Cтраница 3
Наблюдения ведутся в спектр, линиях водорода ( реже ионизов. Для изучения быстропротекающих процессов ( хромосферные вспышки) изображения хромосферы фотографируются с помощью средств кинотехники ( до неск. [31]
Очень малой доли энергии, выделившейся при хромосферной вспышке и достигшей Земли, оказывается достаточно, чтобы изменить состояние земной атмосферы, вызвав нарушения радиосвязи, полярные сияния и другие эффекты. Поэтому изучение природы хромо-сферных вспышек представляет не только теоретический интерес. Поняв их характер, мы получим возможность предсказывать хромосферные вспышки и заблаговременно принимать меры к уменьшению вредных последствий действия вспышек на различные области человеческой деятельности. [32]
Его первая работа по этому вопросу, так и называвшаяся Теория хромосферных вспышек ( Giovanelli, 1946), уже давно потеряла свою актуальность, поскольку в наши дни вспышки трактуются не как хромосферное явление, а как корональное. Поразительные достижения рентгеновской и радио-астрономии, появившиеся уже после статьи Джиованелли, показали, что вспышки, которые наблюдаются наземными оптическими телескопами как хромосферные, на самом деле являются результатом корональной активности. Во время вспышки плазма в короне нагревается до столь высоких температур ( Т 107 К), что испускаемое излучение лежит вне видимой области спектра. [33]
Время от времени Солнцем испускаются высокоэнергичные заряженные частицы, главным образом протоны и ос-частицы - солнечные космические лучи. В периоды максимума солнечной активности за год происходит 5 - 13 хромосферных вспышек, во время которых испускается космическое излучение. [34]
Последнее явление, получившее название солнечного ветра, было открыто совсем недавно во время исследования космического пространства с помощью искусственных спутников. Оказалось, что особенно сильные порывы этого ветра возникают во время хромосферных вспышек. Достигнув Земли, поток протонов, захваченный ее магнитным полем, вызывает полярные сияния и нарушает радиосвязь, а для космонавтов солнечный ветер представляет серьезную опасность. [35]
За время сильной вспышки ею излучается дополнительно более 1033 эрг в этой же области спектра, а при слабой вспышке - энергия порядка 1031 эрг. Таким образом, вспышки звезд типа UV Кита по излучаемой в оптическом диапазоне энергии подобны самым большим хромосферным вспышкам на Солнце. Вспышки, при которых наблюдаемое излучение звезды возрастает в десять или более раз, происходят в среднем один раз за несколько суток, а очень слабые вспышки ( приводящие к усилению излучения в 1 5 - 2 раза) - десятки раз в сутки. [36]
Таким образом, весь рассматриваемый объем содержит 1032 - 1033 эрг магнитной энергии. Если большая часть ее может очень быстро перейти в энергию излучения или кинетическую, то произойдет взрывной же силы, что и большая хромосферная вспышка. Но все же создается впечатление, что магнитной энергии для больших вспышек недостаточно, тем более, что вспышка вначале занимает сравнительно малый объем. По-видимому, окончательный ответ на вопрос об источнике энергии хро-мосферных вспышек связан с исследованием не только их, но и других космических взрывов. [37]
При этом надо удерживать частицы пучка не только от уменьшения скорости вообще, но и особенно от потери поперечной к магнитному полю компоненты скорости - иначе пучок быстро высыпется из магнитной ловушки. Нелинейная перекачка может остановить потерю как продольной, так и поперечной скорости частиц, но здесь, по-видимому, требуется, чтобы скорости частиц были заметно больше г; : вероятно, захватываются наиболее быстрые частицы из ускоренных в хромосферной вспышке. Детальная схема стабилизации пучка в ловушках и генерация им всплесков V типа с учетом всех возможных неустойчивостей, типичных для магнитных ловушек, еще не рассмотрена. Согласно существующим сейчас представлениям радиовсплески II типа генерируются ударной волной, идущей вверх в корону от хромосферной вспышки. В основе ее лежит следующая схема. Если ударная волна от хромосферной вспышки идет почти поперек магнитного поля, то в ней, как было показано Сагдеевым ( 1961), возникает осцилляторная структура, приводящая к относительному дрейфу электронов и ионов. [38]
Между солнечными пятнами противоположной полярности существует точка, в которой напряженность магнитного поля равна нулю, а по обе стороны от нее напряженность возрастает, и направления силовых линий противоположны. Такие точки называют нейтральными. Хромосферные вспышки обычно происходят около нейтральных точек и сопровождаются изменениями конфигурации поля вблизи места вспышки, а в ряде случаев и уменьшением напряженности поля. Поэтому распространено мнение о том, что энергия вспышки черпается из энергии магнитных полей. Предполагаемый процесс перехода магнитной энергии в кинетическую энергию и в излучение сложен и не до конца выяснен. О нем мы здесь говорить не будем, а оценим лишь энергию, заключенную в поле. [39]
Замечено, что активность Солнца периодически изменяется и характеризуется среднегодовым относительным числом солнечных пятен. Наряду с периодическим изменением солнечной активности имеют место случайные резкие изменения солнечной активности ( вспышки), связанные с возникновением в атмосфере Солнца ( в хромосфере) грандиозных возмущений, сопровождающихся выбросом из хромосферы больших масс ионизированного водорода. Хромосферные вспышки большой мощности возникают в среднем 2 - 3 раза в год и приводят к резкому росту ионизации атмосферы Земли. [40]
Общая потеря массы спокойным Солнцем - 1033 прот / сек. При хромосферной вспышке образуются частицы ( гл. [41]
Хромо-сферные вспышки уже много лет являются объектом интенсивных наблюдательных и теоретических исследований. Почти во всех исследованиях предполагается, что в области хромосферной вспышки происходят внезапная перестройка магнитного поля и превращение части его энергии в энергию движений плазмы и энергию быстрых частиц. В некоторых схемах [ см., например, Северный и Шабан-ский ( 1960, 1961), Сыроватский ( 1961, 1966а, б) ] рассматривалось освобождение энергии при сжатии газа с магнитным полем к нейтральной линии. В этом случае энергия магнитного поля переходит преимущественно в кинетическую и тепловую энергию, и объяснить появление большого количества быстрых частиц трудно. По другим предположениям [ см., например, Свит ( 1969), Паркер ( 1964, 1968), Альвен, Карлквист ( 1967), Петчек ( 1963), Сыроватский ( 1961 1966а, б), Фридман и Хамбергер ( 1969) ] освобождение энергии магнитного поля происходит в токовом слое. [42]
Вероятно, вспышки, по мощности аналогичные хромосферным, свойственны очень многим, если не всем, звездам. Но для того чтобы их можно было увидеть, звезда в оптической области спектра должна излучать в сотни раз меньше энергии, чем Солнце. Поэтому самые слабые из звездных взрывов, по масштабу соответствующие хромосферным вспышкам, могут наблюдаться лишь у звезд-кар ликов, причем самых близких, на расстояниях не более 30 - 50 световых лет, так как на больших расстояниях эти звезды вообще не видны. [43]
Действие интенсивных корпускулярных потоков, приходящих от Солнца, приводит к сильному изменению структуры и падению электронной концентрации области F, к ее разрушению, и результате чего рефракция коротких воли к Земле становится невозможной п радиолиния перестает действовать. Такие возмущения ионосферы, сопровождаемые магнитными бурями, наиболее сильны в полярных областях, куда преимущественно попадают корпускулярные потоки, направляемые магнитным полем Земли. Другой, вид нарушения коротковолновой связи - вшмсчшое поглощение из-ла возникновения повышенной ионизации и области D под влиянием хромосферных вспышек па Солнце. [44]
Под радиацией понимается тот или иной поток волн или частиц, к-рые могут быть электрически заряженными или нейтральными. Солнечная радиация представляет собой спектр рентгеновых, ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей, а также поток частиц малых энергий; при хромосферных вспышках, охватывающих до 25 млрд. км2 солнечной поверхности и увеличивающих до 10 000 раз общий фон космич. [45]