит рост температуры  с глубиной. Различные точки солнечного диска обычно характеризуют углом, который составляет луч зрения с нормалью к поверхности Солнца в рассматриваемом месте (рис. 133). В центре диска этот угол равен нулю и луч зрения совпадает с радиусом Солнца.  

 

 

 

На краю q   = 90°, и луч зрения скользит вдоль касательной к слоям Солнца. Большая часть излучения некоторого слоя газа исходит от уровня, находящегося на оптической глубине t » 1. Когда луч зрения пересекает слои фотосферы под большим углом 9, оптическая глубина t  = 1 достигается в более внешних слоях, где температура меньше. Вследствие этого интенсивность излучения от краев солнечного диска меньше интенсивности излучения его середины (рис. 134). 

 

 

 

Точные измерения распределения  яркости по диску Солнца позволяют рассчитать изменение с глубиной всех важнейших характеристик фотосферы. Такой расчет называется построением ее модели. Не вдаваясь в детали, изложим основную его идею.

 

4.2 Хромосфера

Интегральная, т.е. по всему спектру, яркость хромосферы в сотни раз меньше, чем яркость  фотосферы, хотя в наиболее интенсивных  линиях их излучение соизмеримо. Поэтому  для наблюдения хромосферы необходимо применение специальных методов, позволяющих  выделить слабое ее излучение из мощного  потока фотосферной радиации. 

 

 

 

Наиболее удобным  и исторически первым методом  являются наблюдения, производимые вблизи второго и третьего контактов  полных солнечных затмений.

Как только Луна полностью  закроет фотосферу, вблизи точки  контакта вспыхивает блестящий розовый  серп хромосферы. Ширина такого серпа  дает непосредственное представление  о протяженности хромосферы, составляющей 16-20", т.е. в линейной мере 12-15 тысяч  км. Хромосфера имеет эмиссионный спектр, состоящий из ярких линий (рис. 136). При наблюдении кажется, что они вспыхивают в момент наступления полной фазы затмения. По этой причине спектр хромосферы был назван спектром вспышки. Этот спектр очень похож на спектр Солнца, в котором все линии поглощения заменены на линии излучения, а непрерывный спектр почти отсутствует. Однако в спектре хромосферы линии ионизованных элементов сильнее, чем в спектре фотосферы. В частности, например, в спектре хромосферы очень сильны линии гелия, в то время как в фраунгоферовом спектре они практически не видны. Эти особенности спектра подтверждают рост температуры в хромосфере.

Наиболее интенсивны в  спектре хромосферы линии ионизованного  кальция, водорода и гелия, в которых хромосфера непрозрачна, в то время как она исключительно прозрачна для видимого непрерывного излучения. Следовательно, в центральных частях сильных фраунгоферовых линий мы наблюдаем излучение не фотосферы, а хромосферы. Это обстоятельство лежит в основе важного метода изучения хромосферы в очень узких интервалах спектра, соответствующих центральной части какой-либо линии (чаще всего Н водорода или К ионизованного кальция), для чего Солнце фотографируется при помощи специального прибора — спектрогелиографа. Поскольку к излучению в этих линиях хромосфера непрозрачна, на фотографии (спектрогелиограмме) все наблюдаемые детали изображения принадлежат хромосфере (рис. 137). 

 

 

 

При изучении фотографий хромосферы прежде всего обращает на себя внимание ее неоднородная структура, значительно резче выраженная, чем грануляция в фотосфере. Наиболее мелкие структурные образования в хромосфере называются спикулами. Они имеют продолговатую форму, причем вытянуты преимущественно в радиальном направлении. Длина их составляет несколько тысяч километров, а толщина — около одной тысячи километров. Со скоростями в несколько десятков километров в секунду спикулы поднимаются из хромосферы в корону и растворяются в ней. Таким образом, через спикулы происходит обмен вещества хромосферы с вышележащей короной. Корональное вещество также может опускаться в хромосферу. Спикулы в свою очередь образуют более крупную структуру, называемую хромосферной сеткой, порожденную волновыми движениями, вызванными значительно большими и более глубокими элементами подфотосферной конвективной зоны, чем гранулы.

 

4.3 Корона

Яркость солнечной  короны в миллион раз меньше, чем  фотосферы, и не превышает яркости  Луны в полнолуние. Поэтому наблюдать  солнечную корону можно во время  полной фазы солнечных затмений, а  вне затмений — лишь в коронографы.

Корона не имеет  резких очертаний и обладает неправильной формой, сильно меняющейся со временем. Об этом можно судить, сопоставляя  ее фотографии, полученные во время  различных затмений (рис. 138). 

 

 

 

Яркость короны уменьшается  в десятки раз по мере удаления от края Солнца на величину его радиуса. Наиболее яркую часть короны, удаленную  от лимба не более, чем на 0,2-0,3 радиуса Солнца, принято называть внутренней короной, а остальную, весьма протяженную часть, — внешней короной.

Важной особенностью короны является ее лучистая структура. Лучи бывают различной длины вплоть до десятка и более солнечных  радиусов. У основания лучи обычно утолщаются, некоторые из них изгибаются в сторону соседних.

Внутренняя корона также богата структурными образованиями, напоминающими дуги, шлемы, отдельные  облака (корональные конденсации). Особенно характерна структура, временами наблюдаемая у полюсов: короткие прямые лучи образуют так называемые полярные щеточки.

Спектр короны обладает рядом важных особенностей. Основой  его является слабый непрерывный  фон с распределением энергии, повторяющим  распределение энергии в непрерывном  спектре Солнца. На фоне этого непрерывного спектра во внутренней короне наблюдаются  яркие эмиссионные линии, интенсивность  которых уменьшается по мере удаления от Солнца (рис. 139). Большинство из этих линий не удается получить в лабораторных спектрах. Во внешней короне наблюдаются  фраунгоферовы линии солнечного спектра, отличающиеся от фотосферных относительно большей остаточной интенсивностью.  

 

 

 

Излучение короны поляризовано, причем на расстоянии около 0,5 R¤ от края Солнца поляризация увеличивается примерно до 50%, а на больших расстояниях — снова уменьшается.

Подобие распределения  энергии в непрерывных спектрах короны и фотосферы говорит о  том, что излучение короны является рассеянным светом фотосферы. Поляризованность этого света позволяет установить природу частиц, на которых происходит рассеяние. Столь сильную поляризацию могут вызвать только свободные электроны. 

 

 

 

Поскольку вдоль  луча зрения расположены участки  короны, которые рассеивают падающее на них излучение фотосферы не только под углом 90°, но и под другими  углами (рис. 140), наблюдаемая суммарная  поляризация оказывается частичной. Для более удаленных от Солнца участков короны углы между лучом  зрения и направлением падающих лучей  ближе к 90°. Поэтому с увеличением  высоты в короне степень поляризации  должна возрастать, что и наблюдается  в нижней короне. Однако в верхней  короне это увеличение сменяется  уменьшением, что говорит о наличии  неполяризованной части излучения, относительная доля которой растет с высотой. 

 

 

Эта неполяризованная составляющая является причиной появления во внешней  короне фраунгоферовых линий, почему она  называется фраунгоферовой короной. Фраунгоферова  корона не имеет отношения к солнечной  атмосфере. Она представляет собой  свет Солнца, рассеянный на мелких межпланетных пылинках, расположенных в пространстве между Землей и Солнцем. Рассеивая  свет, они очень слабо его поляризуют. Эти пылинки обладают свойством  большую часть падающего на них  излучения рассеивать в том же направлении (рис. 141). Поэтому наибольшую интенсивность рассеяние на пылинках дает вблизи Солнца, создавая при этом впечатление “ложной короны”. Это свечение можно наблюдать и на больших расстояниях от Солнца в виде зодиакального света.

В каждой точке короны яркость  пропорциональна количеству электронов, находящихся на луче зрения. Один свободный  электрон рассеивает примерно 10-24 долю от количества излучения, падающего на площадку в 1 см2. Так как у короны яркость в миллион раз меньше, чем у фотосферы, это означает, что в столбике короны сечением в 1 см2 вдоль луча зрения находится

10-6 / 10-24 = 10 18 свободных электронов.

Поскольку протяженность  короны, измеряемая шкалой высоты, в  несколько раз меньше радиуса  Солнца, т.е. порядка 1010 см,  в среднем в 1 cм3 вещества короны должно находиться

 свободных электронов.

Появление этих свободных  электронов может быть вызвано только ионизацией вещества. Однако в целом  ионизованный газ (плазма) должен быть нейтрален. Следовательно, концентрация ионов в короне также должна быть порядка 108 см -3. Большая часть этих ионов должна возникнуть в результате ионизации наиболее обильного элемента на Солнце — водорода. Вместе с тем нейтрального водорода в короне не должно быть, так как в ее эмиссионном спектре полностью отсутствуют спектральные линии водорода. Таким образом, общая концентрация частиц в короне должна равняться сумме концентраций ионов и свободных электронов, т.е. по порядку величины ~ 2 ×108 см -3

Эмиссионные линии солнечной  короны принадлежат обычным химическим элементам, но находящимся в очень  высоких стадиях ионизации. Наиболее интенсивная — зеленая корональная линия с длиной волны 5303 Å — испускается ионом Fe XIV, т.е. атомом железа, лишенным 13 электронов. Другая интенсивная — красная корональная линия (l   6374 Å) — принадлежит атомам девятикратно ионизованного железа Fe X. Остальные эмиссионные линии отождествлены с ионами Fe XI Fe XIII, Ni XIII, Ni XV, Ni XVI, Са XII, Са XV, Ar X и др.

Корональные линии являются запрещенными. Их возникновение в спектре короны говорит о необычайной разреженности ее вещества. Для образования высокоионизованных корональных ионов нужны большие энергии в сотни электрон-вольт (например, потенциал ионизации Fe X 233 в, Fe XIV 355 в, Са XV 814 в). Для сравнения напомним, что для отрыва единственного электрона от атома водорода требуется энергия всего лишь 13,6 эв. Поскольку интенсивность излучения в короне слишком слаба для того, чтобы вызвать сильную ионизацию вещества, причиной последней являются столкновения атомов,. причем прежде всего со свободными электронами. Энергия этих электронов должна составлять сотни электрон-вольт, а их скорость достигать многих тысяч километров в секунду. Эти значения были использованы для определения температуры короны, оказавшейся порядка миллиона градусов.

Таким образом, солнечная  корона представляет собой разреженную  плазму с температурой около миллиона градусов.

Следствием высокой температуры  короны является уже отмечавшаяся необычайная ее протяженность. Шкала высоты пропорциональна температуре. Учитывая, что молекулярный вес ионизованного газа короны вдвое меньше, чем нейтрального водорода в фотосфере, а превышение температуры составляет 150 раз, получаем, что протяженность короны в сотни раз превышает толщину фотосферы и составляет сотни тысяч километров, что прекрасно согласуется с наблюдениями.

 

 

5. Грануляция и конвективная зона 

Визуальные и фотографические  наблюдения фотосферы, выполненные  во время особенно хороших атмосферных  условий, позволяют обнаружить тонкую ее структуру, напоминающую тесно расположенные  кучевые облака или рассыпанные  рисовые зерна (рис. 135). Светлые округлые образования называются гранулами, а вся структура — грануляцией. Угловые размеры гранул в среднем составляют не более 1" дуги, что соответствует на Солнце менее 700 км. Каждая отдельная гранула “существует” в среднем 5-10 минут, после чего она распадается, а на ее месте возникают новые.

Гранулы окружены темными  промежутками, образующими как бы ячейки или соты. Спектральные линии  в гранулах и п промежутках между ними смещены соответственно в синюю и красную сторону. Это означает, что в гранулах — вещество поднимается, а вокруг них опускается. Скорость этих движений составляет 1-2 км/сек.

Грануляция — наблюдаемое  в фотосфере проявление конвективной зоны, расположенной под фотосферой. В конвективной зоне происходит активное перемешивание вещества в результате подъема и опускания отдельных  масс газа (элементов конвекции). Пройдя путь, примерно равный своим размерам, они как бы растворяются в окружающей среде, порождая новые неоднородности. В наружных, более холодных слоях, размеры этих неоднородностей меньше.

Причиной возникновения конвекции  в наружных слоях Солнца являются два важных обстоятельства. С одной  стороны, температура непосредственно  под фотосферой очень быстро растет в глубь и лучеиспускание не может обеспечить выхода излучения из более глубоких горячих слоев. Поэтому энергия переносится самими движущимися неоднородностями. С другой стороны, эти неоднородности оказываются весьма “живучими”, если газ в них не полностью, а лишь частично ионизован: за счет ионизационной энергии их температура почти не меняется и избыток температуры долго сохраняется. 

 

 

 

При переходе в нижние слои фотосферы оба эти обстоятельства перестают действовать: из-за потерь на излучение температура резко  уменьшается и замедляется темп ее уменьшения вверх, а газ почти  полностью нейтрализуется и, не обладая  запасом ионизационной энергии, не способен образовывать устойчивые неоднородности. Поэтому в самых  верхних слоях конвективной зоны, непосредственно под фотосферой, конвективные движения резко тормозятся и конвекция внезапно прекращается. Таким образом, фотосфера снизу  постоянно как бы “бомбардируется” конвективными элементами. От этих ударов в ней возникают возмущения, наблюдаемые в виде гранул, а сама она приходит в колебательное  движение с периодом, соответствующим  частоте собственных колебаний  фотосферы (около 5 минут). Эти колебания  и возмущения, возникающие в фотосфере, порождают в ней волны, по своей  природе близкие к звуковым волнам в воздухе. Как мы увидим в следующем  параграфе, эти волны играют важную роль для более высоких слоев  солнечной атмосферы.

 

 

6. Цикл солнечной активности  

Количество пятен и  других связанных с ними проявлений солнечной активности периодически меняется. Эпоха, когда количество центров активности наибольшее, называется максимумом солнечной активности, а когда их совсем или почти совсем нет, — минимумом.

В качестве меры степени солнечной  активности пользуются условными числами Вольфа, пропорциональными сумме общего числа пятен (f ) и удесятеренного числа их групп (g):

W = k (f + 10g).

 
Солнце и его строение