Солнечная активность. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Солнечная активность - в широком смысле изменчивость (переменность) Солнца. Проявляетея во всей совокупности нестационарных процессов на Солнце и в его атмосфере: возникновении и исчезновении пятен, протуберанцев, факелов, флоккул (рис. 1); возрастании УФ-, рентг. и радиоизлучения; вспышках на Солнце.

Все указанные проявления солнечной активности, как правило, тесно связаны между собой и имеют место в т. н. активных областях, в к-рых выходят на поверхность сильные магн. поля. Это свидетельствует об общей природе проявлений солнечной активности: все они связаны с магн. полем Солнца. Поэтому под солнечной активностью в узком смысле часто понимают почти периодич. переменность магн. поля Солнца. Последняя характеризуется неск. параметрами, или индексами активности, важнейшим из к-рых является цюрихское относит. число солнечных пятен, или Вольфа число. Оно определяется по ф-ле

, где f - общее число пятен на видимой полусфере Солнца, g - число групп пятен, k - коэф., позволяющий привести наблюдательные данные разл. обсерваторий н стандартной шкале цюрихских чисел. Среднее за год цюрихское число, как ц средние годовые числа др. активных явлений на Солнце, изменяется с периодом ок. 11 лет, что и наз. циклом солнечной активности или солнечным циклом. Ср. широта пятен также изменяется в ходе цикла: первые пятна цикла появляются около широт

30°, последние - гораздо ближе к солнечному экватору, около широт

8°. Это изменение (часто называемое законом Шперера) лучше всего иллюстрируется т.н. диаграммой «бабочек Маундера» (рис. 2). Поскольку с пятнами связаны др. проявления солнечной активности, напр. флоккулы и вспышки, их статистич. поведение также характеризуется 11-летним циклом и широтным распределением, подобным «бабочкам Маундера».

Рис. 1. Фотографии Солнца в хромосферной линии CaII. Яркие области - хромосферные флоккулы. Вверху - активное Солнце, внизу - Солнце вблизи минимума активности.

При смене цикла солнечной активности меняется полярность общего магн. поля Солнца, а в группах пятен меняется полярность ведущего (западного) пятна. Поэтому правильнее говорить о 22-летнем цикле. Каждый чётный (по принятой нумерации) цикл образует пару с соседним нечётным циклом. Эта закономерность хорошо прослеживается, напр., на широтном распределении активных областей (рис. 3). На весьма ограниченном наблюдат. материале находят свидетельства модуляции амплитуды цикла солнечной активности с длинными периодами: ок. 80, 200, 400 и 600 лет. Регистрация др. явлений, таких, как полярные сияния, а также абсолютной хронология по содержанию изотопов углерода в годичных кольцах древесины и т. д. косвенным образом свидетельствуют о долгопериодич. вариациях солнечной активности и, в частности, о существовании очень низкого уровня солнечной активности в течение 70 лет начиная с 1G45 (т.н. минимум Маундера).

Рис. 2. Широтное распределение солнечных пятен с 1874 по 1913 ( - широта).

Рис. 3. Вверху - среднегодовые значения цюрихского числа R_z в 19-21-м циклах солнечной активности. Вертикальными полосами показаны периоды смены знака общего магнитного поля Солнца. Внизу - схематическое изображение широтного хода активных областей с учётом разной полярности магнитного поля (сплошная линия и пунктир). Штриховкой обозначены зоны образования пятен ( - широта).

Происхождение и изменчивость магн. полей, обусловливающих наблюдаемые проявления солнечной активности, - один из фундам. вопросов физики Солнца. Солнечные магн. поля почти всегда (исключение составляют вспышки) «вморожены» в проводящую среду - солнечную плазму и движутся вместе с ней. Поэтому практически все изменения магн. полей в атмосфере и внутри Солнца связаны с движениями среды. Неоднородное вращение и конвекция, особенно при наличии турбулентных движений, внутри Солнца могут усиливать первоначально слабые поля и поддерживать их. Такой процесс получил назв. гидромагнитного динамо и в целом неплохо описывает особенности поведения крупномасштабного магн. поля Солнца. В большинстве моделей динамо неоднородное (дифференциальное) вращение Солнца используется для вытягивания крупномасштабного тороидального (перпендикулярного к плоскости, содержащей ось вращения Солнца) магн. поля из крупномасштабного полоидального (лежащего в плоскости, проходящей через ось вращения) магн. поля. Тороидальное поле в свою

очередь генерирует новое полоидальное поле посредством закручивания силовых линий под действием силы Кориолиса в конвективных потоках. Благодаря такой связи становится возможным поддержание незатухающего магн. поля. Взаимодействие полоидального и тороидального компонентов крупномасштабного магн. поля может иметь характер почти периодических нелинейных колебаний, что и является основой для интерпретации цикла солнечной активности как динамо-процесса.

Солнечная активность оказывает значительное воздействие на процессы, происходящие в межпланетном и околоземном пространствах, в атмосфере и биосфере Земли (см. Солнечно-земные связи).

Литература по солнечной активности

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.