Saules plankumu sapinusī pasaka: kāpēc saulei ir plankumi

Lielākais saules plankums 24 gadu laikā

Lielākā saules plankumu grupa 24 gadu laikā uz saules parādījās 2014. gada oktobrī. Saules plankumi šeit atrodas zem spilgtā aktīvā reģiona saules vidū. (Attēla kredīts: NASA/SDO/LMSAL)





Pols Sutters ir astrofiziķis Ohaio štata universitāte un galvenais zinātnieks plkst COSI zinātnes centrs . Sutters ir arī saimnieks Pajautājiet kosmonautam , RealSpace un COSI Science Now .



Saules plankumu avota izskaidrošana ir diezgan grūts rieksts. Cilvēki ir zinājuši par iezīmēm gadsimtiem ilgi-agrīnie ķīniešu un viduslaiku Eiropas zvaigžņu meklētāji atzīmēja, kad rīta vai vakara saulē redzēja vājus plankumus, taču tikai nesen zinātnieki nāca klajā ar pusapmierinošu atbildi par to, kur šie plankumi atrodas. nāk no.

Novērojiet plankumus

Tāpat kā lielākajā daļā astronomijas lietu, saules plankumu novērošana patiešām kļuva interesanta 17. gadsimta sākumā, un Galileja revolucionārā koncepcija bija norādīt teleskopu pret debesīm, lai redzētu, kas tur ir.



Protams, neviens nebija pietiekami mēms, lai skatītos tieši uz sauli, it īpaši caur teleskopu. Pastāv baumas, ka Galilejs - viens no inteliģentākajiem cilvēkiem, kāds jebkad dzīvojis - to izdarīja un kļuva akls. Viņš patiešām kļuva akls, bet tas bija 72 gadu vecumā, ceturtdaļgadsimtu pēc tam, kad viņš pabeidza saules novērojumus. [Fotogrāfijas: saules plankumi uz Zemes tuvākās zvaigznes]

Lai aizsargātu savas acis, novērotāji studiju laikā vai nu koncentrētos uz vēlu vakaru vai agru rīta sauli, vai arī droši projicētu palielināto gaismu uz ekrāna. Tajā laikā notika lielas debates par saules plankumu raksturu. Daži cilvēki spekulēja, ka iezīmes ir tikai planētu ķekars. Bet pats Galilejs šo ideju stingri nolika miera stāvoklī, parādot, ka plankumi ir piestiprināti pie Saules virsmas, parādot, ka saule griežas.

Esmu pārliecināts, ka nākamā astronomu paaudze pēc Galileja un draugiem labprāt vairāk pētītu saules plankumus, bet Visums sazvērējās pret viņiem. Nākamajā gadsimtā bija neparasti neliels skaits saules plankumu un attiecīgi samazinājās saules aktivitāte, piemēram, uzliesmojumi un ievērojams saules korona aptumšošanās aptumsumu laikā. Saules plankumu aktivitāte atkal palielinājās tikai 1700. gados.



Atklājiet noslēpumu

Saules plankumu novērošana turpinājās, neskatoties uz saules satraucošo kautrību šajā laikā, taču centrālais noslēpums palika: kas, pie velna, radīja šos plankumus? 20. gadsimta 20. gadu sākumā daži galvenie novērojumi norādīja astronomus un fiziķus pareizajā virzienā.

Pirmkārt, šķiet, ka saules plankumu darbība notiek ik pēc 11 gadiem, sākot no daudziem saules plankumiem un beidzot ar dažiem saules plankumiem, un atpakaļ uz daudziem saules plankumiem. Cikls bija pat redzams dīvainajā “Maunder Minimum” laikā, kad 1600. gados bija ļoti maz aktivitātes (šis termins tika izgudrots daudz vēlāk).

Tad tur ir temperatūra. Saules plankumi izskatās tumši, bet tas ir tikai salīdzinājumā ar degošo saules virsmu ap tiem; tie ir vēsāki par pārējo sauli, bet paši par sevi joprojām ir nikni karsti. Dažreiz saules plankumi ir lieli un dažreiz mazi, un tie var ilgt pāris nedēļas vai dažus mēnešus.



Detalizēti atsevišķu saules plankumu novērojumi arī atklāja, ka šīs iezīmes ir īpaši spēcīgu magnētisko lauku reģioni. Pētnieki to atklāja, mērot saulē no ūdeņraža un hēlija izdalīto gaismu. Elementi izstaro ļoti specifiskus gaismas viļņu garumus, ko sauc par spektrālajām līnijām. Spēcīgu magnētisko lauku klātbūtnē šie unikālie individuālie viļņu garumi tiek sadalīti divos ļoti cieši atdalītos viļņu garumos. To sauc par Zemena efektu un tas ir saistīts ar kvantu mehāniku, un tas ir viss, ko es par to teikšu šajā rakstā.

Visbeidzot, novērotāji atklāja, ka Saules magnētiskais lauks pārvietosies no ziemeļiem uz dienvidiem uz dienvidiem uz ziemeļiem un atpakaļ uz ziemeļiem uz dienvidiem. Šie pagriezieni notiek katru reizi - pagaidiet - 11 gadus. [Kā darbojas Saules magnētiskais lauks (infografika)]

Tātad atbildei uz saules plankumiem noteikti ir kāds sakars ar magnētiskajiem laukiem.

Atklājiet mezglu

Labākais saules plankumu risinājums zinātniekiem līdz šim ir Babkoka modelis, tā sauktais, jo puisis vārdā Horace Babcock to izdomāja. Tas notiek šādi:

1) Sāciet ar jauku, regulāru, laimīgu ziemeļu-dienvidu magnētisko lauku uz saules, visas taisnas līnijas un viss.

2). Saule nav veidota no klints vai kādas citas cietas vielas, tāpēc zvaigznes ekvators spēj griezties ātrāk nekā reģioni pie poliem. Tas pārtrauc magnētisko lauku, salokot to sevī un padarot to stiprāku, piemēram, dubultojot gumijas lentes.

3) Tajā pašā laikā saule vārās. Zvērīgi plazmas plūmes pacelties no apakšā esošās kodolkrāsns, sasniegt virsmu, atdzist telpas aukstumā un pēc tam atkal nogrimt. Šī sajaukšanās vēl vairāk sarežģī magnētisko lauku.

4) Dažreiz pastiprināti, satīti, savīti, savīti magnētiskie lauki caurdurt saules virsmu, radot arku kā magnētiskais tārps, kas iznirst no plazmas ābola, lai izstieptu līdzību.

5) Ja magnētiskā lauka caurule caurdur virsmu, tā neļauj virsmai nokļūt jaunai, karstai gāzei, padarot šo reģionu vēsāku par vidējo.

6) Vai esat kādreiz mēģinājis pārāk daudz savīt gumijas joslu? Kādā brīdī tas padodas un vienkārši noķeras, kas ir labākais veids, kā izskaidrot, kas notiek ar pārāk samudžinātu magnētisko lauku. Pēc sagrābšanas saule “atgriežas” savā parastajā, glīti izlīdzinātajā magnētiskajā laukā, bet šoreiz apgriezās.

Tā tas ir: Saules plankumi ir pazīmes, ko izraisa sapinušies saules magnētiskie lauki. Šis magnētiskais lauks ik pēc 11 gadiem kļūst no gluda līdz samudžinātam, izskaidrojot, kāpēc saules plankumiem ir tādas īpašības un uzvedība, kāda tiem ir, un kāpēc saules plankumu aktivitāte ir saistīta ar citiem magnētiskiem notikumiem, piemēram, uzliesmojumiem un koronālās masas izmešanu.

Bet kāpēc 11 gadi? Astronomi ir redzējuši “zvaigžņu plankumus” uz citām zvaigznēm, un viņu cikli ir visur. Kas notiek saulē, lai tā cikls būtu 11 gadi, nevis seši mēneši, teiksim, vai divas desmitgades? Varbūt ar vēl 400 gadu novērojumiem zinātnieki varēs to noskaidrot ...

Uzziniet vairāk, klausoties sēriju ' Kā saule iegūst plankumus? podkastā Jautājiet kosmonautam, pieejams vietnē iTunes un tīmeklī vietnē http://www.askaspaceman.com . Paldies Maiklam H. par jautājumiem, kas noveda pie šī gabala! Uzdodiet savu jautājumu Twitter, izmantojot #AskASpaceman vai sekojot Pāvilam @PaulMattSutter un facebook.com/PaulMattSutter .

Seko mums @Spacedotcom , Facebook un Google+ . Oriģināls raksts par guesswhozoo.com .