Ang kapaligiran ng Araw ay pinangungunahan ng isang kahanga-hangang ritmo ng pagbagsak at daloy ng aktibidad. Ang mga sunspot, na ang pinakamalaki ay nakikita kahit walang teleskopyo, ay mga lugar na may napakalakas na magnetic field sa ibabaw ng isang bituin. Ang isang tipikal na mature spot ay puti at hugis-daisy. Ito ay binubuo ng isang madilim na gitnang core na tinatawag na umbra, na isang loop ng magnetic flux na umaabot nang patayo mula sa ibaba, at isang mas magaan na singsing ng mga hibla sa paligid nito, na tinatawag na penumbra, kung saan ang magnetic field ay umaabot palabas nang pahalang.
Sunspots
Sa simula ng ikadalawampu siglo. Nalaman ni George Ellery Hale, gamit ang kanyang bagong teleskopyo upang obserbahan ang aktibidad ng solar nang real time, na ang spectrum ng mga sunspot ay katulad ng sa mga cool na pulang M-type na bituin. Kaya, ipinakita niya na ang anino ay lumilitaw na madilim dahil ang temperatura nito ay humigit-kumulang 3000 K, mas mababa kaysa sa temperatura ng kapaligiran na 5800 K.photosphere. Ang magnetic at gas pressure sa lugar ay dapat balansehin ang nakapalibot na presyon. Dapat itong palamig upang ang panloob na presyon ng gas ay nagiging makabuluhang mas mababa kaysa sa panlabas. Sa mga "cool" na lugar ay masinsinang proseso. Ang mga sunspot ay pinalamig sa pamamagitan ng pagsugpo sa convection, na naglilipat ng init mula sa ibaba, sa pamamagitan ng isang malakas na field. Para sa kadahilanang ito, ang mas mababang limitasyon ng kanilang laki ay 500 km. Ang mas maliliit na spot ay mabilis na pinainit ng ambient radiation at nasisira.
Sa kabila ng kakulangan ng convection, maraming organisadong paggalaw sa mga patch, karamihan sa bahagyang lilim kung saan pinapayagan ito ng mga pahalang na linya ng field. Ang isang halimbawa ng naturang paggalaw ay ang Evershed effect. Ito ay isang daloy na may bilis na 1 km/s sa panlabas na kalahati ng penumbra, na lumalampas sa mga limitasyon nito sa anyo ng mga gumagalaw na bagay. Ang huli ay mga elemento ng magnetic field na dumadaloy palabas sa rehiyon na nakapalibot sa lugar. Sa chromosphere sa itaas nito, lumilitaw ang reverse Evershed flow bilang mga spiral. Ang panloob na kalahati ng penumbra ay gumagalaw patungo sa anino.
Nagbabago rin ang mga sunpot. Kapag ang isang patch ng photosphere na kilala bilang "light bridge" ay tumatawid sa anino, mayroong mabilis na pahalang na daloy. Bagama't masyadong malakas ang field ng anino upang payagan ang paggalaw, may mga mabilis na oscillations na may panahon na 150 s sa chromosphere sa itaas lamang. Sa itaas ng penumbra may mga tinatawag na. naglalakbay na mga alon na kumakalat nang radially palabas na may 300-s na yugto.
Bilang ng mga sunspot
Ang aktibidad ng solar ay sistematikong dumadaan sa buong ibabaw ng bituin sa pagitan ng 40°latitude, na nagpapahiwatig ng pandaigdigang kalikasan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Sa kabila ng mga makabuluhang pagbabagu-bago sa cycle, ito ay sa pangkalahatan ay kahanga-hangang regular, bilang ebidensya ng maayos na pagkakasunud-sunod sa mga numerical at latitudinal na posisyon ng mga sunspot.
Sa simula ng panahon, ang bilang ng mga pangkat at ang kanilang mga laki ay mabilis na tumataas hanggang pagkatapos ng 2–3 taon ang maximum na bilang ay maabot, at pagkatapos ng isa pang taon - ang maximum na lugar. Ang average na buhay ng isang grupo ay halos isang pag-ikot ng Araw, ngunit ang isang maliit na grupo ay maaari lamang tumagal ng 1 araw. Ang pinakamalaking sunspot group at pinakamalaking pagsabog ay karaniwang nangyayari 2 o 3 taon pagkatapos maabot ang sunspot limit.
Maaaring magkaroon ng hanggang 10 grupo at 300 spot, at ang isang grupo ay maaaring magkaroon ng hanggang 200. Maaaring hindi regular ang takbo ng cycle. Kahit na malapit sa maximum, ang bilang ng mga sunspot ay maaaring pansamantalang bumaba nang malaki.
11 taong cycle
Ang bilang ng mga sunspot ay bumabalik sa minimum halos bawat 11 taon. Sa oras na ito, mayroong ilang maliliit na katulad na pormasyon sa Araw, kadalasan sa mababang latitude, at sa loob ng ilang buwan ay maaaring wala silang lahat. Nagsisimulang lumitaw ang mga bagong sunspot sa mas matataas na latitude, sa pagitan ng 25° at 40°, na may kabaligtaran na polarity mula sa nakaraang cycle.
Kasabay nito, maaaring umiral ang mga bagong spot sa matataas na latitude at lumang spot sa mababang latitude. Ang mga unang spot ng bagong cycle ay maliit at nabubuhay lamang ng ilang araw. Dahil ang panahon ng pag-ikot ay 27 araw (mas mahaba sa mas matataas na latitude), kadalasang hindi sila bumabalik, at ang mga mas bago ay mas malapit sa ekwador.
Para sa 11 taong ikotang configuration ng magnetic polarity ng mga sunspot group ay pareho sa isang partikular na hemisphere at nasa kabaligtaran ng direksyon sa kabilang hemisphere. Nagbabago ito sa susunod na yugto. Kaya, ang mga bagong sunspot sa matataas na latitude sa hilagang hemisphere ay maaaring magkaroon ng positibong polarity at pagkatapos ay negatibong polarity, at ang mga pangkat mula sa nakaraang cycle sa mababang latitude ay magkakaroon ng kabaligtaran na oryentasyon.
Unti-unti, nawawala ang mga lumang spot, at lumalabas ang mga bago sa malalaking numero at sukat sa mas mababang latitude. Ang kanilang pamamahagi ay hugis paru-paro.
Buong ikot
Dahil nagbabago ang configuration ng magnetic polarity ng mga sunspot group tuwing 11 taon, bumabalik ito sa parehong halaga tuwing 22 taon, at ang panahong ito ay itinuturing na panahon ng kumpletong magnetic cycle. Sa simula ng bawat yugto, ang kabuuang patlang ng Araw, na tinutukoy ng nangingibabaw na patlang sa poste, ay may parehong polarity gaya ng mga batik ng nauna. Habang nasira ang mga aktibong rehiyon, nahahati ang magnetic flux sa mga seksyon na may positibo at negatibong senyales. Matapos lumitaw at mawala ang maraming mga spot sa parehong zone, ang mga malalaking unipolar na rehiyon na may isang tanda o iba pa ay nabuo, na lumilipat patungo sa kaukulang poste ng Araw. Sa bawat minimum sa mga pole, nangingibabaw ang flux ng susunod na polarity sa hemisphere na iyon, at ito ang field na nakikita mula sa Earth.
Ngunit kung balanse ang lahat ng magnetic field, paano sila mahahati sa malalaking unipolar na rehiyon na namamahala sa polar field? Ang tanong na ito ay hindi nasagot. Ang mga patlang na papalapit sa mga pole ay umiikot nang mas mabagal kaysa sa mga sunspot sa rehiyon ng ekwador. Sa kalaunan ang mahihinang mga patlang ay umabot sa poste at binaligtad ang nangingibabaw na larangan. Binabaliktad nito ang polarity na dapat kunin ng mga nangungunang lugar ng mga bagong grupo, kaya nagpapatuloy sa 22-taong cycle.
Makasaysayang ebidensya
Bagama't medyo regular ang cycle ng solar activity sa loob ng ilang siglo, nagkaroon ng makabuluhang pagkakaiba-iba dito. Noong 1955-1970, mayroong higit pang mga sunspot sa hilagang hemisphere, at noong 1990 ay nangibabaw sila sa timog. Ang dalawang cycle, na sumikat noong 1946 at 1957, ang pinakamalaki sa kasaysayan.
Nakakita ng ebidensya ang English astronomer na si W alter Maunder para sa isang panahon ng mababang aktibidad ng solar magnetic, na nagpapahiwatig na napakakaunting mga sunspot ang naobserbahan sa pagitan ng 1645 at 1715. Bagama't unang natuklasan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa paligid ng 1600, ilang mga sightings ang naitala sa panahong ito. Ang panahong ito ay tinatawag na minimum na Mound.
Iniulat ng mga may karanasang tagamasid ang paglitaw ng isang bagong pangkat ng mga spot bilang isang magandang kaganapan, na binabanggit na hindi nila nakita ang mga ito sa loob ng maraming taon. Pagkatapos ng 1715, bumalik ang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Kasabay ito ng pinakamalamig na panahon sa Europe mula 1500 hanggang 1850. Gayunpaman, hindi pa napatunayan ang koneksyon sa pagitan ng mga penomena na ito.
May ilang ebidensya para sa iba pang katulad na mga panahon sa humigit-kumulang 500 taon na pagitan. Kapag mataas ang aktibidad ng solar, ang malalakas na magnetic field ay nabuo ng solar wind block na may mataas na enerhiya na galactic cosmic ray na papalapit sa Earth, na nagreresulta sa mas kauntingang pagbuo ng carbon-14. Ang pagsukat ng 14С sa mga singsing ng puno ay nagpapatunay sa mababang aktibidad ng Araw. Ang 11-taong cycle ay hindi natuklasan hanggang sa 1840s, kaya ang mga obserbasyon bago ang panahong iyon ay hindi regular.
Ephemeral areas
Bukod sa mga sunspot, maraming maliliit na dipoles na tinatawag na ephemeral active regions na nasa average na wala pang isang araw at matatagpuan sa buong Araw. Ang kanilang bilang ay umabot sa 600 bawat araw. Bagama't maliit ang mga ephemeral na rehiyon, maaari silang bumubuo ng malaking bahagi ng magnetic flux ng araw. Ngunit dahil neutral sila at medyo maliit, malamang na hindi sila gumaganap ng papel sa ebolusyon ng cycle at global field model.
Prominences
Ito ang isa sa pinakamagandang phenomena na makikita sa panahon ng solar activity. Ang mga ito ay katulad ng mga ulap sa kapaligiran ng Earth, ngunit sinusuportahan ng mga magnetic field sa halip na mga heat flux.
Ang plasma ng mga ions at electron na bumubuo sa solar atmosphere ay hindi maaaring tumawid sa mga pahalang na linya ng field, sa kabila ng puwersa ng gravity. Ang mga prominenteng nangyayari sa mga hangganan sa pagitan ng magkasalungat na polaridad, kung saan nagbabago ang direksyon ng mga linya ng field. Kaya, ang mga ito ay mapagkakatiwalaang tagapagpahiwatig ng mga biglaang paglipat ng field.
Tulad ng sa chromosphere, ang mga prominence ay transparent sa puting liwanag at, maliban sa kabuuang eclipses, dapat na obserbahan sa Hα (656, 28 nm). Sa panahon ng eclipse, ang pulang linya ng Hα ay nagbibigay sa mga prominenteng isang magandang kulay rosas na kulay. Ang kanilang density ay mas mababa kaysa sa photosphere, dahil ito rinilang banggaan. Sumisipsip sila ng radiation mula sa ibaba at naglalabas nito sa lahat ng direksyon.
Ang liwanag na nakikita mula sa Earth sa panahon ng eclipse ay walang pataas na sinag, kaya ang mga prominence ay lumilitaw na mas madilim. Ngunit dahil mas madilim pa ang kalangitan, lumilitaw ang maliwanag sa background nito. Ang kanilang temperatura ay 5000-50000 K.
Mga uri ng prominence
Mayroong dalawang pangunahing uri ng katanyagan: tahimik at transisyonal. Ang una ay nauugnay sa malalaking magnetic field na nagmamarka sa mga hangganan ng unipolar magnetic region o sunspot group. Dahil ang mga naturang lugar ay naninirahan sa mahabang panahon, totoo rin ito para sa mga tahimik na katanyagan. Maaari silang magkaroon ng iba't ibang mga hugis - hedge, suspendido na ulap o funnel, ngunit palagi silang two-dimensional. Ang mga stable na filament ay kadalasang nagiging hindi matatag at pumuputok, ngunit maaari ding mawala. Ang mga kalmadong prominence ay nabubuhay nang ilang araw, ngunit ang mga bago ay maaaring mabuo sa magnetic boundary.
Ang mga lumilipas na prominence ay isang mahalagang bahagi ng solar activity. Kabilang dito ang mga jet, na isang disorganized na masa ng materyal na ibinubuga ng flare, at mga kumpol, na mga collimated stream ng maliliit na emissions. Sa parehong mga kaso, ang ilan sa mga bagay ay babalik sa ibabaw.
Loop-shaped prominences ang mga kahihinatnan ng mga phenomena na ito. Sa panahon ng pagsiklab, pinapainit ng daloy ng elektron ang ibabaw hanggang sa milyun-milyong digri, na bumubuo ng mainit (higit sa 10 milyong K) na mga korona ng korona. Sila ay malakas na nagliliwanag, pinalamig, at pinagkaitan ng suporta, bumababa sa ibabaw sa anyomatikas na mga loop, na sumusunod sa magnetic lines of force.
Flashes
Ang pinakakahanga-hangang phenomenon na nauugnay sa solar activity ay mga flare, na isang matalim na paglabas ng magnetic energy mula sa rehiyon ng mga sunspot. Sa kabila ng mataas na enerhiya, karamihan sa mga ito ay halos hindi nakikita sa nakikitang hanay ng dalas, dahil ang paglabas ng enerhiya ay nangyayari sa isang transparent na kapaligiran, at tanging ang photosphere, na umaabot sa medyo mababang antas ng enerhiya, ang maaaring maobserbahan sa nakikitang liwanag.
Ang mga flare ay pinakamahusay na nakikita sa linya ng Hα, kung saan ang liwanag ay maaaring 10 beses na mas malaki kaysa sa kalapit na chromosphere, at 3 beses na mas mataas kaysa sa nakapaligid na continuum. Sa Hα, sasaklawin ng isang malaking flare ang ilang libong solar disk, ngunit kakaunti lamang ang maliliwanag na spot na lumilitaw sa nakikitang liwanag. Ang enerhiya na inilabas sa kasong ito ay maaaring umabot sa 1033 erg, na katumbas ng output ng buong star sa 0.25 s. Karamihan sa enerhiyang ito ay unang inilabas sa anyo ng mga electron at proton na may mataas na enerhiya, at ang nakikitang radiation ay pangalawang epekto na dulot ng epekto ng particle sa chromosphere.
Mga uri ng paglaganap
Malawak ang hanay ng laki ng mga flare - mula sa napakalaki, pambobomba sa Earth ng mga particle, hanggang sa halos hindi napapansin. Karaniwang inuri ang mga ito ayon sa kanilang nauugnay na X-ray flux na may mga wavelength mula 1 hanggang 8 angstrom: Cn, Mn o Xn para sa higit sa 10-6, 10-5 at 10-4 W/m2 ayon sa pagkakabanggit. Kaya ang M3 sa Earth ay tumutugma sa isang 3x flux10-5 W/m2. Ang indicator na ito ay hindi linear dahil sinusukat lamang nito ang peak at hindi ang kabuuang radiation. Ang enerhiya na inilalabas sa 3-4 na pinakamalaking flare bawat taon ay katumbas ng kabuuan ng enerhiya ng lahat ng iba pa.
Ang mga uri ng particle na nilikha ng mga flash ay nagbabago depende sa lugar ng acceleration. Walang sapat na materyal sa pagitan ng Araw at Lupa para sa pagbangga ng ionizing, kaya napanatili nila ang kanilang orihinal na estado ng ionization. Ang mga particle na pinabilis sa corona sa pamamagitan ng shock wave ay nagpapakita ng tipikal na coronal ionization na 2 milyong K. Ang mga particle na pinabilis sa flare body ay may mas mataas na ionization at napakataas na konsentrasyon ng He3, isang bihirang isotope ng helium lamang na may isang neutron.
Karamihan sa mga pangunahing flare ay nangyayari sa isang maliit na bilang ng mga hyperactive na malalaking sunspot group. Ang mga grupo ay malalaking kumpol ng isang magnetic polarity na napapalibutan ng kabaligtaran. Bagama't posible ang paghula ng aktibidad ng solar flare dahil sa pagkakaroon ng mga ganitong pormasyon, hindi mahuhulaan ng mga mananaliksik kung kailan lilitaw ang mga ito, at hindi alam kung ano ang nagdudulot sa kanila.
Earth Epekto
Bilang karagdagan sa pagbibigay ng liwanag at init, ang Araw ay nakakaapekto sa Earth sa pamamagitan ng ultraviolet radiation, isang patuloy na daloy ng solar wind at mga particle mula sa malalaking flare. Lumilikha ang ultraviolet radiation ng ozone layer, na pinoprotektahan naman ang planeta.
Soft (mahabang wavelength) X-ray mula sa solar corona ay lumilikha ng mga layer ng ionosphere na gumagawaposibleng shortwave na komunikasyon sa radyo. Sa mga araw ng aktibidad ng solar, ang radiation mula sa corona (dahan-dahang nag-iiba) at mga flare (impulsive) ay tumataas upang lumikha ng isang mas mahusay na reflective layer, ngunit ang density ng ionosphere ay tumataas hanggang sa ma-absorb ang mga radio wave at mahadlangan ang mga komunikasyon sa shortwave.
Mas mahirap (mas maikling wavelength) Ang mga X-ray pulse mula sa mga flare ay nag-ionize sa pinakamababang layer ng ionosphere (D-layer), na lumilikha ng radio emission.
Ang umiikot na magnetic field ng Earth ay sapat na malakas upang harangan ang solar wind, na bumubuo ng magnetosphere kung saan dumadaloy ang mga particle at field sa paligid. Sa gilid sa tapat ng luminary, ang mga linya ng field ay bumubuo ng isang istraktura na tinatawag na geomagnetic plume o buntot. Kapag tumaas ang solar wind, mayroong matinding pagtaas sa field ng Earth. Kapag ang interplanetary field ay lumipat sa kabaligtaran ng direksyon sa Earth, o kapag ang malalaking particle cloud ay tumama dito, ang mga magnetic field sa plume ay muling pinagsama at ang enerhiya ay inilalabas upang lumikha ng mga aurora.
Magnetic storms at solar activity
Sa tuwing may malaking coronal hole na umiikot sa Earth, bumibilis ang solar wind at may nangyayaring geomagnetic storm. Lumilikha ito ng 27-araw na cycle, lalo na kapansin-pansin sa minimum na sunspot, na ginagawang posible upang mahulaan ang aktibidad ng solar. Ang malalaking flare at iba pang phenomena ay nagdudulot ng coronal mass ejections, mga ulap ng masiglang particle na bumubuo ng ring current sa paligid ng magnetosphere, na nagdudulot ng matalim na pagbabago-bago sa field ng Earth, na tinatawag na geomagnetic storms. Ang mga phenomena na ito ay nakakagambala sa mga komunikasyon sa radyo at lumilikha ng mga power surges sa malalayong linya at iba pang mahabang konduktor.
Marahil ang pinaka nakakaintriga sa lahat ng makalupang phenomena ay ang posibleng epekto ng solar activity sa klima ng ating planeta. Mukhang makatwiran ang minimum na Mound, ngunit may iba pang malinaw na epekto. Karamihan sa mga siyentipiko ay naniniwala na may mahalagang koneksyon, na natatakpan ng ilang iba pang phenomena.
Dahil ang mga naka-charge na particle ay sumusunod sa mga magnetic field, hindi nakikita ang corpuscular radiation sa lahat ng malalaking flare, ngunit sa mga matatagpuan lamang sa western hemisphere ng Araw. Ang mga linya ng puwersa mula sa kanlurang bahagi nito ay umaabot sa Earth, na nagdidirekta ng mga particle doon. Ang huli ay halos mga proton, dahil ang hydrogen ang nangingibabaw na elemento ng araw. Maraming mga particle na gumagalaw sa bilis na 1000 km/s segundo ay lumilikha ng shock wave front. Ang daloy ng mga particle na mababa ang enerhiya sa malalaking flare ay napakatindi na nagbabanta sa buhay ng mga astronaut sa labas ng magnetic field ng Earth.
