Napfoltok
A napfoltok a Nap sötét területei , amelyek hőmérséklete körülbelül 1500 K -vel csökken a fotoszféra környező területeihez képest . A napkorongon (optikai műszerek segítségével, nagy foltok esetén szabad szemmel) sötét foltok formájában figyelhetők meg. A napfoltok olyan területek, ahol erős (akár több ezer gauss ) mágneses mezők lépnek be a fotoszférába . A fotoszféra foltokban való elsötétülése az anyag konvektív mozgásának a mágneses tér általi elnyomásának köszönhető, és ennek következtében a hőenergia- átadás áramlásának csökkenése ezeken a területeken.
A napfoltok száma (és a hozzá tartozó Wolf szám ) a nap mágneses aktivitásának egyik fő mutatója .
A hidegebb csillagokon ( K osztály és hidegebb) sokkal nagyobb területű foltok figyelhetők meg, mint a Napon [3] .
Tanulmánytörténet
Az első jelentések a napfoltokról Kr.e. 800-ból származnak. e. Kínában . _
A foltokat először 1128-ban rajzolták meg Worcesteri János krónikájában [4] .
A napfoltok első ismert említése az ókori orosz irodalomban a Nikon Krónikában található, a 14. század második feléből származó feljegyzésekben [5] :
jel volt az égen, a nap olyan volt, mint a vér, és a helyek szerint feketék
- (1365)
légy jel a napon, a helyek feketék a napon, mint a szögek, és nagy volt a sötétség
- (1371)1610 óta kezdődik a Nap műszeres kutatásának korszaka. A teleszkóp feltalálása és a Nap megfigyelésére szolgáló különleges változata - a helioszkóp - lehetővé tette Galilei , Thomas Harriot , Christoph Scheiner és más tudósok számára, hogy fontolgatsák a napfoltokat. Úgy tűnik, Galileo volt az első a kutatók között, aki megértette, hogy a foltok a napszerkezet részét képezik, ellentétben Scheinerrel, aki a Nap előtt elhaladó bolygóknak tartotta őket. Ez a feltételezés lehetővé tette Galilei számára, hogy felfedezze a Nap forgását és kiszámítsa annak periódusát. Galileo és Scheiner között több mint egy évtizedes vita folyt a foltok felfedezésének prioritásáról és természetükről, azonban nagy valószínűséggel az első megfigyelés és az első publikáció sem egyikükhöz tartozik [6] .
Az első vizsgálatok a foltok természetére és viselkedésükre összpontosítottak [4] . Annak ellenére, hogy a foltok fizikai természete a 20. századig tisztázatlan maradt , a megfigyelések folytatódtak. A 19. században már elég hosszú volt a napfolt-megfigyelések sorozata ahhoz, hogy észrevegyék a Nap tevékenységének időszakos változásait . 1845 - ben D. Henry és S. Alexander a Princeton Egyetemről egy speciális hőmérő ( en : thermopile ) segítségével megfigyelték a Napot, és megállapították, hogy a foltok kibocsátásának intenzitása a Nap környező régióihoz képest csökkent. [7] .
Emergence
A foltok a Nap mágneses mezejének egyes szakaszaiban fellépő perturbációk következtében keletkeznek. A folyamat elején a mágneses tércsövek a fotoszférán keresztül „áttörnek” a korona régióba, és az erős tér elnyomja a plazma konvektív mozgását a szemcsékben , megakadályozva az energia átvitelét a belső régiókból kifelé. helyeken. Először egy fáklya jelenik meg ezen a helyen , valamivel később és nyugatra - egy kis pont, úgynevezett idő , több ezer kilométer méretű. Néhány órán belül a mágneses indukció értéke nő (0,1 Tesla kezdeti értékeknél ), a pórusok mérete és száma nő. Összeolvadnak egymással, és egy vagy több foltot alkotnak. A foltok legnagyobb aktivitásának időszakában a mágneses indukció mértéke elérheti a 0,4 Teslát.
A foltok élettartama eléri a több hónapot, vagyis a Nap több forgása során is megfigyelhetők az egyes foltok csoportjai. Ez a tény (a megfigyelt foltok mozgása a napkorong mentén) szolgált alapul a Nap forgásának bizonyításához, és lehetővé tette a Nap tengelye körüli forgási periódusának első méréseit.
A foltok általában csoportosan alakulnak ki, de előfordul, hogy egyetlen folt, amely csak néhány napig él, vagy egy bipoláris csoport: két különböző mágneses polaritású folt, amelyeket mágneses erővonalak kötnek össze. Az ilyen bipoláris csoport nyugati foltját „vezető”, „fej” vagy „P-pontnak” nevezik (az angol előtti szóból ), a keleti foltot „szolga”, „farok” vagy „F-pont”-nak angolul következik ).
Csak a foltok fele él két napnál tovább, és csak a tizede - több mint 11 nap.
A naptevékenység 11 éves ciklusának elején foltok jelennek meg a Napon a magas heliográfiai szélességeken (±25-30° nagyságrendű), és a ciklus előrehaladtával a foltok a napegyenlítő felé vándorolnak, elérve a szélességi fokokat. ±5-10° a ciklus végén. Ezt a mintát " Spörer-törvénynek " nevezik.
A napfoltcsoportok a napegyenlítővel megközelítőleg párhuzamosan helyezkednek el, azonban a csoport tengelyének az Egyenlítőhöz viszonyított dőlése van, ami az Egyenlítőtől távolabb elhelyezkedő csoportoknál növekszik (az úgynevezett " Joy-törvény ").
Tulajdonságok
A napfotoszféra átlagos hőmérséklete körülbelül 6000 K (effektív hőmérséklet 5770 K, a sugárzási hőmérséklet 6050 K). A foltok középső, legsötétebb részének hőmérséklete mindössze 4000 K körüli, a foltok külső, a normál fotoszférával határos régióiban 5000-5500 K. Annak ellenére, hogy a foltok hőmérséklete alacsonyabb, anyaguk még mindig fényt bocsát ki, bár kisebb mértékben, mint a fotoszféra többi része. Éppen ennek a hőmérséklet-különbségnek köszönhető, hogy megfigyeléskor az az érzésünk, hogy a foltok sötétek, majdnem feketék, bár valójában ezek is világítanak, de a fényük elvész a világosabb napkorong hátterében.
A folt központi sötét részét árnyéknak nevezzük . Átmérője általában körülbelül 0,4 a folt átmérőjének. Árnyékban a mágneses térerősség és a hőmérséklet meglehetősen egyenletes, és a ragyogás intenzitása látható fényben a fotoszférikus érték 5-15%-a. Az árnyékot félárnyék veszi körül , amely világos és sötét sugárirányú szálakból áll, amelyek fényintenzitása a fotoszférikusé 60-95%-a. [nyolc]
A Nap fotoszférája azon a területen, ahol a folt található, körülbelül 500-700 km-rel mélyebben helyezkedik el, mint a környező fotoszféra felső határa . Ezt a jelenséget " wilsoni depressziónak " nevezik.
A napfoltok a Napon a legnagyobb aktivitású területek. Ha sok folt van, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy a mágneses vonalak újra összekapcsolódnak - az egyik foltcsoporton belül áthaladó vonalak rekombinálódnak egy másik foltcsoport vonalaival, amelyek ellentétes polaritásúak. A folyamat látható eredménye egy napkitörés . A Földet érő sugárzás kitörése erős zavarokat okoz annak mágneses terén, megzavarja a műholdak működését, sőt a bolygón található objektumokat is érinti. A Föld mágneses mezőjének megsértése miatt az alacsony földrajzi szélességeken nő az aurora borealis valószínűsége. A Föld ionoszférája is ki van téve a naptevékenység ingadozásainak, ami a rövid rádióhullámok terjedésének megváltozásában nyilvánul meg.
Osztályozás
A foltokat élettartamuk, méretük, elhelyezkedésük szerint osztályozzuk.
A fejlődés szakaszai
A mágneses tér helyi erősödése, ahogy fentebb említettük, lelassítja a plazma mozgását a konvekciós cellákban, ezáltal lassítja a hőátadást a napfotoszférába. A folyamat által érintett granulátumok lehűtése (kb. 1000 °C-kal) elsötétül, és egyetlen folt képződik. Néhányuk néhány nap múlva eltűnik. Mások két, ellentétes polaritású mágneses vonalú foltból álló bipoláris csoportokká fejlődnek. Sok foltból álló csoportok alakulhatnak ki belőlük, amelyek a penumbra területének további növekedése esetén akár több száz foltot egyesítenek, amelyek mérete elérheti a több százezer kilométert. Ezt követően a foltok aktivitása lassan (több hét vagy hónap alatt) csökken, és méretük kis dupla vagy szimpla pöttyökké csökken.
A legnagyobb napfoltcsoportokhoz mindig van egy csoport a másik féltekén (északi vagy déli). A mágneses vonalak ilyen esetekben az egyik féltekén lévő foltokból jönnek ki, és a másikon lépnek be.
Szpotcsoportok méretei
Egy foltcsoport méretét általában annak geometriai kiterjedésével, valamint a benne foglalt foltok számával és összterületével szokás jellemezni.
Egy csoportban egy-másfélszáz vagy több hely is lehet. A csoportterületek, amelyeket kényelmesen a napfélteke területének milliomodrészében mérnek (m.s.p.), több m.s.p. akár több ezer m.s.p.
A napfoltcsoportok folyamatos megfigyelésének teljes időszakára (1874-től 2012-ig) a maximális terület a 1488603 számú csoport volt (a greenwichi katalógus szerint), amely 1947. március 30-án, maximum 18-án jelent meg a napkorongon. A naptevékenység 11 éves ciklusa . Április 8-ra teljes területe elérte a 6132 m.s.p. (1,87 10 10 km², ami több mint 36-szorosa a földgömb területének ). [9] Maximális fejlődési szakaszában ez a csoport több mint 170 egyedi napfoltból állt. [tíz]
Ciklikusság
A napciklus összefügg a napfoltok gyakoriságával, aktivitásával és élettartamával. Egy ciklus körülbelül 11 évig tart. A minimális napfoltaktivitás időszakában nagyon kevés, vagy egyáltalán nincs napfolt, míg a maximum időszakában akár több száz is lehet. Minden ciklus végén megfordul a nap mágneses mezőjének polaritása, ezért helyesebb 22 éves napciklusról beszélni.
Ciklusidő
Bár az átlagos naptevékenységi ciklus körülbelül 11 évig tart, vannak 9 és 14 év közötti ciklusok. Az átlagok is változnak az évszázadok során. Így a 20. században az átlagos ciklushossz 10,2 év volt.
A ciklus alakja nem állandó. Max Waldmeier svájci csillagász azzal érvelt, hogy a minimális naptevékenységről a maximálisra való átmenet gyorsabban megy végbe, minél nagyobb a napfoltok maximális száma ebben a ciklusban (az úgynevezett " Waldmeier-szabály ").
Ciklus eleje és vége
A múltban a ciklus kezdetének azt a pillanatot tekintették, amikor a naptevékenység a minimumponton volt. A modern mérési módszereknek köszönhetően lehetővé vált a szoláris mágneses tér polaritásának változásának meghatározása, így most a foltok polaritásváltozásának pillanatát vesszük a ciklus kezdetének.
A ciklusszámozást R. Wolf javasolta . Az első ciklus e számozás szerint 1749-ben kezdődött. 2009-ben megkezdődött a 24. napciklus.
| ciklusszám | Kezdés év és hónap | Maximum év és hónap | A helyek maximális száma |
|---|---|---|---|
| tizennyolc | 1944-02 | 1947-05 | 201 |
| 19 | 1954-04 | 1957-10 | 254 |
| húsz | 1964-10 | 1968-03 | 125 |
| 21 | 1976-06 | 1979-01 | 167 |
| 22 | 1986-09 | 1989-02 | 165 |
| 23 | 1996-09 | 2000-03 | 139 |
| 24 | 2008-01 | 2012-12* | 87* |
- Utolsó sor adatai – Előrejelzés
A napfoltok maximális száma periodikusan változik, jellemző periódusa körülbelül 100 év ("világi ciklus"). Ennek a ciklusnak az utolsó mélypontja 1800-1840 és 1890-1920 körül volt. Van egy olyan feltételezés, hogy léteznek még hosszabb időtartamú ciklusok.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Forrás . Letöltve: 2008. június 1. Az eredetiből archiválva : 2008. október 21..
- ↑ A Nap állapota 2006. december 13 . Letöltve: 2020. július 6. Az eredetiből archiválva : 2021. március 5.
- ↑ Óriási hely a HD 12545 csillagon . Hozzáférés időpontja: 2008. december 13. Az eredetiből archiválva : 2009. február 1..
- ↑ 1 2 Nagy pillanatok a napfizika történetében (angolul) (elérhetetlen link) . Nagy pillanatok a napfizika történetében . ???. Letöltve: 2010. február 26. Az eredetiből archiválva : 2005. március 11..
- ↑ D. O. Szvjatszkij. Astronomy of Ancient Russia Archiválva : 2011. október 12. a Wayback Machine -nél
- ↑ Galileo Galilei megjegyzései a napfoltokról (angolul) (a link nem érhető el) . Nagy Galilei levelei a napfoltokról . ???. Letöltve: 2010. február 26. Az eredetiből archiválva : 2009. november 23..
- ↑ Henryk Arctowski. A napkitörésekről és a szoláris állandó változásáról (eng.) . - 1940. - 1. évf. 26 , sz. 6 . - P. 406-411 . - doi : 10.1073/pnas.26.6.406 .
- ↑ Pap E. R. Szoláris magnetohidrodinamika. - M . : Mir, 1985. - S. 71-73.
- ↑ Királyi Obszervatórium, Greenwich – USAF/NOAA Sunspot Data . Letöltve: 2020. július 6. Az eredetiből archiválva : 2020. július 16.
- ↑ Interaktív adatbázis a naptevékenységről a Pulkovo "A naptevékenység katalógusa" rendszerben . Letöltve: 2012. november 15. Az eredetiből archiválva : 2011. július 8..
Irodalom
- Obridko VN Napfoltok és tevékenységkomplexumok. — M .: Nauka , 1985. — 256 p.
- Napfoltok / Livshits M. A. // Űrfizika: Kis Enciklopédia / Szerkesztőbizottság: R. A. Sunyaev (főszerk.) és mások - 2. kiadás. - M .: Szovjet Enciklopédia , 1986. - S. 634-636. — 783 p. — 70.000 példány.
Linkek
- Napfoltok ma
- Joint Sunspot Magnetic Field Database – 1957-1997 napfolt-képeket tartalmaz
- Locarno Monti napfoltos képek - az 1981-2011 közötti időszakot fedi le
- A tudósok elkészítették a napfoltok számítógépes modelljét
- hogyan keletkeznek a napfoltok? (Hogyan keletkeznek a napfoltok?)
- Utazás egy napfolt alatt
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
|
| Nap | ||
|---|---|---|
| Szerkezet |  | |
| Légkör | ||
| Kiterjesztett szerkezet | ||
| A Naphoz kapcsolódó jelenségek | ||
| Kapcsolódó témák | ||
| Spektrális osztály : G2 | ||