Наше Солнце

чуть большего количества свободных электронов, возникших при ионизации

атомов водороду (по одному электрону) , гелия (по два электрона) и более

тяжелых атомов. Поскольку в таком газе основную роль играю подвижные

электроны, его часто называют электронным газом, хотя при этом

подразумевается наличие такого количества положительных ионов, которое

полностью обеспечивало бы нейтральность плазмы в целом.

Белый цвет короны объясняется рассеянием обычного солнечного света на

свободных электронах. Они не вкладывают своей энергии при рассеянии:

колеблясь в такт световой волны, они лишь изменяют направление

рассеиваемого света, при этом поляризуя его. Таинственные яркие линии в

спектре порождены необычным излучением высокоионизованных атомов железа,

аргона, никеля, кальция и других элементов, возникающим только в условиях

сильного разрежения. Наконец, линии поглощения во внешней короне вызваны

рассеянием на пылевых частицах, которые постоянно присутствуют в

межзвездной среде. А отсутствие линий во внутренней короне связано с тем,

что при рассеянии на очень быстро движущихся электронах все световые кванты

испытывают столь значительные изменения частот, что даже сильные

фраунгоферовы линии солнечного спектра полностью "замываются".

Итак, корона Солнца -- самая внешняя часть его атмосферы, самая

разреженная и самая горячая. Добавим, что она и самая близкая к нам:

оказывается она простирается далеко от солнца в виде постоянно движущегося

от него потока плазмы -- солнечного ветра. Вблизи Земли его скорость

составляет в среднем 400-500 км/с, а порой достигает почти 1000 км/с.

распространяясь далека за пределы орбит Юпитера и Сатурна, солнечный ветер

образует гигантскую гелиосферу, граничащую с еще более разреженной

межзвездной средой.

Фактически мы живем окруженные солнечной короной, хотя и защищенные от ее

проникающей радиации надежным барьером в виде земного магнитного поля.

Через корону солнечная активность влияет на многие процессы, происходящие

на Земле.

2.3. Солнечная активность –

совокупность нестационарных явлений на Солнце. К этим явлениям относятся

солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы, флоккулы, протуберанцы,

корональные лучи, конденсации, транзиенты, спорадическое радиоизлучение,

увеличение ультрафиолетового, рентгеновского и корпускулярного излучения и

др. Большинство этих явлений тесно связаны между собой и возникают в

активных областях. В их протекании отчётливо видна цикличность со средним

периодом 11.2 года, а также с периодами 22, 80-90 лет и др.

В процессе развития активной области в атмосфере Солнца иногда возникают

ситуации, при которых возможна быстрая перестройка ("перезамыкание")

магнитных полей. Эта перестройка вызывает вспышки, сопровождаемые сложными

движениями ионизованного газа, его свечением, ускорением частиц и т.д.

Вспышки на Солнце представляют собой самые мощные из всех проявлений

Солнечной активности. Такие вспышки, как правило, наблюдаются вблизи пятен.

Обычно бывает несколько слабых вспышек за день.

Сильные вспышки - весьма редкое явление. Вспышке на Солнце представляет

собой внезапное выделение энергии в верхней хромосфере или нижней короне,

генерирующее кратковременное электромагнитное излучение в широком диапазоне

длин волн - от жёсткого рентгеновского излучения (и даже гамма-излучения)

до километровых радиоволн. Начало вспышки может быть очень резким, но

иногда "взрыву" предшествует несколько минут медленного развития или даже

слабая предвспышка. Далее идёт собственно взрывная (жёсткая, импульсная)

фаза, во время которой за 1-3 мин ускоряются частицы, формируется горячее

облако. В ряде вспышек (их называют тепловыми) жёсткая фаза отсутствует.

После достижения максимальной яркости (напр., в мягком рентгеновском

излучении через 1-15 мин после начала) процесс горения большой вспышки

продолжается ещё несколько часов. К концу жёсткой фазы постепенно

формируется направленная наружу ударная волна: основная часть энергии

вспышки выделяется в виде кинетической энергии выбросов вещества,

движущихся в короне и межпланетном пространстве со скоростями до 1000 км/с,

энергии жёсткого электромагнитного излучения и потоков, ускоренных до

гигантских энергий (иногда - десятки ГэВ) частиц. Эта ударная волна

вызывает проявления радио всплеска. Рентгеновское излучение и солнечные

космические лучи, приходящие от вспышки, вызывают дополнительную ионизацию

земной ионосферы, что сказывается на условиях распространения радиоволн

(нарушения радиосвязи, работы навигационных устройств и т.д.). Поток

выброшенных при вспышке частиц примерно через сутки достигает орбиты Земли

и вызывает на Земле магнитную бури и полярные сияния. Имеются свидетельства

сильного влияния вспышечной активности на погоду и состояние биосферы

Земли.

Близ максимума активности наиболее эффективно воздействуют на атмосферу

и магнитосферу Земли потоки частиц, ускоренных при вспышках. На фазе спада

активности, к концу 11-летнего цикла активности, при уменьшении числа

вспышек и развитии межпланетного токового слоя, становятся более

существенными стационарные потоки усиленного солнечного ветра. Вращаясь

вместе с Солнцем, они вызывают повторяющиеся каждые 27 сут. геомагнитные

возмущения. Это рекуррентная (повторяющаяся) активность особенно высока для

концов циклов с чётным номером, когда направление магнитного поля

солнечного "диполя" антипараллельно земному.

С циклическими изменениями Солнечной активности связано проявление

многолетних биологических циклов. Изучением влияния изменений Солнечной

активности на живые организмы Земли занимается гелиобиология - наука,

основы которой были заложены в нач. 1920-х гг. А.Л.Чижевским. Чижевский

считал, что гелиобиология, показывающая несомненную связь земных событий с

космическими ритмами, является современной, научной формой древнего

астрологического учения. Как показали обширные исторические исследования,

проведённые Чижевским, имеется несомненная связь между циклами Солнечной

активности и динамикой войн и других социальных потрясений, вспышек

эпидемий и эпизоотий и массой других явлений на Земле. Интересно, что

первым учёным, выступившим с подобной мыслью, был У.Гершель - астроном,

открывший первую невидимую невооружённым глазом планету Уран. Ещё в 1804 г.

он обнаружил прямую зависимость между уровнем Солнечной активности и

ценами на хлеб. Среди современных исследований на эту тему выделим работу

российского историка Валерия Храпова, открывшего "кривую одарённости".

Выяснилось, что большинство выдающихся людей (в самых разных областях

политики, спорта, искусства) рождается в периоды экстремального

(максимального или минимального) уровня Солнечной активности. Кривая

смертности также соотносится с кривой Солнечной активности.

Подобные закономерности, несомненно, можно рассматривать как

астрологические. Как показали исследования Теодора Ландшайдта, уровень

Солнечной активности зависит от взаиморасположения планет и от ряда других

астрологических факторов. Более того, Ландшайдт разработал методику,

позволяющую сугубо астрологическими методами прогнозировать изменения в

Солнечной активности. Долговременные предсказания вспышек Солнечной

активности и геомагнитных бурь, которые делает Ландшайдт, сбываются (по

данным проверки астрономов) на 90% (!).

Таким образом, если Солнечная активность зависит от астрологических

факторов, то и все явления на Земле, связанные с изменением Солнечной

активности, также зависят от астрологических показателей.

2.4. Солнечные пятна

О том, что на Солнце бывают пятна, люди узнали уже очень давно. В древних

русских и китайских летописях, а также в хрониках других народов не редко

встречались упоминания о наблюдениях пятен на Солнце. В русских летописях

отмечалось, что пятна были видны "Аки гвозди". Записи помогли подтвердить

установленную уже позже (в 1841 году) закономерность периодического

увеличения числа солнечных пятен. Чтобы заметить такой объект простым

глазом (при соблюдении, конечно, мер предосторожности - сквозь густо

закопченное стекло или засвеченную негативную фотопленку), необходимо,

чтобы его размер на Солнце был не менее 50 - 100 тысяч километров, что в

десятки раз превышает радиус Земли.

Солнце состоит из раскаленных газов, которые все время движутся и

перемешиваются, и поэтому ничего постоянного и неизменного на солнечной

поверхности нет. Самыми устойчивыми образованиями являются солнечные пятна.

Но и их вид изо дня в день меняется, и они тоже, то появляются, то

исчезают. В момент появления солнечное пятно обычно имеет небольшие

размеры, оно может исчезнуть, но может и сильно увеличиться.

Главную роль в большинстве наблюдаемых на Солнце явлений играют магнитные

поля. Солнечное магнитное поле имеет очень сложную структуру и непрерывно

меняется. Совместные действия циркуляции солнечной плазмы в конвективной

зоне и дифференциального вращения Солнца постоянно возбуждает процесс

усиления слабых магнитных полей и возникновения новых. Видимо это

обстоятельство и является причиной возникновения на Солнце пятен. Пятна то

появляются, то исчезают. Их количество и размеры меняются. Но, примерно,

каждые 11 лет число пятен становится наибольшим. Тогда говорят, что Солнце

активно. С таким же периодом (~ 11 лет) происходит и переполюсовка

магнитного поля Солнца. Естественно предположить, что эти явления связанны

между собой.

Развитие активной области начинается с усиления магнитного поля в

фотосфере, что приводит к появлению более ярких участков - факелов

(температура фотосферы Солнца в среднем 6000К, в области факелов примерно

на 300К выше). Дальнейшее усиление магнитного поля приводит к появлению

пятен.

В начале 11-летнего цикла пятна в небольшом количестве начинают

появляться на сравнительно высоких широтах (35 - 40 градусов), а за тем

постепенно зона пятнообразования спускается к экватору, до широты плюс 10 -

минус 10 градусов, но на самом экваторе пятен, как правило, не бывает.

Галилео Галилей одним из первых заметил, что пятна наблюдаются не всюду

на Солнце, а, главным образом, на средних широтах, в пределах так

называемых "королевских зон".

Сначала обычно появляются одиночные пятна, но затем из них возникает

целая группа, в которой выделят два больших пятна - одно - на западном,

другое - на восточном краю группы. В начале нашего века выяснилось, что

полярности восточных и западных пятен всегда противоположны. Они образуют

как бы два полюса одного магнита, а потому такую группу называют

биполярной. Типичное солнечное пятно имеет размеры несколько десятков тысяч

километров.

Галилей, зарисовывая пятна, отмечал вокруг некоторых из них серую каемку.

Действительно, пятно состоит из центральной, более темной части - тени и

более светлой области - полутени.

Солнечные пятна иногда бывают видны на его диске даже невооруженным

глазом . Кажущаяся чернота этих образований вызвана тем, что их температура

примерно на 1500 градусов ниже температуры окружающей их фотосферы (и

соответственно непрерывное излучение от них гораздо меньше). Одиночное

развитое пятно состоит из темного овала - так называемой тени пятна,

окруженного более светлой волокнистой полутенью. Неразвитые мелкие пятна

без полутени называют порами. Зачастую пятна и поры образуют сложные

группы.

Типичная группа пятен изначально возникает в виде одной или нескольких

пор в области невозмущенной фотосферы. Большинство таких групп обычно

исчезают через 1-2 суток. Но некоторые последовательно растут и

развиваются, образовывая достаточно сложные структуры. Солнечные пятна

могут быть больше в диаметре, чем Земля. Они часто объединяются в группы.

Они формируются за несколько дней и обычно исчезают за неделю. Некоторые

большие пятна, хотя, могут сохраняться в течение месяца. Большие группы

солнечных пятен более активны, чем маленькие группы или отдельные пятна.

Солнце меняет состояние магнитосферы и атмосферы Земли. Магнитные поля и

потоки частиц, которые идут от солнечных пятен, достигают Земли и влияют

прежде всего на мозг, сердечно-сосудистую и кровеносную системы человека,

на ее физическое, нервное и психологическое состояние. Высокий уровень

солнечной активности, его быстрые изменения возбуждают человека, а поэтому

и коллектив, класс, общество, особенно, когда есть общие интересы и

понятная и воспринимаемая идея.

Поворачиваясь к Солнцу то одним, то другим своим полушарием, Земля

получает энергию. Этот поток можно представить в виде бегущей волны: там,

где падает свет -- ее гребень, где темно -- провал. Иными словами, энергия

то прибывает, то убывает. Об этом в своем знаменитом естественном законе

говорил еще Михаил Ломоносов.

Теория о волнообразном характере поступления энергии на Землю побудила

основоположника гелиобиологии Александра Чижевского обратить внимание на

связь между увеличением солнечной активности и земными катаклизмами. Первое

наблюдение, сделанное ученым, датируется июнем 1915 года. На Севере

блистали полярные сияния, наблюдавшиеся как в России, так и в Северной

Америке, а "магнитные бури непрерывно нарушали движение телеграмм". Как раз

в этот период ученый обращает внимание на то, что повышенная солнечная

активность совпадает с кровопролитием на Земле. И действительно, сразу

после появления больших пятен на Солнце на многих фронтах Первой мировой

усилились военные действия.

Теперь астрономы говорят, что наше светило становится все более ярким и

жарким. Это связано с тем, за последние 90 лет активность его магнитного

поля увеличилась более чем вдвое, причем наибольший рост произошел за

последние 30 лет. В Чикаго, на ежегодной конференции Американского

астрономического общества, прозвучало предупреждение ученых о грозящих

человечеству неприятностях. Как раз в тот момент, когда компьютеры по всей

планете будут приспосабливаться к условиям работы в 2000 году, наше светило

вступит в наиболее бурную фазу своей 11-летней циклической .Теперь ученые

смогут безошибочно предсказывать солнечные вспышки, что даст возможность

заблаговременно подготовиться к возможным сбоям в работе радио- и

электросетей. Сейчас большинство солнечных обсерваторий подтвердило

"штормовое предупреждение" на следующий год, т.к. пик солнечной активности

наблюдается каждые 11 лет, а предыдущая буря наблюдалась в 1989 году.

Это может привести к тому, что на Земле выйдут из строя линии

электропередач, изменятся орбиты спутников, которые обеспечивают работу

систем связи, "направляют" самолеты и океанские лайнеры. Солнечное

"буйство" обычно характеризуется мощными вспышками и появлением множества

тех самых пятен.

Александр Чижевский еще в 20-х гг. обнаружил, что солнечная активность

влияет на экстремальные земные события – эпидемии, войны, революции… Земля

не только обращается вокруг Солнца – все живое на нашей планете пульсирует

в ритмах солнцедеятельности, – установил он.

ПРЕДЧУВСТВИЕМ ИСТИНЫ назвал поэзию французский историк и социолог Ипполит

Тард. В 1919 г. Чижевский написал стихотворение, в котором провидел свою

судьбу. Посвящено оно было Галилео Галилею:

И вновь и вновь взошли

на Солнце пятна,

И омрачились трезвые умы,

И пал престол, и были неотвратны

Голодный мор и ужасы чумы

<…>

И жизни лик подернулся гримасой:

Метался компас, буйствовал народ,

А над Землей и над людскою массой

Свершало Солнце свой законный ход.

О ты, узревший солнечные пятна

С великолепной дерзостью своей,

Не ведал ты, как будут мне понятны

И близки твои скорби, Галилей!

В 1915–1916 гг., следя за происходящим на русско-германском фронте,

Александр Чижевский сделал поразившее его современников открытие. Усиление

солнечной активности, фиксируемое в телескоп, совпадало по времени с

активизацией боевых действий. Заинтересовавшись, он провел статистическое

исследование среди родных и знакомых на предмет возможной связи нервно-

психических и физиологических реакций с появлением вспышек и пятен на

Солнце. Математически обработав полученные таблички, он пришел к

потрясающему выводу: Солнце влияет на всю нашу жизнь гораздо тоньше и

глубже, чем это представлялось до этого. В кровавой и мутной замяти конца

века мы видим наглядное подтверждение его идей. А в спецслужбах разных

стран ныне целые отделы занимаются анализом солнечной активности... В

главном, была доказана синхронность максимумов солнечной активности с

периодами возникновения революций и войн, периоды усиленной деятельности

солнечных пятен часто совпадали со всякими общественными смятениями.

Недавно несколько космических спутников зафиксировали выброс солнечных

протуберанцев, характеризующийся необычно высоким уровнем рентгеновского

излучения. Такие явления представляют серьезную угрозу для Земли и ее

жителей. Вспышка такой мощности потенциально способна дестабилизировать

работу энергетических сетей. К счастью, поток энергии не затронул Землю и

никаких ожидаемых неприятностей не случилось. Но само по себе событие

является провозвестником так называемого "солнечного максимума",

сопровождающегося выбросом гораздо большего количества энергии, способного

вывести из строя коммуникации связи и силовые линии, трансформаторы, под

угрозой будут находиться космонавты и космические спутники, находящиеся вне

магнитного поля Земли и не защищенные атмосферой планеты. На сегодняшний

день спутников NASA на орбите больше, чем когда-либо прежде. Существует

угроза и для самолетов, выражающаяся в возможности прекращения радиосвязи,

глушении радиосигналов.

Солнечные максимумы плохо поддаются прогнозированию, известно только, что

они повторяются примерно через каждые 11 лет. Ближайший должен случиться в

середине 2000 года, и его продолжительность будет от года до двух лет. Так

утверждает Дэвид Хатавей, гелиофизик Космического центра полетов Marshall,

NASA.

Протуберанцы в течение солнечного максимума могут возникать ежедневно, но

неизвестно, какой именно силой они будут обладать и затронут ли они нашу

планету. В течение нескольких прошлых месяцев всплески солнечной активности

и вызванные ими направленные на Землю потоки энергии были слишком слабы,

чтобы причинить какой-либо ущерб. Помимо рентгеновского излучения, это

явление несет и другие опасности: Солнце выбрасывает миллиард тонн

ионизированного водорода, волна которого перемещается со скоростью миллион

миль в час и способна достигнуть Земли за несколько дней. Еще большую

проблему представляют собой энергетические волны протонов и альфа-частиц.

Они перемещаются с гораздо большей скоростью и не оставляют времени для

принятия контрмер, в отличие от волн ионизированного водорода, с пути

которых можно успеть убрать спутники и самолеты.

В некоторых, самых экстремальных случаях все три волны могут достигнуть

Земли внезапно и почти одновременно. Защиты нет, ученые пока не в силах

точно предсказать такой выброс и тем более его последствия.

3. Солнечный цикл.

Количество пятен на Солнце не является постоянной величиной. В дополнению

к вполне очевидным вариациям, связанным с вращением Солнца (пятна

появляются в поле зрения и исчезают за краем), в течение времени новые

группы пятен формируются, а старые исчезают. При наблюдении в течении

короткого периода времени (несколько недель или месяцев) эта вариация в

числе пятен выглядит случайной. Однако наблюдения за много лет привели к

открытию значительной особенности Солнца: количество пятен меняется

периодически, что обычно описывается как 11 - летний цикл (в

действительности период меняется и находится ближе к 10.5 годичному циклу в

нашем столетии).

В 1848 году Иоган Рудольф Вольф изобрел методику подсчета солнечных пятен

на диске, получаемое число называют числом Вольфа: W=k(f+10g), где f -

число всех отдельных пятен, в данный момент наблюдаемых на солнечном диске,

а g - число образованных ими групп. Этот индекс очень удачно отражает вклад

в солнечную активность не только от самих пятен, но и от всей активной

области, в основном занятой факелами. Поэтому числа W очень хорошо

согласуются с более современным и точнее определяемым индексом,

обозначаемым F10.7 - величиной потока радиоизлучения от всего Солнца на

волне 10,7 см.

Сегодня числа Вольфа (осредненные по многим наблюдениям) используют для

характеристики солнечной активности.

Во время солнечного цикла пятна мигрируют от полюса к экватору, и

распределение пятен по широте дает так называемую, очень эффектную,

диаграмму бабочки .

В то время как продолжительность цикла была практически одинакова в этом

столетии, в прошлом наблюдались значительные отклонения. Примерно с 1645 по

1715 годы (период, известный как Маундеровский минимум) на Солнце

практически не наблюдались пятна, что имело, по-видимому, влияние на земной

климат (см. дальше).

Особенно длительный период истории солнечной активности скрыт в данных о

распространенности в прошлом углерода-14 (радиоактивного изотопа обычного

углерода-12). Интенсивность образования С-14 в земной атмосфере зависит от

потока частиц высоких энергий, известных как галактические космические

лучи, которые рождаются в высокоэнергичных процессах вне Солнечной системы.

Способность этих космических лучей проникать в Солнечную систему зависит от

величины и геометрии магнитных полей, уносимых от Солнца солнечным ветром в

периоды высокой активности. В процессе фотосинтеза растения поглощают С-14

Страницы: 1, 2, 3, 4