С самых ранних времён человечество отмечало важную роль Солнца — яркого диска на небе, несущего свет и тепло. Своей жизнетворной силой Солнце всегда вызывало у людей чувства поклонения и страха. Народы, тесно связанные с природой, ждали от него милостивых даров – урожая и изобилия, хорошей погоды и свежего дождя или же кары – ненастья, бурь, града.
Во многих доисторических и античных культурах Солнце почиталось как божество. Культ Солнца занимал важное место в религиях цивилизаций египтян, инков, ацтеков. Наши предки не знали, что Солнце — единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль.
И первичные знания о небесном светиле носили фантастический и сказочный характер.
Все идеи о Солнце просуществовали до середины 19 века, пока не появилось учение об энергии. К этому времени накопился огромный наблюдательный материал о солнечных пятнах. Основной вклад в этот материал был сделан аптекарем из Дессау Швабе. Цель его наблюдений была: он хотел найти малую планету внутри орбиты Меркурия. Никакой новой планеты он не открыл. Его открытия были в области Солнца: количество пятен на Солнце меняется периодически.
Он сравнивал свои наблюдения за многие годы и обнаружил, что в 1828 и 1829 годах не было ни одного дня, когда Солнце было бы чистым.
И наоборот, в 1833 и 1843 годах в течение половины всех дней наблюдений на Солнце вообще не было пятен. За 1828 год Швабе наблюдал 225 пятен, а в 1833 году лишь 33. За 1837 год Швабе насчитал 333 пятна, а за 1843 — й — только 34.
Швабе сделал вывод, что максимум и минимум повторялись примерно через 10 лет. Свои результаты он опубликовал в 1851 году, в этом же году появилось сообщение о том, что колебания магнитного поля Земли имеют период в 10 лет. Таким образом, связь процессов на Солнце и на Земле была установлена в 19 веке.
В эти же годы изучение положения пятен на Солнце и вращения самого Солнца позволило открыть интересное явление: пятно, находящееся у экватора, движется быстрее, чем пятно, находящееся на широте 45. Если первое совершало оборот за 25 дней, то второе только за 27,5 дня. Это означало, что пятна не могут быть районами твердого тела Солнца.
В 1842 году произошло событие, которое расширило представление человека о Солнце. Полное солнечное затмение наблюдали на юге Франции, в Северной Италии. Астрономы наблюдали лучистый венец Солнца — корону и розовые «облака» — протуберанцы. Особенно много протуберанцев было в годы максимума пятен.
Особенно интересным оказалось то, что спиральные структуры вихрей, окружающих два соседних пятна, имели противоположные магнитные поля. Не менее интересным фактом было то, что последовательность полярностей пар пятен в северном полушарии была обратной южному. В 1912 году после очередного минимума солнечных пятен, оказалось, что полярность северного и южного полушарий поменялась. В 1922 году снова произошло изменение полярностей.
Благодаря выдумке, терпению и упорству был накоплен огромный наблюдательный материал.
Все виды излучений, которые люди воспринимают от Солнца, образуются в его самых внешних слоях, в атмосфере. Самый глубокий и плотный слой атмосферы — фотосфера, которая непрозрачна для всех видов излучений, образующихся в более глубоких слоях Солнца Температура фотосферы растет с глубиной и в среднем составляет около 6000 К. Именно эта температура принимается за температуру поверхности Солнца.
В фотосфере видна зернистая структура, получившая название грануляции. Наблюдения показывают, что грануляция находится в непрерывном движении и изменении: одни гранулы исчезают. а другие появляются взамен. Средняя продолжительность жизни гранул от 5 до 10 минут.
Грануляция на Солнце указывает на то, что энергия в фотосферу поступает из более глубоких и горячих слоев Солнца путем конвекции. На ярком фоне фотосферы наблюдаются темные пятна.
Хорошо видно, что пятно представляет собой сложное образование, состоящее из центральной темной области, называемой тенью, и окаймляющей её более светлой области с вытянутыми вдоль радиуса пятна темными и светлыми образованиями, которые называются полутенью.
На фоне ослепительно яркой фотосферы пятно нам кажется черным. Измерения показали, что яркость пятна в 5 — 10 раз меньше яркости окружающей горячей фотосферы, а их реальный — красноватый.
На снимке отчетливо заметна структура распределения темных и светлых областей в полутени пятна. похожая на распределение железных опилок в магнитном поле, причём темные области вытянуты вдоль магнитных линий.
Наличие сильного магнитного поля в пятнах подтверждается и спектральными наблюдениями. Сильное магнитное поле пятен является причиной их низкой температуры. Это объясняется тем, что вещество фотосферы представляет собой плазму, состоящую из заряжённых частиц. Сильное магнитное поле тормозит движение плазмы, замедляет её конвекции и тем самым ослабляет поступление энергии из внутренних слоев Солнца. В результате температура вещества в области пятен уменьшается и пятна выглядят темными на фоне яркой фотосферы.
Список информационных источников:
1. И.В.Галузо, В.А. Голубев, А.А. Шимбалев, Астрономия, учебник для 11
класса, Минск, "Народная асвета", 2021.
2. Л. Мухин, Мир астрономии, «Молодая гвардия". М, 1987, с.185 — 191.
3. М.М.Дагаев, В.М. Чаругин, Астрофизика, "Просвещение", 1988, с.37 — 43.
4.https://rate1.com.ua/ru/science/1391ef0f/топ-10-мифов-о-солнце
5. https://trv-science.ru/2009/06/solnechnye-pyatna-ot-galileya-do-nashix-dnej/
6, https://bigenc.ru/physics/text/3634418
