Slnečná koróna: popis, vlastnosti, jas a zaujímavé fakty

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:18

Slnko je obrovská guľa horúcich plynov, ktoré produkujú kolosálnu energiu a svetlo a umožňujú život na Zemi.

Tento nebeský objekt je najväčší a najhmotnejší v slnečnej sústave. Od Zeme k nej je vzdialenosť od 150 miliónov kilometrov. Trvá asi osem minút, kým sa k nám teplo a slnečné svetlo dostanú. Táto vzdialenosť sa tiež nazýva osem svetelných minút.

Hviezda, ktorá ohrieva našu Zem, sa skladá z niekoľkých vonkajších vrstiev, ako je fotosféra, chromosféra a slnečná koróna. Vonkajšie vrstvy slnečnej atmosféry vytvárajú na povrchu energiu, ktorá bublá a vyžaruje z vnútra hviezdy a je identifikovaná ako slnečné svetlo.

Zložky vonkajšej vrstvy Slnka

Vrstva, ktorú vidíme, sa nazýva fotosféra alebo sféra svetla. Fotosféra sa vyznačuje jasnými, kypiacimi zrnkami plazmy a tmavšími, chladnejšími slnečnými škvrnami, ktoré vznikajú, keď magnetické polia Slnka prenikajú cez povrch. Objavujú sa škvrny a pohybujú sa po disku Slnka. Pri pozorovaní tohto pohybu astronómovia dospeli k záveru, že naše svietidlootáča okolo svojej osi. Keďže Slnko nemá pevnú základňu, rôzne oblasti rotujú rôznymi rýchlosťami. Oblasti rovníka dokončia celý kruh za približne 24 dní, zatiaľ čo polárne rotácie môžu trvať aj viac ako 30 dní (dokončenie rotácie).

Čo je to sférická fotka?

Fotosféra je tiež zdrojom slnečných erupcií: plameňov, ktoré siahajú stovky tisíc kilometrov nad povrchom Slnka. Slnečné erupcie vytvárajú záblesky röntgenového, ultrafialového, elektromagnetického žiarenia a rádiových vĺn. Zdroj röntgenového a rádiového vyžarovania je priamo zo slnečnej koróny.

Čo je chromosféra?

Zóna obklopujúca fotosféru, ktorá je vonkajším obalom Slnka, sa nazýva chromosféra. Úzka oblasť oddeľuje korónu od chromosféry. Teplota prudko stúpa v prechodovej oblasti, z niekoľkých tisíc stupňov v chromosfére na viac ako milión stupňov v koróne. Chromosféra vyžaruje červenkastú žiaru ako pri spaľovaní prehriateho vodíka. Ale červený okraj je možné vidieť iba počas zatmenia. Inokedy je svetlo z chromosféry vo všeobecnosti príliš slabé na to, aby ho bolo možné vidieť oproti jasnej fotosfére. Hustota plazmy rýchlo klesá a pohybuje sa smerom nahor z chromosféry ku koróne cez prechodovú oblasť.

Čo je slnečná koróna? Popis

Astronómovia neúnavne skúmajú záhadu slnečnej koróny. Aká je?

Toto je atmosféra Slnka alebo jeho vonkajšia vrstva. Toto meno bolo dané pretože jeho vzhľad sa prejaví pri úplnom zatmení Slnka. Častice z koróny siahajú ďaleko do vesmíru a v skutočnosti sa dostanú až na obežnú dráhu Zeme. Tvar je určený hlavne magnetickým poľom. Voľné elektróny v pohybe koróny pozdĺž magnetických siločiar tvoria mnoho rôznych štruktúr. Tvary pozorované v koróne nad slnečnými škvrnami majú často tvar podkovy, čo ďalej potvrdzuje, že sledujú magnetické siločiary. Z vrcholu takýchto „oblúkov“sa môžu rozprestierať dlhé stuhy vo vzdialenosti priemeru Slnka alebo aj viac, ako keby nejaký proces ťahal materiál z vrcholu oblúkov do priestoru. To zahŕňa slnečný vietor, ktorý fúka von cez našu slnečnú sústavu. Astronómovia nazvali takéto javy „hadovitá prilba“pre ich podobnosť so zubatými prilbami, ktoré nosili rytieri a ktoré používali niektorí nemeckí vojaci pred rokom 1918

Z čoho je vyrobená koruna?

Materiál, z ktorého sa tvorí slnečná koróna, je extrémne horúci a pozostáva zo riedkej plazmy. Teplota vo vnútri koróny je viac ako milión stupňov, prekvapivo oveľa vyššia ako teplota na povrchu Slnka, ktorá je asi 5500 °C. Tlak a hustota koróny je oveľa nižšia ako v zemskej atmosfére.

Pozorovaním viditeľného spektra slnečnej koróny boli nájdené jasné emisné čiary pri vlnových dĺžkach, ktoré nezodpovedajú známym materiálom. V tejto súvislosti astronómovia navrhli existenciu „korónia“ako hlavný plyn v koróne. Skutočná povaha tohto javu zostala záhadou, kým sa nezistilo, že koronálne plyny boli prehriate nad 1 000 000 °C. Pri tak vysokej teplote sú dva dominantné prvky, vodík a hélium, úplne zbavené svojich elektrónov. Dokonca aj menšie látky, ako je uhlík, dusík a kyslík, sa oddelili na holé jadrá. Iba ťažšie zložky (železo a vápnik) sú schopné zadržať časť svojich elektrónov pri týchto teplotách. Emisie z týchto vysoko ionizovaných prvkov, ktoré tvoria spektrálne čiary, zostávali pre prvých astronómov až donedávna záhadou.

Jas a zaujímavé fakty

Slnečný povrch je príliš jasný a jeho slnečná atmosféra je spravidla pre náš zrak neprístupná, koróna Slnka tiež nie je viditeľná voľným okom. Vonkajšia vrstva atmosféry je veľmi tenká a slabá, takže ju možno zo Zeme vidieť len v čase zatmenia Slnka alebo pomocou špeciálneho koronografového ďalekohľadu, ktorý zatmenie simuluje zakrytím jasného slnečného disku. Niektoré koronografy používajú pozemné teleskopy, iné sa vykonávajú na satelitoch.

Jasnosť slnečnej koróny v röntgenových lúčoch je spôsobená jej obrovskou teplotou. Na druhej strane slnečná fotosféra vyžaruje veľmi málo röntgenových lúčov. To umožňuje pozorovať korónu cez disk Slnka, keď ju pozorujeme v röntgenových lúčoch. Na tento účel sa používa špeciálna optika, ktorá vám umožňuje vidieť röntgenové lúče. ATZačiatkom 70. rokov 20. storočia prvá americká vesmírna stanica Skylab používala röntgenový teleskop, pomocou ktorého bola slnečná koróna a slnečné škvrny alebo diery prvýkrát jasne viditeľné. Počas posledného desaťročia bolo poskytnuté obrovské množstvo informácií a obrázkov o slnečnej koróne. S pomocou satelitov sa slnečná koróna stáva dostupnejšou pre nové a zaujímavé pozorovania Slnka, jeho vlastností a dynamickej povahy.

Slnečná teplota

Hoci je vnútorná štruktúra slnečného jadra skrytá pred priamym pozorovaním, pomocou rôznych modelov sa dá odvodiť, že maximálna teplota vo vnútri našej hviezdy je asi 16 miliónov stupňov (Celsia). Fotosféra - viditeľný povrch Slnka - má teplotu asi 6000 stupňov Celzia, ale veľmi prudko sa zvyšuje zo 6000 stupňov na niekoľko miliónov stupňov v koróne, v oblasti 500 kilometrov nad fotosférou.

Slnko hreje zvnútra viac ako zvonka. Vonkajšia atmosféra Slnka, koróna, je však skutočne teplejšia ako fotosféra.

Koncom tridsiatych rokov Grotrian (1939) a Edlen zistili, že podivné spektrálne čiary pozorované v spektre slnečnej koróny vyžarujú prvky ako železo (Fe), vápnik (Ca) a nikel (Ni) pri veľmi vysokých stupňoch ionizácie. Dospeli k záveru, že koronálny plyn je veľmi horúci, s teplotami presahujúcimi 1 milión stupňov.

Otázka, prečo je slnečná koróna taká horúca, zostáva jednou z najvzrušujúcejších hádaniek astronómie.za posledných 60 rokov. Na túto otázku zatiaľ neexistuje jednoznačná odpoveď.

Hoci je slnečná koróna neúmerne horúca, má tiež veľmi nízku hustotu. Na napájanie koróny je teda potrebný len malý zlomok celkového slnečného žiarenia. Celkový výkon vyžarovaný v röntgenových lúčoch je len asi jedna milióntina celkovej svietivosti Slnka. Dôležitou otázkou je, ako sa energia transportuje do koróny a aký mechanizmus je za transport zodpovedný.

Mechanizmy na napájanie slnečnej koróny

V priebehu rokov bolo navrhnutých niekoľko rôznych mechanizmov korónovej energie:

• Akustické vlny.
• Rýchle a pomalé magnetoakustické vlny telies.
• Alfvenove vlnové telá.
• Pomalé a rýchle magnetoakustické povrchové vlny.
• Prúd (alebo magnetické pole) je rozptýlený.
• Toky častíc a magnetický tok.

Tieto mechanizmy boli testované teoreticky aj experimentálne a doteraz boli vylúčené iba akustické vlny.

Zatiaľ sa neskúmalo, kde končí horná hranica koruny. Zem a ďalšie planéty slnečnej sústavy sa nachádzajú vo vnútri koróny. Optické žiarenie koróny je pozorované pri 10-20 slnečných polomeroch (desiatky miliónov kilometrov) a spája sa s fenoménom zodiakálneho svetla.

Magnetický korónový solárny koberec

Nedávno bol „magnetický koberec“spojený s hlavolamom koronálneho zahrievania.

Pozorovania s vysokým priestorovým rozlíšením ukazujú, že povrch Slnka je pokrytý slabými magnetickými poľami sústredenými v malých oblastiach opačnej polarity (kobercový magnet). Predpokladá sa, že tieto magnetické koncentrácie sú hlavnými bodmi jednotlivých magnetických trubíc prenášajúcich elektrický prúd.

Nedávne pozorovania tohto „magnetického koberca“ukazujú zaujímavú dynamiku: fotosférické magnetické polia sa neustále pohybujú, navzájom sa ovplyvňujú, rozptyľujú sa a vystupujú na veľmi krátky čas. Magnetické opätovné spojenie medzi magnetickým poľom opačnej polarity môže zmeniť topológiu poľa a uvoľniť magnetickú energiu. Proces opätovného pripojenia tiež rozptýli elektrické prúdy, ktoré premieňajú elektrickú energiu na teplo.

Toto je všeobecná predstava o tom, ako môže byť magnetický koberec zapojený do koronálneho ohrevu. Nemožno však tvrdiť, že „magnetický koberec“v konečnom dôsledku rieši problém koronálneho ohrevu, keďže kvantitatívny model procesu ešte nebol navrhnutý.

Môže slnko zhasnúť?

Slnečná sústava je taká zložitá a neprebádaná, že senzačné výroky ako: „Slnko čoskoro zhasne“alebo naopak „Teplota Slnka stúpa a život na Zemi bude čoskoro nemožný“vyznievajú smiešne prinajmenšom. Kto môže robiť takéto predpovede bez toho, aby presne vedel, aké mechanizmyv srdci tejto tajomnej hviezdy?!