البقع الشمسية والمشاعل. تحبيب الفوتوسفير. بقع الشمس. التوهجات الشمسية. ماذا يحدث للشمس

لقد عرف الناس حقيقة وجود بقع على الشمس منذ فترة طويلة جدًا. في السجلات الروسية والصينية القديمة، وكذلك في سجلات الشعوب الأخرى، كانت هناك في كثير من الأحيان إشارات إلى ملاحظات البقع الشمسية. في السجلات الروسية، لوحظ أن البقع كانت مرئية "أظافر آكي". ساعدت السجلات في تأكيد النمط الذي تم تحديده لاحقًا (في عام 1841) للزيادة الدورية في عدد البقع الشمسية. من أجل ملاحظة مثل هذا الجسم بعين بسيطة (مع مراعاة التدابير الاحترازية بالطبع - من خلال الزجاج المدخن الكثيف أو الفيلم السلبي المضيء)، من الضروري أن يكون حجمه على الشمس على الأقل 50 - 100 ألف كيلومتر، وهو ما أكبر بعشرات المرات من نصف قطر الأرض.

تتكون الشمس من غازات ساخنة تتحرك وتختلط باستمرار، وبالتالي لا يوجد شيء ثابت وغير متغير على سطح الشمس. التكوينات الأكثر استقرارا هي البقع الشمسية. لكن مظهرهم يتغير من يوم لآخر، وهم أيضًا يظهرون الآن، ثم يختفون. في لحظة ظهورها، عادة ما تكون البقع الشمسية صغيرة، ويمكن أن تختفي، ولكنها يمكن أن تتزايد أيضًا بشكل كبير.

يلعب الدور الرئيسي في معظم الظواهر التي لوحظت على الشمس المجالات المغناطيسية. يمتلك المجال المغناطيسي الشمسي بنية معقدة للغاية ويتغير باستمرار. إن العمل المشترك لدورة البلازما الشمسية في منطقة الحمل الحراري والدوران التفاضلي للشمس يثير باستمرار عملية تضخيم المجالات المغناطيسية الضعيفة وظهور مجالات جديدة. ويبدو أن هذا الظرف هو سبب ظهور البقع الشمسية على الشمس. تظهر البقع وتختفي. يختلف عددهم وحجمهم. ولكن، كل 11 عامًا تقريبًا، يصبح عدد المواقع هو الأكبر. ثم يقال أن الشمس نشطة. وفي نفس الفترة (~ 11 سنة) يحدث أيضًا انعكاس قطبية المجال المغناطيسي للشمس. ومن الطبيعي أن نفترض أن هذه الظواهر مترابطة.

يبدأ تطور المنطقة النشطة بزيادة المجال المغناطيسي في الغلاف الضوئي، مما يؤدي إلى ظهور مناطق أكثر سطوعًا - المشاعل (تبلغ درجة حرارة الغلاف الضوئي الشمسي في المتوسط ​​6000 كلفن، وفي منطقة المشاعل تبلغ حوالي 300 كلفن) ك أعلى). يؤدي المزيد من تقوية المجال المغناطيسي إلى ظهور البقع.

وفي بداية دورة الـ 11 عاماً، تبدأ البقع بالظهور بأعداد قليلة عند خطوط عرض عالية نسبياً (35 - 40 درجة)، ثم تنحدر منطقة تكوين البقع تدريجياً حتى خط الاستواء، إلى خط عرض زائد 10 - ناقص 10 درجات. ، ولكن عند خط الاستواء من البقع، كقاعدة عامة، لا يمكن أن يكون.

كان جاليليو جاليلي من أوائل من لاحظوا أن البقع لا تُلاحظ في كل مكان على الشمس، ولكن بشكل رئيسي عند خطوط العرض الوسطى، داخل ما يسمى "المناطق الملكية".

في البداية، عادة ما تظهر البقع الفردية، ولكن بعد ذلك تنشأ مجموعة كاملة منها، حيث يتم تمييز نقطتين كبيرتين - واحدة على الغرب، والآخر على الحافة الشرقيةمجموعات. في بداية قرننا هذا، أصبح من الواضح أن قطبي البقعتين الشرقية والغربية متقابلتان دائمًا. إنهم يشكلون قطبين من مغناطيس واحد، وبالتالي تسمى هذه المجموعة ثنائية القطب. تبلغ مساحة البقعة الشمسية النموذجية عدة عشرات الآلاف من الكيلومترات.

قام جاليليو، وهو يرسم البقع، بوضع علامة على حدود رمادية حول بعضها.

في الواقع، تتكون البقعة من جزء مركزي أغمق - الظل ومنطقة أفتح - الظل الجزئي.

وتظهر البقع الشمسية أحيانًا على قرصه حتى بالعين المجردة. يرجع السواد الظاهري لهذه التكوينات إلى أن درجة حرارتها أقل بحوالي 1500 درجة من درجة حرارة الغلاف الضوئي المحيط بها (وبالتالي فإن الإشعاع المستمر الصادر منها أقل بكثير). تتكون البقعة الواحدة المتطورة من شكل بيضاوي داكن - ما يسمى بظل البقعة، محاطًا بظل ليفي أفتح. تسمى البقع الصغيرة غير المتطورة التي لا تحتوي على ظل ناقص بالمسام. غالبًا ما تشكل البقع والمسام مجموعات معقدة.

تظهر مجموعة البقع الشمسية النموذجية في البداية كمسام واحد أو أكثر في منطقة الغلاف الضوئي غير المضطرب. تختفي معظم هذه المجموعات عادةً بعد يوم أو يومين. لكن بعضها ينمو ويتطور باستمرار، ويتشكل بشكل كافٍ الهياكل المعقدة. يمكن أن يكون قطر البقع الشمسية أكبر من قطر الأرض. غالبا ما يشكلون مجموعات. تتشكل في غضون أيام قليلة وتختفي عادة في غضون أسبوع. ومع ذلك، قد تستمر بعض البقع الكبيرة لمدة تصل إلى شهر. تكون المجموعات الكبيرة من البقع الشمسية أكثر نشاطًا من المجموعات الصغيرة أو البقع الشمسية الفردية.

تغير الشمس حالة الغلاف المغناطيسي للأرض والغلاف الجوي. تصل المجالات المغناطيسية وتيارات الجسيمات التي تأتي من البقع الشمسية إلى الأرض وتؤثر في المقام الأول على الدماغ والقلب والأوعية الدموية نظام الدورة الدمويةالشخص، عليها جسديا وعصبيا و حالة نفسية. مستوى عال النشاط الشمسيفتغيراتها السريعة تثير الإنسان، وبالتالي الجماعة والطبقة والمجتمع، خاصة عندما تكون هناك مصالح مشتركة وفكرة مفهومة ومدركة.

بالتحول إلى الشمس بواحد أو آخر من نصف الكرة الأرضية، تتلقى الأرض الطاقة. يمكن تمثيل هذا التدفق كموجة متنقلة: حيث يسقط الضوء - قمته، حيث يكون الظلام - فشل. وبعبارة أخرى، الطاقة تأتي وتذهب. تحدث ميخائيل لومونوسوف عن هذا في قانونه الطبيعي الشهير.

دفعت نظرية الطبيعة الموجية لإمدادات الطاقة إلى الأرض ألكسندر تشيزيفسكي، مؤسس علم الأحياء الشمسية، إلى الاهتمام بالعلاقة بين النشاط الشمسي المتزايد والكوارث الأرضية. تعود الملاحظة الأولى التي أدلى بها العالم إلى يونيو 1915. أشرق الشفق القطبي في الشمال، ولوحظ في كل من روسيا وفيها أمريكا الشمالية، أ " العواصف المغناطيسيةتعطلت حركة البرقيات بشكل مستمر. "خلال هذه الفترة فقط، لفت العالم الانتباه إلى حقيقة أن النشاط الشمسي المتزايد يتزامن مع إراقة الدماء على الأرض. في الواقع، مباشرة بعد ظهور بقع كبيرة على الشمس، اشتدت الأعمال العدائية على العديد من جبهات الأرض. الحرب العالمية الأولى.

الآن يقول علماء الفلك أن نجمنا يزداد سطوعًا وسخونة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه على مدى التسعين عامًا الماضية، تضاعف نشاط مجالها المغناطيسي، وحدثت أكبر زيادة خلال الثلاثين عامًا الماضية. وفي شيكاغو، في المؤتمر السنوي للجمعية الفلكية الأمريكية، كان هناك تحذير من العلماء حول المشاكل التي تهدد البشرية. وبينما تتكيف أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء الكوكب مع ظروف التشغيل في عام 2000، فإن نجمنا سوف يدخل المرحلة الأكثر اضطرابا في دورته الدورية التي تستمر 11 عاما. والآن سوف يتمكن العلماء من التنبؤ بدقة بالتوهجات الشمسية، الأمر الذي سيجعل من الممكن الاستعداد مقدمًا لحالات الفشل المحتملة في تشغيل شبكات الراديو والكهرباء. الآن أكدت معظم المراصد الشمسية "التحذير من العاصفة" للعام المقبل، لأن. ويتم ملاحظة ذروة النشاط الشمسي كل 11 عامًا، وقد لوحظت العاصفة السابقة في عام 1989.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى فشل خطوط الكهرباء على الأرض، وسوف تتغير مدارات الأقمار الصناعية، والتي تضمن تشغيل أنظمة الاتصالات، والطائرات "المباشرة" وخطوط المحيطات. عادة ما تتميز "الشغب" الشمسي بتوهجات قوية وظهور العديد من تلك البقع نفسها.

ألكسندر تشيزيفسكي يعود إلى العشرينات. اكتشف أن النشاط الشمسي يؤثر على الأحداث الأرضية المتطرفة - الأوبئة والحروب والثورات ... الأرض لا تدور حول الشمس فحسب - بل إن الحياة كلها على كوكبنا تنبض بإيقاعات النشاط الشمسي - أسس.

وصف المؤرخ وعالم الاجتماع الفرنسي هيبوليت تارد الشعر بأنه هاجس الحقيقة. في عام 1919، كتب تشيزيفسكي قصيدة توقع فيها مصيره. كانت مخصصة لجاليليو جاليلي:

وترتفع مرارا وتكرارا

بقع الشمس,

وأظلمت العقول الرصينة

وسقط العرش وكان لا مفر منه

الوباء الجائع وأهوال الطاعون

وتحول وجه الحياة إلى كشر:

اندفعت البوصلة، وثار الناس،

وفوق الأرض وفوق كتلة الإنسان

كانت الشمس تقوم بحركتها القانونية.

يا من رأيت البقع الشمسية

وبجرأة رائعة،

لم تكن تعرف كيف ستكون واضحة بالنسبة لي

وأحزانك قريبة يا غاليليو!

في 1915-1916، في أعقاب ما كان يحدث على الجبهة الروسية الألمانية، قام ألكسندر تشيزيفسكي باكتشاف أذهل معاصريه. وتزامنت الزيادة في النشاط الشمسي المسجلة عبر التلسكوب مع اشتداد الأعمال العدائية. الغريب، قضى دراسة إحصائيةبين الأقارب والأصدقاء لوجود علاقة محتملة بين ردود الفعل النفسية العصبية والفسيولوجية مع ظهور التوهجات والبقع الشمسية. من خلال معالجة الأجهزة اللوحية المستلمة رياضيًا، توصل إلى نتيجة مذهلة: تؤثر الشمس على حياتنا بأكملها بشكل أكثر دقة وأعمق مما كانت تبدو من قبل. في الفوضى الدموية والموحلة في نهاية القرن، نرى تأكيدا واضحا لأفكاره. وفي الخدمات الخاصة دول مختلفةالآن تشارك أقسام بأكملها في تحليل النشاط الشمسي... بشكل رئيسي، تم إثبات تزامن الحد الأقصى للنشاط الشمسي مع فترات الثورات والحروب، وغالبًا ما تزامنت فترات النشاط المتزايد للبقع الشمسية مع جميع أنواع الاضطرابات العامة.

في الآونة الأخيرة، سجلت العديد من الأقمار الصناعية الفضائية قذفا للشواظ الشمسي، يتميز بمستوى مرتفع بشكل غير عادي الأشعة السينية. وتشكل مثل هذه الظواهر تهديدا خطيرا للأرض وسكانها. ومضة بهذا الحجم لديها القدرة على زعزعة استقرار شبكات الكهرباء. ولحسن الحظ، لم يؤثر تدفق الطاقة على الأرض ولم تحدث أي مشاكل متوقعة. لكن الحدث في حد ذاته يعد نذيرًا لما يسمى بـ "الحد الأقصى للطاقة الشمسية"، مصحوبًا بطرد الكثير أكثرالطاقة قادرة على تعطيل الاتصالات والاتصالات و خطوط القوةوالمحولات ورواد الفضاء والأقمار الصناعية الموجودة خارج المجال المغناطيسي للأرض وغير المحمية بالغلاف الجوي للكوكب ستكون معرضة للخطر. يوجد اليوم عدد أكبر من الأقمار الصناعية التابعة لناسا في المدار أكثر من أي وقت مضى. هناك أيضًا تهديد للطائرات يتمثل في إمكانية مقاطعة الاتصالات اللاسلكية والتشويش على إشارات الراديو.

من الصعب التنبؤ بالحد الأقصى للطاقة الشمسية، فمن المعروف أنها تتكرر كل 11 عامًا تقريبًا. ومن المقرر أن يكون الحدث التالي في منتصف عام 2000، وستكون مدته من سنة إلى سنتين. هكذا يقول ديفيد هاثاواي، عالم الفيزياء الشمسية في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا.

يمكن أن تحدث الشوافض الشمسية خلال فترة الذروة الشمسية يوميًا، لكن من غير المعروف بالضبط ما هي القوة التي ستتمتع بها وما إذا كانت ستؤثر على كوكبنا. خلال الأشهر القليلة الماضية، كانت انفجارات النشاط الشمسي وتدفقات الطاقة الناتجة نحو الأرض أضعف من أن تسبب أي ضرر. وبالإضافة إلى الأشعة السينية، تحمل هذه الظاهرة مخاطر أخرى: فالشمس تقذف مليار طن من الهيدروجين المتأين، الذي تنتقل موجة منه بسرعة مليون ميل في الساعة ويمكن أن تصل إلى الأرض في غضون أيام قليلة. أكثر مشكلة كبيرةهي موجات طاقة من البروتونات وجسيمات ألفا. وهي تتحرك بسرعات أكبر بكثير ولا تترك أي وقت لاتخاذ تدابير مضادة، على عكس موجات الهيدروجين المتأين، التي يمكن أن تُبعد الأقمار الصناعية والطائرات عن الطريق.

وفي بعض الحالات الأكثر تطرفًا، يمكن أن تصل الموجات الثلاث إلى الأرض فجأة وفي وقت واحد تقريبًا. لا توجد حماية، والعلماء غير قادرين بعد على التنبؤ بدقة بمثل هذا الإصدار، بل وأكثر من ذلك عواقبه.

تاريخ الدراسة

تعود التقارير الأولى عن البقع الشمسية إلى عام 800 قبل الميلاد. ه. في الصين .

اسكتشات لمواقع من تاريخ جون وورسستر

تم رسم البقع لأول مرة عام 1128 في تاريخ جون وورسستر.

أول ذكر معروف للبقع الشمسية في الأدب الروسي القديم موجود في مجلة نيكون كرونيكل، في السجلات التي يعود تاريخها إلى النصف الثاني من القرن الرابع عشر:

لقد كان في السماء آية، كانت الشمس كالدم، وعلى أساسها تسود الأماكن

تكون علامة في الشمس، والأماكن سوداء في الشمس كالمسامير، وكان الظلام عظيما

ركزت الدراسات الأولى على طبيعة البقع وسلوكها. وعلى الرغم من أن الطبيعة الفيزيائية للبقع ظلت غير واضحة حتى القرن العشرين، إلا أن الملاحظات استمرت. بحلول القرن التاسع عشر، كان هناك بالفعل سلسلة طويلة بما يكفي من عمليات رصد البقع الشمسية لملاحظة التغيرات الدورية في نشاط الشمس. في عام 1845 د. هنري وس. ألكساندر (م. س الكسندر ) من جامعة برينستون أجرى ملاحظات للشمس باستخدام مقياس حرارة خاص (en:thermopile) وتوصل إلى انخفاض شدة انبعاث البقع مقارنة بالمناطق المحيطة بالشمس.

ظهور

ظهور البقعة الشمسية: وهي خطوط مغناطيسية تخترق سطح الشمس

تنشأ البقع نتيجة لاضطرابات في أقسام فردية من المجال المغناطيسي للشمس. في بداية هذه العملية، "تخترق" أنابيب المجال المغناطيسي الغلاف الضوئي إلى منطقة الإكليل، ويقوم المجال القوي بقمع حركة الحمل الحراري للبلازما في الحبيبات، مما يمنع نقل الطاقة من المناطق الداخلية إلى الخارج في هذه الحبيبات. أماكن. أولا، تظهر الشعلة في هذا المكان، في وقت لاحق قليلا وإلى الغرب - نقطة صغيرة تسمى حان الوقت، ويبلغ حجمها عدة آلاف من الكيلومترات. وفي غضون ساعات قليلة، تنمو قيمة الحث المغناطيسي (عند القيم الأولية 0.1 تسلا)، ويزداد حجم وعدد المسام. تندمج مع بعضها البعض وتشكل نقطة واحدة أو أكثر. خلال فترة النشاط الأكبر للبقع، يمكن أن يصل حجم الحث المغناطيسي إلى 0.4 تسلا.

يصل عمر البقع إلى عدة أشهر، أي أنه يمكن ملاحظة مجموعات فردية من البقع خلال عدة دورات للشمس. كانت هذه الحقيقة (حركة البقع المرصودة على طول القرص الشمسي) هي التي كانت بمثابة الأساس لإثبات دوران الشمس وجعلت من الممكن إجراء القياسات الأولى لفترة ثورة الشمس حول محورها.

تتشكل البقع عادة في مجموعات، ولكن في بعض الأحيان تكون هناك بقعة واحدة تعيش بضعة أيام فقط، أو مجموعة ثنائية القطب: نقطتان لهما قطبية مغناطيسية مختلفة، ترتبطان بواسطة خطوط المجال المغناطيسي. البقعة الغربية في مثل هذه المجموعة ثنائية القطب تسمى "الرأس" أو "الرأس" أو "البقعة P" (من الإنجليزية. السابقة) ، الشرقية - "العبد" أو "الذيل" أو "F-spot" (من الإنجليزية. التالي).

فقط نصف البقع تعيش أكثر من يومين، وعُشرها فقط - أكثر من 11 يومًا.

في بداية دورة النشاط الشمسي التي تستمر 11 عامًا، تظهر البقع الشمسية عند خطوط عرض هليوغرافية عالية (في حدود ±25-30 درجة)، ومع تقدم الدورة، تهاجر البقع إلى خط الاستواء الشمسي، لتصل إلى خطوط عرض ±5 -10° في نهاية الدورة. ويسمى هذا النمط "قانون سبورر".

تتجه مجموعات البقع الشمسية بالتوازي تقريبًا مع خط الاستواء الشمسي، ومع ذلك، هناك بعض الميل لمحور المجموعة بالنسبة إلى خط الاستواء، والذي يميل إلى الزيادة بالنسبة للمجموعات الواقعة بعيدًا عن خط الاستواء (ما يسمى "قانون الفرح").

ملكيات

يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الشمس حوالي 6000 كلفن (درجة الحرارة الفعالة 5770 كلفن، ودرجة حرارة الإشعاع 6050 كلفن). تبلغ درجة حرارة المنطقة المركزية والأكثر قتامة من البقع حوالي 4000 كلفن فقط، أما المناطق الخارجية من البقع المتاخمة للسطح الطبيعي فهي من 5000 إلى 5500 كلفن. وعلى الرغم من أن درجة حرارة البقع أقل، ولا تزال مادتها تبعث الضوء، وإن كان بدرجة أقل من بقية السطح. وبسبب هذا الاختلاف في درجة الحرارة بالتحديد، عند ملاحظتها، يكون لدى المرء انطباع بأن البقع مظلمة، سوداء تقريبًا، على الرغم من أنها في الواقع تتوهج أيضًا، لكن توهجها يضيع على خلفية قرص شمسي أكثر إشراقًا.

وسط الجزء المظلمالبقع تسمى الظلال. عادة ما يكون قطرها حوالي 0.4 من قطر البقعة. في الظل، تكون قوة المجال المغناطيسي ودرجة الحرارة موحدة إلى حد ما، وتكون شدة التوهج في الضوء المرئي 5-15% من القيمة الضوئية. الظل محاط بظل ناقص، يتكون من ألياف شعاعية فاتحة ومظلمة مع كثافة توهج تتراوح من 60 إلى 95٪ من الغلاف الضوئي.

يقع سطح الشمس في المنطقة التي تقع فيها البقعة على ارتفاع حوالي 500-700 كيلومتر عن سطح الغلاف الضوئي المحيط. وتسمى هذه الظاهرة بالاكتئاب ويلسون.

البقع الشمسية هي مناطق النشاط الأكبر على الشمس. إذا كان هناك العديد من البقع، فهناك احتمال كبير أن يتم إعادة توصيل الخطوط المغناطيسية - الخطوط التي تمر داخل مجموعة واحدة من البقع تتحد مع خطوط من مجموعة أخرى من البقع ذات قطبية معاكسة. والنتيجة المرئية لهذه العملية هي التوهج الشمسي. يتسبب انفجار الإشعاع الذي يصل إلى الأرض في حدوث اضطرابات قوية في مجالها المغناطيسي، ويعطل عمل الأقمار الصناعية، بل ويؤثر على الأجسام الموجودة على الكوكب. بسبب انتهاكات المجال المغناطيسي للأرض، تزداد احتمالية الشفق القطبي في خطوط العرض الجغرافية المنخفضة. يتعرض الغلاف الأيوني للأرض أيضًا لتقلبات في النشاط الشمسي، والذي يتجلى في تغير في انتشار موجات الراديو القصيرة.

تصنيف

يتم تصنيف البقع حسب العمر والحجم والموقع.

مراحل التنمية

يؤدي التعزيز المحلي للمجال المغناطيسي، كما ذكر أعلاه، إلى إبطاء حركة البلازما في خلايا الحمل الحراري، وبالتالي إبطاء نقل الحرارة إلى سطح الشمس. يؤدي تبريد الحبيبات المتأثرة بهذه العملية (بحوالي 1000 درجة مئوية) إلى سوادها وتكوين بقعة واحدة. ويختفي بعضهم بعد بضعة أيام. ويتطور البعض الآخر إلى مجموعات ثنائية القطب مكونة من نقطتين بخطوط مغناطيسية ذات قطبية معاكسة. ويمكن أن تتشكل منها مجموعات من العديد من البقع، والتي، في حالة زيادة المنطقة بشكل أكبر الظل الجزئيتتحد حتى مئات المواقع، وتصل أحجامها إلى مئات الآلاف من الكيلومترات. بعد ذلك، هناك انخفاض بطيء (على مدى عدة أسابيع أو أشهر) في نشاط البقع ويقل حجمها إلى نقاط صغيرة مزدوجة أو مفردة.

دائمًا ما يكون لأكبر مجموعات البقع الشمسية مجموعة مرتبطة بها في نصف الكرة الآخر (الشمال أو الجنوب). تخرج الخطوط المغناطيسية في مثل هذه الحالات من بقع في أحد نصفي الكرة الأرضية وتدخل إلى بقع في النصف الآخر.

بقعة أحجام المجموعة

ويتميز حجم مجموعة البقع عادة بامتدادها الهندسي، وكذلك عدد البقع المتضمنة فيها ومساحتها الإجمالية.

في المجموعة، يمكن أن يكون هناك من واحد إلى مائة ونصف أو أكثر من المواقع. تختلف مساحات المجموعات، التي يتم قياسها بشكل ملائم بأجزاء من المليون من مساحة نصف الكرة الشمسية (m.s.p.)، من عدة m.s.p. ما يصل إلى عدة آلاف m.s.p.

وكانت المساحة القصوى لكامل فترة الرصد المستمر لمجموعات البقع الشمسية (من 1874 إلى 2012) هي المجموعة رقم 1488603 (حسب كتالوج غرينتش)، والتي ظهرت على القرص الشمسي في 30 مارس 1947، في أقصى يوم 18. دورة 11 سنة من النشاط الشمسي. وبحلول 8 أبريل، بلغت مساحتها الإجمالية 6132 م.س. (1.87 10 10 كيلومتر مربع، أي أكثر من 36 ضعف مساحة الكرة الأرضية). وفي مرحلة تطورها الأقصى، كانت هذه المجموعة تتألف من أكثر من 170 بقعة شمسية فردية.

دورية

وترتبط الدورة الشمسية بتكرار ظهور البقع الشمسية ونشاطها وعمرها. تغطي الدورة الواحدة حوالي 11 عامًا. خلال فترات الحد الأدنى من نشاط البقع الشمسية، تكون هناك بقع شمسية قليلة جدًا أو لا توجد على الإطلاق، بينما خلال فترات الحد الأقصى قد يكون هناك عدة مئات منها. وفي نهاية كل دورة، تنعكس قطبية المجال المغناطيسي الشمسي، لذا فمن الأصح الحديث عن دورة شمسية مدتها 22 عامًا.

مدة الدورة

على الرغم من أن متوسط ​​دورة النشاط الشمسي يستمر حوالي 11 عامًا، إلا أن هناك دورات تتراوح مدتها من 9 إلى 14 عامًا. تتغير المتوسطات أيضًا على مر القرون. وهكذا، في القرن العشرين، كان متوسط ​​طول الدورة 10.2 سنة.

شكل الدورة ليس ثابتا. جادل عالم الفلك السويسري ماكس فالدماير بأن الانتقال من النشاط الشمسي الأدنى إلى الحد الأقصى يحدث بشكل أسرع، كلما زاد العدد الأقصى للبقع الشمسية المسجلة في هذه الدورة (ما يسمى "قاعدة فالدماير").

بداية ونهاية الدورة

في الماضي، كانت بداية الدورة تعتبر اللحظة التي يكون فيها النشاط الشمسي عند الحد الأدنى. شكرا ل الأساليب الحديثةبالقياسات، أصبح من الممكن تحديد التغير في قطبية المجال المغناطيسي الشمسي، لذلك تعتبر لحظة التغير في قطبية البقع بمثابة بداية الدورة.

تم اقتراح الترقيم الدوري بواسطة R. Wolf. الدورة الأولى، وفقا لهذا الترقيم، بدأت في عام 1749. وفي عام 2009، بدأت الدورة الشمسية الرابعة والعشرون.

• بيانات الصف الأخير - التوقعات

هناك تغير دوري في الحد الأقصى لعدد البقع الشمسية مع فترة مميزة تبلغ حوالي 100 عام ("الدورة العلمانية"). وكانت آخر أدنى مستويات هذه الدورة حوالي 1800-1840 و1890-1920. هناك افتراض حول وجود دورات ذات مدة أطول.

أنظر أيضا

ملحوظات

روابط

• قاعدة البيانات المتحدة للمجالات المغناطيسية للبقع الشمسية - تتضمن صورًا للبقع الشمسية من الفترة 1957-1997
• صور البقع الشمسية من مرصد لوكارنو مونتي - تغطي الفترة 1981-2011
• فيزياء الفضاء. الموسوعة الصغيرة م: الموسوعة السوفيتية، 1986

رسوم متحركة-مخططات عملية نشأة البقع الشمسية

• كيف تتكون البقع الشمسية؟ (كيف تتشكل البقع الشمسية؟)

شمس
بناء	جوهر · منطقة نقل مشعة · منطقة الحمل الحراري
أَجواء	الفوتوسفير · كروموسفير · الهالة الشمسية
ممتد بناء	الغلاف الشمسي (ورقة تيار الغلاف الشمسي · حدود موجة الصدمة) · عباءة الغلاف الشمسي · الهليوبوز · موجة صدمة القوس
المتعلقة بالشمس الظواهر	كسوف الشمس · النشاط الشمسي ( البقع الشمسية · التوهجات الشمسية · طرد الكتلة الإكليلية) · الإشعاع الشمسي (اختلافات الإشعاع الشمسي) · الثقوب الإكليلية · الحلقات الإكليلية · المشاعل · حبيبات · الندفات · البروز والألياف · الشويكات · التحبيب الفائق · الرياح المشمسة · موجة مورتون
مواضيع ذات صلة	النظام الشمسي · الدينامو الشمسي · تطور النجوم

في العصور القديمة، تم تأليه الشمس. وليس الشمس فقط، بل كل ما في السماء بشكل عام. ربما، منذ تلك العصور القديمة، وصلت إلينا المعارضة المعروفة للسماء المثالية المثالية والأرض الخاطئة غير الكاملة. "تختلف السماء عن الأرض" نقول عن أشياء لا تتشابه في كل شيء.

في العالم الحقيقي، من الصعب العثور على كائن أكثر ملاءمة للعبادة الدينية من الشمس. في عبادة الشمس، عبر الناس غريزيًا عن الفكرة الصحيحة حول اعتماد كل شيء أرضي على الشمس. وتغلغلت هذه العبادة حتى في الفلسفة اليونانية القديمة - فقد تم تقديس عقيدة "كمال" السماء من قبل سلطة أرسطو وتلاميذه. ومع ذلك، في تلك الأيام، اجتمع عباد الشمس في جميع أنحاء العالم.

ربما خمنت ما بدأت به هذه المحادثة. عندما لاحظ أحد الراصدين القدماء وجود بقع على الشمس، فهو لم يقم فقط باكتشاف علمي، بل

ولكنه أساء أيضًا إلى الإله. تم تقدير الاكتشاف من قبل الأحفاد فقط، وجاءت عقوبة الإهانة على الفور. لهذه الأسباب، أدى اكتشاف البقع الشمسية إلى حل النزاع الأساسي: ما إذا كانت السماوات مثالية أو لا شيء على الأرض غريب عنها.

من الصعب تحديد من كان أول من لاحظ البقع على الشمس. تم وصفهم من قبل المؤرخين الصينيين القدماء، والسجلات العربية والأرمنية، والسجلات الروسية، ومؤرخي العصور الوسطى - لاحظوا جميعًا أنه في بعض الأحيان تظهر بعض التكوينات المظلمة على الشمس، والأهم من ذلك كله أنها تشبه المسامير، كما لو كانت مدفوعة في الشمس. ظهرت كلمة "بقعة" لاحقًا، في القرن السابع عشر، عندما أصبح من الممكن لأول مرة فحص البقع الشمسية من خلال التلسكوب.

في تاريخ العلم، ليس من غير المألوف أن يتم الاكتشاف في وقت واحد وبشكل مستقل من قبل العديد من العلماء. لذلك كان الأمر كذلك في بداية القرن السابع عشر، عندما تنازع ثلاثة علماء على شرف اكتشاف البقع الشمسية - الإيطالي العظيم جاليليو جاليلي، والهولندي يوهان فابريسيوس والأستاذ اليسوعي الألماني كريستوفر شاينر.

إن رؤية البقع الشمسية من خلال التلسكوب أمر بسيط. على المرء فقط أن يحمي عينيه بفلتر داكن ويوجه التلسكوب نحو الشمس، ويمكن رؤية البقع دائمًا على سطحه. كانت الملاحظات القديمة للبقع الشمسية بالعين المجردة إما منسية أو لا تزال غير معروفة.

ظهر أول كتاب عن البقع الشمسية عام 1611. يروي يوهان فابريسيوس فيه أنه في ديسمبر عام 1610، في صباح أحد الأيام، أثناء مراقبة الشمس من خلال التلسكوب، لاحظ وجودها بقعة سوداءوالتي كانت تعتبر في البداية سحابة صغيرة بعيدة. ومع ذلك، بعد مرور بعض الوقت، عندما كانت الشمس مرتفعة بالفعل في السماء، ظلت "سحابة" مظلمة غريبة في نفس المكان على القرص الشمسي. عندما رأى فابريسيوس في صباح اليوم التالي نفس البقعة على الشمس وفي نفس المكان، اختفت كل الشكوك - لم تكن البقعة سحابة، ولكنها تنتمي إلى الشمس!

وبعد بضعة أيام، ظهرت كعب جديد على الشمس، وتغير شكل البقعة القديمة وانتقلت بشكل ملحوظ إلى الحافة الغربية للشمس. وبعد أيام قليلة اختفت وراء هذه الحافة، لكنها عادت للظهور بعد أسبوعين على الحافة الشرقية المقابلة. وكان الاستنتاج هو أن الكرة الشمسية الضخمة تدور ببطء حول محورها، لتكمل دورة كاملة في حوالي شهر.

كان كتاب فابريسيوس قيد الإعداد للنشر بالفعل عندما لاحظ شاينر لأول مرة البقع الشمسية باستخدام تلسكوبه في مارس 1611 وأظهرها لطلابه. ومع ذلك، على عكس فابريسيوس، لم يكن شاينر في عجلة من أمره للنشر. لقد كان يدرك جيدًا أن البقع الموجودة على الشمس ستشوه في المقام الأول سلطته كأستاذ يسوعي ومروج للمذهب الأرسطي حول "نقاوة السماء التي لا تنتهك". لم يكن الأمر كذلك حتى ديسمبر 1611 عندما غامر شاينر بالكتابة عن اكتشاف البقع الشمسية، على الرغم من أنه هنا أيضًا تصرف بطريقة يسوعية تمامًا. أعلن شاينر، لعدم رغبته في حدوث أي مشكلة، أن التكوينات التي اكتشفها لم تكن بقعًا على الشمس، بل هي كواكب غير معروفة قريبة من الشمس، تظهر على القرص الشمسي على شكل بقع سوداء.

اكتشف جاليليو البقع الشمسية، على ما يبدو في منتصف عام 1610، لكنه لم يعلن عن اكتشافه في أي مكان. ومع ذلك، في أبريل 1611 في روما، أظهر جاليليو البقع الشمسية من خلال تلسكوبه لأولئك المهتمين باكتشافاته الفلكية. إن تحذير جاليليو أمر مفهوم - فكل ما رآه في السماء وهو يسلح عينيه بالتلسكوب لا يتعارض مع فلسفة أرسطو فحسب ، بل يتعارض أيضًا مع تعاليم الكنيسة. في مثل هذه الحالة، الطاقة الشمسية

يمكن أن تكون البقع القشة الأخيرة التي طغت على صبر أعداء العالم العظيم.

ومع ذلك، وعلى الرغم من خطورة الأمر، فقد انخرط غاليليو في نزاع حول طبيعة البقع الشمسية. لقد انحاز إلى فابريسيوس وأثبت بشكل مقنع من خلال ملاحظات جديدة أن البقع ليست كواكب، بل هي نوع من التكوينات على سطح الشمس.

لا يزال ينبغي أن نتذكره بكلمة طيبة وشايرنر. لقد وافق على حجج غاليليو ولاحظ البقع الشمسية بجدية حتى عام 1627. وقد حدد شاينر فترة دوران الشمس ووصف ملاحظاته في مجلد ضخم يحتوي على حوالي 800 صفحة!

وهناك بقع على الشمس - في النهاية، كان على العلماء المتشككين ورجال الكنيسة الأرثوذكسية الاتفاق مع هذه الحقيقة. لمدة قرنين تقريبًا، استمر علماء الفلك في مراقبة البقع على الشمس دون اكتشاف أي شيء جديد بشكل أساسي. فقط في القرن الماضي أصبح من الواضح فجأة أن عدد البقع الشمسية يتقلب وفقًا لقانون معين.

هاينريش شوابي، صيدلي ألماني متواضع عاش في ألمانيا في القرن الماضي، كان عالم فلك هاوٍ. لاحظ أنه ليس من الممكن في كل الأحوال أن يكون "الهواة" أقل فائدة بكثير. ربما لن تخاطر بطلب المساعدة من جراح هاوٍ. لكن في علم الفلك، لعب الهواة، وما زالوا يلعبون إلى حد ما دور كبير. لقد كان علماء الفلك المتخصصون دائمًا قليلين. لم يكن لديهم الوقت لمتابعة كل ما يحدث في السماء. وهنا جاء لمساعدة العديد من محبي علم الفلك. لقد اكتشفوا كواكب ومذنبات جديدة، وقاموا بمراقبة منتظمة للنجوم المتغيرة، وسجلوا ظهور الشهب. باختصار، في جميع مجالات علم الفلك تقريبًا، يمكن للمراقب الواعي، المسلح حتى بأداة بصرية متواضعة، أن يكون مفيدًا للعلم. وقد قام بعض علماء الفلك الهواة، مثل هاينريش شوابي، باكتشافات عظيمة.

في عام 1826، حصل شوابي على تلسكوب صغير وبدأ بالبحث عن كواكب مجهولة أقرب إلى الشمس من عطارد. وكان هذا الموضوع من المألوف في تلك السنوات، وأراد الجميع أن يصبحوا رائدين. من الواضح أنه إذا كانت هناك كواكب غير معروفة، فيجب في بعض الأحيان إسقاطها على القرص الشمسي. للوهلة الأولى، ستبدو مثل البقع الشمسية، لكن تفاصيل الهيكل ستكشف الطبيعة الحقيقية للأجسام المشبوهة. هنا

لماذا سجل شوابي، بدقة ألمانية بحتة، في يومياته لسنوات عديدة جميع البقع الشمسية التي تظهر على الشمس.

وبعد ذلك، أثناء البحث عن شيء واحد، اكتشف شفابي فجأة شيئًا مختلفًا تمامًا. اتضح أنه كل عشر سنوات تقريبًا يصبح عدد البقع الشمسية هو الأكبر. وبعد خمس سنوات، تنخفض إلى الحد الأدنى: وفي أيام أخرى، تبدو الشمس أرسطية تمامًا - نظيفة بشكل مبهر. نشر شوابي أول تقرير عن اكتشافه عام 1843. ومع ذلك، فقد أصبح معروفا على نطاق واسع إلا بعد ثماني سنوات، عندما أبلغ عالم الطبيعة الشهير ألكسندر هومبولت في كتابه "الكون" العالم كله عن ملاحظات شوابي.

أثار اكتشاف الإيقاع الشمسي الغامض اهتمام عالم الفلك في مرصد زيورخ رودولف وولف. قام بجمع جميع الملاحظات التلسكوبية للبقع الشمسية، وكذلك وصفها في السجلات القديمة. وعلى مدى فترة زمنية أطول، يتم التعبير عن إيقاع النبض الشمسي بشكل أكثر وضوحًا. في عام 1852، وجد وولف أن الحد الأقصى لعدد البقع يملأ القرص الشمسي كل 11.1 سنة (وليس مرة واحدة كل 10 سنوات، كما حسبت شوابي). وبعد ثلاث سنوات، وبعد أن أصبح مديرًا لمرصد زيورخ، نظم وولف لأول مرة عمليات رصد منتظمة ومنتظمة للبقع الشمسية، وهو تعبير مرئي عما يسمى بالنشاط الشمسي.

وسرعان ما تبع مثال وولف علماء الفلك في المراصد الأخرى. تدريجيا، تم تشكيل "الخدمة الشمسية" - ملاحظات منتظمة، لا تنتهي أبدا للشمس حتى يومنا هذا في العديد من المراصد في العالم. بالإضافة إلى ذلك، وجد وولف روابط بين النشاط الشمسي والشفق القطبي والعواصف المغناطيسية وظواهر أخرى على الأرض. كان أحد مكتشفي الشمس، وهو عالم فلكي متخصص كرس حياته كلها لدراسة الشمس والعلاقات بين الشمس والأرض. لا تظن أنه بعد وولف، توقف علماء الفلك الهواة وباحثو الشمس عن اكتشافات. سأعطي مثالا واحدا فقط.

عمل أليكسي بتروفيتش مويسيف لسنوات عديدة في القبة السماوية بموسكو كرئيس لصندوق الشرائح. رأيته لأول مرة في عام 1934 في اجتماع لقسم الطاقة الشمسية التابع لجمعية موسكو الفلكية والجيوديسية. طويل القامة، نحيف، يرتدي ملابس متواضعة، لم يحب Moiseev التحدث عن نفسه، عن اكتشافاته.

لفترة طويلة لم أكن أعلم أن هذا الفلكي الهاوي المسن بالفعل، والمسلح بأنبوب فلكي بقطر عدسة يبلغ 34 ملم فقط، قدم مساهمة كبيرة في دراسة الشمس ونشاطها.

اكتشف مويسيف أن حلقات قوس قزح حول الشمس والقمر، أو ما يسمى بالهالات، ترتبط بالبقع الشمسية. مع نفس البقع، وفقا لبحثه، يرتبط تكرار حدوث السحب الرقيقة، وتواتر وقوة العواصف الرعدية.

لقد كان مستكشفًا صبورًا للطبيعة، وكان يراقب الشمس كل يوم. وهكذا من سنة إلى أخرى، من عقد إلى عقد.

من السهل أن نفهم أنه في نفس اللحظة في تلسكوب كبير على الشمس سترى بقعًا شمسية أكثر بكثير من تلك الموجودة في تلسكوب صغير. من أجل مقارنة هذه الملاحظات غير المتجانسة مع بعضها البعض، يتم حسابها (تقليلها) إلى بعض التلسكوبات، والتي تؤخذ كمعيار. بمعنى آخر، قاموا نظريًا بحساب ما يمكن رؤيته إذا تم استبدال هذا التلسكوب بآخر قياسي.

في الخارج، يعتبر التلسكوب "القياسي" منذ فترة طويلة التلسكوب الذي لاحظه وولف ذات مرة. في الاتحاد السوفيتي، لفترة طويلة، تم تخفيض جميع ملاحظات البقع الشمسية إلى التلسكوب الصغير لأليكسي بتروفيتش مويسيف.

أليست هذه علامة احترام لعامل العلم المتواضع الذي لم يكن لديه دبلوم رسمي في علم الفلك، لكنه أظهر نفسه كعالم حقيقي طوال حياته؟

مقالات أكثر إثارة للاهتمام

السؤال رقم 114. ماذا تنذر البقع الداكنة على الشمس ولماذا تظهر ولماذا؟ فهل يعني غيابهم قرب بداية العصر الجليدي على الكوكب؟

أعلن العلماء في موقع "الكون" بتاريخ 16/05/17 عن ظاهرة غير عادية على الشمس على الرابط:

أفاد علماء ناسا أن جميع البقع اختفت من سطح الشمس. لا يمكن العثور على بقعة واحدة لليوم الثالث على التوالي. وهذا يسبب قلقا شديدا بين الخبراء.

وبحسب علماء ناسا، إذا لم يتغير الوضع في المستقبل القريب، فيجب على سكان الأرض الاستعداد لطقس شديد البرودة. اختفاء البقع من الشمس يهدد البشرية ببداية العصر الجليدي. ويؤكد الخبراء أن التغيرات في مظهر الشمس يمكن أن تشير إلى انخفاض كبير في نشاط النجم الوحيد في النظام الشمسي، الأمر الذي سيؤدي في النهاية إلى انخفاض عالمي في درجة الحرارة على كوكب الأرض. وحدثت ظواهر مماثلة في الفترة من 1310 إلى 1370 ومن 1645 إلى 1725، وفي نفس الوقت تم تسجيل فترات التبريد العالمي أو ما يسمى بالعصور الجليدية الصغيرة.

ووفقا لملاحظات العلماء، تم تسجيل نقاء مذهل للشمس في بداية عام 2017، وظل القرص الشمسي بدون بقع لمدة 32 يوما. بالضبط نفس العدد من البقع الشمسية التي ظلت بدون بقع في العام الماضي. ومثل هذه الظواهر تهدد بانخفاض قوة الأشعة فوق البنفسجية، مما يعني تفريغ الطبقات العليا من الغلاف الجوي. سيؤدي ذلك إلى حقيقة أن كل الحطام الفضائي سوف يتراكم في الغلاف الجوي، ولن يحترق كما يحدث دائمًا. ويعتقد بعض العلماء أن الأرض بدأت تتجمد».

وهذا ما بدت عليه الشمس بقع سوداءفي بداية عام 2017

لم تكن هناك بقع على الشمس في عام 2014 - يوم واحد، في عام 2015 - 0 يوم، لمدة شهرين في بداية عام 2017 - 32 يومًا.

ماذا يعني ذلك؟ لماذا تختفي البقع؟

تمثل الشمس الواضحة الحد الأدنى من النشاط الشمسي. إن دورة البقع الشمسية تشبه البندول الذي يتأرجح ذهابًا وإيابًا بفترة 11-12 سنة. وفي الوقت الحالي، يقترب البندول من عدد صغير من البقع الشمسية. ويتوقع الخبراء أن تنتهي الدورة إلى القاع في 2019-2020. ومن الآن وحتى ذلك الوقت، سنرى الشمس غير الملوثة تمامًا عدة مرات. في البداية، سيتم قياس الفترات التي لا تحتوي على بقع بالأيام، وبعد ذلك - بالأسابيع والأشهر. العلم ليس لديه حتى الآن تفسير كامل لهذه الظاهرة.

ما هي دورة 11 سنة من النشاط الشمسي؟

دورة الأحد عشر عامًا هي دورة واضحة بشكل ملحوظ للنشاط الشمسي وتدوم حوالي 11 عامًا. ويتميز بزيادة سريعة إلى حد ما (حوالي 4 سنوات) في عدد البقع الشمسية، ثم انخفاض أبطأ (حوالي 7 سنوات). طول الدورة لا يساوي بدقة 11 سنة: في القرنين الثامن عشر والعشرين، كان طولها 7-17 سنة، وفي القرن العشرين - حوالي 10.5 سنة.

ومن المعروف أن مستوى النشاط الشمسي يتغير باستمرار. ترتبط البقع الداكنة ومظهرها وعددها ارتباطًا وثيقًا بهذه الظاهرة ويمكن أن تختلف الدورة الواحدة من 9 إلى 14 عامًا، ويتغير مستوى النشاط بلا هوادة من قرن إلى قرن. وبالتالي، قد تكون هناك فترات من الهدوء عندما تكون البقع غائبة عمليا لأكثر من عام. ولكن يمكن أن يحدث العكس أيضًا، عندما تعتبر أعدادهم غير طبيعية. وهكذا، في أكتوبر 1957، كان هناك 254 بقعة داكنة على الشمس، وهو الحد الأقصى حتى الآن.

والسؤال الأكثر إثارة للاهتمام هو: من أين يأتي النشاط الشمسي وكيف نفسر معالمه؟

ومن المعروف أن العامل المحدد للنشاط الشمسي هو المجال المغناطيسي. للإجابة على هذا السؤال، تم بالفعل اتخاذ الخطوات الأولى نحو بناء نظرية علمية يمكنها تفسير جميع السمات المرصودة لنشاط النجم العظيم.

لقد أثبت العلم أيضًا حقيقة أن البقع الداكنة هي التي تؤدي إلى التوهجات الشمسية، والتي يمكن أن يكون لها تأثير قوي على المجال المغناطيسي للأرض. تتمتع البقع الداكنة بدرجة حرارة أقل مقارنة بالغلاف الضوئي الشمسي - حوالي 3500 درجة مئوية، وهي نفس المناطق التي تصل من خلالها المجالات المغناطيسية إلى السطح، وهو ما يسمى بالنشاط المغناطيسي. إذا كان هناك عدد قليل من المواقع، فإنها تسمى فترة هادئة، وعندما يكون هناك الكثير منها، فسيتم استدعاء هذه الفترة نشطة.

في المتوسط، تصل درجة حرارة الشمس على سطحها إلى 6000 درجة. ج. تستمر البقع الشمسية من يومين إلى عدة أسابيع. لكن مجموعات من البقع يمكن أن تبقى في الغلاف الضوئي لعدة أشهر. يمكن أن تكون أحجام البقع الشمسية، وكذلك عددها في مجموعات، متنوعة للغاية.

البيانات المتعلقة بالأنشطة الشمسية الماضية متاحة للدراسة، ولكن من غير المرجح أن تكون أكثر من غيرها مساعد مخلصفي التنبؤ بالمستقبل، لأن طبيعة الشمس لا يمكن التنبؤ بها على الإطلاق.

التأثير على الكوكب. تتفاعل الظواهر المغناطيسية الموجودة على الشمس بشكل وثيق مع حياتنا اليومية. تتعرض الأرض باستمرار لهجوم من إشعاعات مختلفة من الشمس. من آثارها المدمرة، الكوكب محمي بالغلاف المغناطيسي والغلاف الجوي. لكن لسوء الحظ أنهم غير قادرين على مقاومته بشكل كامل. يمكن تعطيل الأقمار الصناعية، وتعطل الاتصالات اللاسلكية، ويتعرض رواد الفضاء لخطر متزايد. ويمكن أن تكون جرعات متزايدة من انبعاثات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية المنبعثة من الشمس خطرة على الكوكب، خاصة في ظل وجود ثقوب الأوزون في الغلاف الجوي. في فبراير 1956، حدث أقوى توهج على الشمس مع قذف سحابة بلازما ضخمة بهذا الحجم. المزيد من الكوكببسرعة 1000 كم / ث.

بالإضافة إلى ذلك، يؤثر الإشعاع تغير المناخوحتى مظهر الشخص. هناك ظاهرة مثل بقع الشمس على الجسم التي تظهر تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. ولم يتم بعد دراسة هذه المسألة بشكل كافٍ، فضلاً عن تأثير البقع الشمسية على البشرة الحياة اليوميةمن الناس. من العامة. ظاهرة أخرى تعتمد على الاضطرابات المغناطيسية هي الأضواء الشمالية.

أصبحت العواصف المغناطيسية في الغلاف الجوي للكوكب واحدة من أشهر عواقب النشاط الشمسي. وهي تمثل مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا آخر حول الأرض، وهو موازٍ للمجال الثابت. حتى أن العلماء المعاصرين يربطون بين زيادة معدل الوفيات وتفاقم الأمراض من نظام القلب والأوعية الدمويةمع ظهور هذا المجال المغناطيسي نفسه.

فيما يلي بعض المعلومات حول معالم الشمس: القطر - 1 مليون. 390 ألف كيلومتر، التركيب الكيميائي الهيدروجين (75٪) والهيليوم (25٪)، الكتلة - 2x10 إلى الدرجة 27 طن، وهو ما يمثل 99.8٪ من كتلة جميع الكواكب والأجسام في النظام الشمسي، كل ثانية في الطاقة النووية الحرارية ردود الفعل تحرق الشمس 600 مليون طن من الهيدروجين وتحوله إلى هيليوم، وتقذف 4 ملايين طن من كتلتها إلى الفضاء على شكل إشعاع كامل. في حجم الشمس، يمكن للمرء أن يضع مليون كوكب مثل الأرض، وستظل هناك مساحة حرة. المسافة من الأرض إلى الشمس هي 150 مليون كيلومتر. عمره حوالي 5 مليارات سنة.

إجابة:

المادة رقم 46 من هذا القسم من الموقع تنقل معلومات غير معروفة للعلم: “لا يوجد مفاعل نووي حراري في مركز الشمس، هناك ثقب أبيض يستقبل ما يصل إلى نصف الطاقة للشمس من ثقب أسود في مركز المجرة من خلال بوابات قنوات الزمكان. التفاعلات النووية الحرارية، التي تنتج حوالي نصف الطاقة التي تستهلكها الشمس فقط، تحدث محليًا في الطبقات الخارجية لأغلفة النيوترينو والنيوترونات. البقع الداكنة الموجودة على سطح الشمس هي ثقوب سوداء تدخل من خلالها الطاقة من مركز المجرة إلى مركز نجمك.

ترتبط جميع نجوم المجرات التي لديها أنظمة كوكبية تقريبًا بقنوات طاقة فضائية غير مرئية مع ثقوب سوداء ضخمة في مراكز المجرات.

تحتوي هذه الثقوب السوداء المجرية على قنوات طاقة فضائية ذات أنظمة نجمية، وهي أساس الطاقة للمجرات والكون بأكمله. إنهم يغذون النجوم بأنظمة كوكبية من خلال طاقتها المتراكمة التي تتلقاها من المادة التي تمتصها في مركز المجرات. الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا درب التبانةكتلته تعادل 4 ملايين كتلة شمسية. يتم تجديد طاقة النجوم من الثقب الأسود وفقًا للحسابات المحددة لكل نظام نجمي من حيث الفترة والطاقة.

يعد ذلك ضروريًا حتى يتألق النجم دائمًا بنفس الشدة دون أن يتلاشى لملايين السنين لإجراء تجارب EC الثابتة في كل نظام نجمي. يستعيد الثقب الأسود الموجود في مركز المجرة ما يصل إلى 50% من إجمالي الطاقة التي تستهلكها الشمس ليطلق ما يصل إلى 4 ملايين طن من كتلتها كل ثانية على شكل إشعاع. تنتج الشمس نفس الكمية من الطاقة من خلال تفاعلاتها النووية الحرارية على السطح.

لذلك، عندما يتصل النجم بقنوات الطاقة الخاصة بالثقب الأسود من مركز المجرة، يتشكل العدد المطلوب من الثقوب السوداء على سطح الشمس، حيث تستقبل الطاقة وتنقلها إلى مركز النجم.

يوجد في مركز الشمس ثقب أسود يستقبل الطاقة من سطحها، ويطلق العلم على هذه الثقوب اسم الثقوب البيضاء. ظهور البقع الداكنة على الشمس - الثقوب السوداء - هي الفترة التي يتصل فيها النجم بإعادة الشحن من قنوات الطاقة الخاصة بالمجرة و ولا يعد ذلك نذيرًا للتبريد العالمي المستقبلي أو العصر الجليدي على الأرض، كما يقترح العلماء.بالنسبة لبداية التبريد العالمي على الكوكب، من الضروري تقليل متوسط ​​\u200b\u200bدرجة الحرارة السنوية بمقدار 3 درجات، الأمر الذي يمكن أن يؤدي إلى الجليد في شمال أوروبا وروسيا والدول الاسكندنافية. ولكن حسب ملاحظات ورصد العلماء على مدى الخمسين عاما الماضية، لم يتغير متوسط ​​\u200b\u200bدرجة الحرارة السنوية على هذا الكوكب.

كما ظل متوسط ​​القيمة السنوية للأشعة فوق البنفسجية الشمسية عند المستوى المعتاد. خلال فترة النشاط الشمسي في ظل وجود بقع داكنة على الشمس يحدث زيادة في النشاط المغناطيسي للنجم / العواصف المغناطيسية / داخل القيم القصوىجميع دورات الـ 11 عامًا الماضية. والحقيقة هي أن الطاقة الصادرة من ثقب أسود من مركز المجرة، والتي تصل إلى الثقوب السوداء في الشمس، لها مغناطيسية. لذلك، خلال فترة البقع الداكنة، يتم تنشيط المادة الموجودة على سطح الغلاف الضوئي للشمس بواسطة المجال المغناطيسي لهذه البقع على شكل انبعاثات وأقواس وبروزات، وهو ما يسمى بزيادة النشاط الشمسي.

إن الافتراضات القاتمة للعلماء حول الفترة القادمة من التبريد العالمي على الكوكب لا يمكن الدفاع عنها بسبب نقص المعلومات الموثوقة حول الشمس. إن التبريد العالمي أو العصور الجليدية الصغيرة في الألفية الثانية الميلادية، والمشار إليها في بداية المقال، حدثت وفق خطة إجراء تجارب مناخية على الأرض من قبل خالقينا ومراقبينا، وليس بسبب إخفاقات عشوائية على شكل غياب طويل للبقع الداكنة على الشمس.

المشاهدات 2 368

بقع الشمس

والشمس هي النجمة الوحيدة من بين كل النجوم التي لا نراها كنقطة متلألئة، بل كقرص مضيء. وبفضل هذا، أصبح لدى علماء الفلك الفرصة لدراسة التفاصيل المختلفة على سطحه.

ما هو بقع الشمس؟

البقع الشمسية بعيدة كل البعد عن التكوينات المستقرة. إنها تنشأ وتتطور وتختفي، وتظهر أخرى جديدة بدلاً من تلك التي اختفت. وفي بعض الأحيان، تتشكل بقع عملاقة. لذلك، في أبريل 1947، لوحظت بقعة معقدة على الشمس: مساحتها تجاوزت مساحة سطح الكرة الأرضية بمقدار 350 مرة! وكان واضحا للعيان المجردة.

بقع الشمس

وقد لوحظت مثل هذه البقع الشمسية الكبيرة منذ العصور القديمة. في سجل نيكون لعام 1365، يمكن العثور على ذكر لكيفية رؤية أسلافنا في روس "بقع داكنة مثل المسامير" على الشمس من خلال دخان حرائق الغابات.

تظهر البقع الشمسية على الحافة الشرقية (اليسرى) للشمس، وتتحرك على طول قرصها من اليسار إلى اليمين وتختفي خلف الحافة الغربية (اليمنى) لضوء النهار، وتوفر فرصة ممتازة ليس فقط للتحقق من دوران الشمس حول محورها. ، ولكن أيضًا لتحديد فترة هذا الدوران (بتعبير أدق، يتم تحديده من خلال إزاحة دوبلر للخطوط الطيفية). وأظهرت القياسات: أن مدة دوران الشمس عند خط الاستواء 25.38 يوماً (بالنسبة للراصد على الأرض المتحركة - 27.3 يوماً)، وفي خطوط العرض الوسطى - 27 يوماً وبالقرب من القطبين حوالي 35 يوماً. وبالتالي فإن الشمس تدور بشكل أسرع عند خط الاستواء منها عند القطبين. دوران المنطقةيشهد النجوم على حالتها الغازية. يبدو الجزء المركزي من بقعة كبيرة في التلسكوب أسود بالكامل. لكن البقع تظهر مظلمة فقط لأننا نلاحظها على خلفية الغلاف الضوئي الساطع. إذا أمكن النظر إلى البقعة بشكل منفصل، فسنرى أنها تتوهج بقوة أكبر من القوس الكهربائي، حيث أن درجة حرارتها تبلغ حوالي 4500 كلفن، أي أقل بمقدار 1500 كلفن من درجة حرارة الغلاف الضوئي. ستظهر بقعة شمسية متوسطة الحجم في سماء الليل مشرقة مثل القمر عند اكتمال القمر. البقع فقط لا تنبعث منها ضوء أصفر، ولكن ضوء محمر.

عادة الأساسية المظلمة بقعة كبيرةإنه محاط بظل رمادي يتكون من ألياف شعاعية خفيفة تقع على خلفية داكنة. كل هذا الهيكل مرئي بوضوح حتى في تلسكوب صغير.

بقع في الشمس

في عام 1774، خلص عالم الفلك الاسكتلندي ألكسندر ويلسون (1714-1786)، الذي كان يراقب البقع على حافة القرص الشمسي، إلى أن البقع الكبيرة هي انخفاضات في الغلاف الضوئي. وأظهرت حسابات أخرى أن "قاع" البقع الشمسية يقع تحت مستوى الغلاف الضوئي بمتوسط ​​700 كيلومتر. باختصار، البقع عبارة عن مسارات تحويل عملاقة في الغلاف الضوئي.

حول البقع الموجودة في أشعة الهيدروجين، تكون البنية الدوامة للكروموسفير مرئية بوضوح. يشير هذا الهيكل الدوامي إلى وجود حركات غازية عنيفة حول البقعة. يتم إنشاء نفس النمط عن طريق رش برادة الحديد على ورقة من الورق المقوى، إذا تم وضع المغناطيس تحتها. وهذا التشابه دفع عالم الفلك الأمريكي جورج هيل (1868-1938) إلى الشك في أن البقع الشمسية عبارة عن مغناطيسات ضخمة.

عرف هيل أن الخطوط الطيفية تنقسم عندما يتم وضع الغاز المنبعث في مجال مغناطيسي (ما يسمى انقسام زيمان).وعندما قارن الفلكي حجم الانقسام الملاحظ في طيف البقع الشمسية مع نتائج التجارب المخبرية معالغاز في مجال مغناطيسي، اكتشف أن المجالات المغناطيسية للبقع أكبر بآلاف المرات من تحريض المجال المغناطيسي للأرض. تبلغ شدة المجال المغناطيسي على سطح الأرض حوالي 0.5 أورستد. وفي البقع الشمسية تكون دائمًا أكثر من 1500 أورستد - وأحيانًا تصل إلى 5000 أورستد!

يعد اكتشاف الطبيعة المغناطيسية للبقع الشمسية أحد أهم الاكتشافات في الفيزياء الفلكية في بداية القرن العشرين. لأول مرة، وجد أنه ليس فقط أرضنا، ولكن أيضا الأجرام السماوية الأخرى لها خصائص مغناطيسية. وقد برزت الشمس في هذا الصدد. فقط كوكبنا لديه مجال مغناطيسي ثنائي القطب دائم مع قطبين، والمجال المغناطيسي للشمس له بنية معقدة، وعلاوة على ذلك، فإنه "ينقلب"، أي أنه يغير علامته، أو قطبيته. وعلى الرغم من أن البقع الشمسية عبارة عن مغناطيسات قوية جدًا، إلا أن إجمالي المجال المغناطيسي للشمس نادرًا ما يتجاوز 1 أورستد، وهو أكبر بعدة مرات من متوسط ​​المجال المغناطيسي للأرض.

مجال مغناطيسي قوي في مجموعة البقع الشمسية ثنائية القطب

إن المجال المغناطيسي القوي للبقع هو بالتحديد السبب وراء انخفاض درجة حرارتها. بعد كل شيء، يقوم الحقل بإنشاء طبقة عازلة تحت البقعة وبسبب هذا يبطئ بشكل حاد عملية الحمل الحراري - فهو يقلل من تدفق الطاقة من أعماق النجم.

تفضل البقع الكبيرة الظهور في أزواج. يقع كل زوج من هذا القبيل بالتوازي تقريبًا مع خط الاستواء الشمسي. عادة ما تتحرك البقعة الرائدة أو الرأس بشكل أسرع قليلاً من النقطة الخلفية (الذيل). لذلك، خلال الأيام القليلة الأولى، تبتعد البقع عن بعضها البعض. وفي الوقت نفسه، يزداد حجم البقع.

غالبًا ما تظهر "سلسلة" من البقع الصغيرة بين النقطتين الرئيسيتين. بعد حدوث ذلك، قد تتعرض البقعة الخلفية للتحلل السريع وتختفي. تبقى البقعة الرائدة فقط، والتي تتناقص بشكل أبطأ وتعيش في المتوسط ​​4 مرات أطول من رفيقتها. إن عملية التطور المماثلة هي سمة لكل مجموعة كبيرة من البقع الشمسية تقريبًا. تعيش معظم المواقع لبضعة أيام فقط (حتى بضع ساعات!)، بينما تعيش مناطق أخرى لعدة أشهر.

ويمكن رؤية البقع التي يصل قطرها إلى 40-50 ألف كيلومتر من خلال مرشح الضوء (الزجاج المدخن بكثافة) بالعين المجردة.

ما هي التوهجات الشمسية؟

في الأول من سبتمبر عام 1859، رأى اثنان من علماء الفلك الإنجليز، ريتشارد كارينجتون وس. هودجسون، وهما يراقبان الشمس بشكل مستقل في الضوء الأبيض، شيئًا مثل وميض البرق فجأة بين مجموعة واحدة من البقع الشمسية. كانت هذه أول ملاحظة لظاهرة جديدة غير معروفة حتى الآن على الشمس؛ في وقت لاحق كان يطلق عليه التوهج الشمسي.

ما هو التوهج الشمسي؟ باختصار، هذا هو أقوى انفجار على الشمس، ونتيجة لذلك يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة المتراكمة في حجم محدود من الغلاف الجوي الشمسي بسرعة.

في أغلب الأحيان، تحدث الومضات في مناطق محايدة تقع بين بقع كبيرة ذات قطبية معاكسة. عادة، يبدأ تطور التوهج بزيادة مفاجئة في سطوع منطقة التوهج - وهي منطقة ذات غلاف ضوئي أكثر سطوعًا، وبالتالي أكثر سخونة. ثم يحدث انفجار كارثي، يتم خلاله تسخين البلازما الشمسية إلى 40-100 مليون كلفن. ويتجلى ذلك في تضخيم متعدد لأشعة الشمس قصيرة الموجة (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية)، وكذلك في زيادة في "صوت الراديو" في وضح النهار وفي إطلاق الجسيمات الشمسية المتسارعة (الجسيمات). وفي بعض أكثر تفشي قويةوحتى الأشعة الكونية الشمسية تتولد، وتصل بروتوناتها إلى سرعة تعادل نصف سرعة الضوء. هذه الجسيمات لها طاقة مميتة. إنهم قادرون على الاختراق دون عوائق تقريبًا سفينة فضائيةوتدمير خلايا الكائن الحي. لذلك، يمكن أن تشكل الأشعة الكونية الشمسية خطراً جسيماً على الطاقم الذي وقع أثناء الرحلة بسبب وميض مفاجئ.

وهكذا فإن التوهجات الشمسية تصدر إشعاعات على شكل موجات كهرومغناطيسية وعلى شكل جزيئات من المادة. يحدث تضخيم الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق واسع من الأطوال الموجية - من الصلبة الأشعة السينيةوجاما كوانتا إلى موجات الراديو كيلومتر. في هذه الحالة، يظل التدفق الإجمالي للإشعاع المرئي ثابتًا دائمًا في حدود أجزاء من النسبة المئوية. تحدث التوهجات الضعيفة في الشمس دائمًا تقريبًا، والتوهجات الكبيرة - مرة كل بضعة أشهر. ولكن خلال سنوات النشاط الشمسي الأقصى، تحدث التوهجات الشمسية الكبيرة عدة مرات في الشهر. عادة ما يستمر وميض صغير لمدة 5-10 دقائق؛ الأقوى - بضع ساعات. خلال هذا الوقت، يتم إطلاق سحابة بلازما تصل كتلتها إلى 10 مليار طن إلى الفضاء القريب من الشمس ويتم إطلاق طاقة تعادل انفجار عشرات أو حتى مئات الملايين من القنابل الهيدروجينية! ومع ذلك، فإن قوة حتى أكبر التوهجات لا تتجاوز أجزاء من مائة بالمائة من قوة الإشعاع الشمسي الإجمالي. لذلك، أثناء الوميض، لا توجد زيادة ملحوظة في سطوع ضوء النهار.

أثناء تحليق الطاقم الأول على متن المحطة المدارية الأمريكية سكاي لاب (مايو-يونيو 1973)، تمكنوا من تصوير الوميض في ضوء بخار الحديد عند درجة حرارة 17 مليون كلفن، والتي ينبغي أن تكون أكثر سخونة مما كانت عليه في مركز كوكب. مفاعل الاندماج الشمسي. و في السنوات الاخيرةتم تسجيل نبضات أشعة جاما من عدة مشاعل.

ربما تدين مثل هذه الدوافع بأصلها إبادةأزواج الإلكترون والبوزيترون. ومن المعروف أن البوزيترون هو الجسيم المضاد للإلكترون. له نفس كتلة الإلكترون، لكن لديه شحنة كهربائية معاكسة. عندما يصطدم الإلكترون والبوزيترون، وهو ما يمكن أن يحدث في التوهجات الشمسية، يتم إبادتهما على الفور، ويتحولان إلى فوتونين من أشعة غاما.

مثل أي جسم ساخن، تبعث الشمس موجات الراديو بشكل مستمر. الحرارية الانبعاث الراديوي من الشمس الهادئة،عندما لا تكون هناك بقع أو ومضات، فإنها تأتي باستمرار من الكروموسفير عند موجات المليمتر والسنتيمتر، ومن الهالة عند موجات العدادات. ولكن بمجرد ظهور بقع كبيرة، يحدث وميض قوي انفجارات الراديو...وبعد ذلك يزداد انبعاث راديو الشمس فجأة بآلاف أو حتى ملايين المرات!

إن العمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى حدوث التوهجات الشمسية معقدة للغاية ولا تزال غير مفهومة جيدًا. ومع ذلك، فإن حقيقة ظهور التوهجات الشمسية بشكل حصري تقريبًا في مجموعات كبيرة من البقع الشمسية تشهد على علاقة التوهجات الشمسية بالمجالات المغناطيسية القوية في الشمس. ومن الواضح أن الوميض ليس أكثر من انفجار هائل ناتج عن ضغط مفاجئ للبلازما الشمسية تحت ضغط مجال مغناطيسي قوي. إن طاقة المجالات المغناطيسية، التي يتم إطلاقها بطريقة ما، هي التي تولد التوهج الشمسي.

غالبًا ما يصل الإشعاع الناتج عن التوهجات الشمسية إلى كوكبنا، مما يكون له تأثير قوي على الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض (الأيونوسفير). كما أنها تؤدي إلى ظهور العواصف المغناطيسية والشفق القطبي، لكن هذه قصة قادمة.

إيقاعات الشمس

في عام 1826، بدأ عالم الفلك الألماني الهاوي، الصيدلاني هاينريش شوابي (1789-1875) من ديساو، عمليات رصد منهجية ورسومات تخطيطية للبقع الشمسية. لا، لم يكن ينوي دراسة الشمس على الإطلاق - لقد كان مهتمًا بشيء مختلف تمامًا. وكان يُعتقد في ذلك الوقت أن كوكبًا مجهولًا يتحرك بين الشمس وعطارد. وبما أنه كان من المستحيل رؤيته بالقرب من نجم ساطع، قرر شوابي مراقبة كل ما كان مرئيًا على قرص الشمس. بعد كل شيء، إذا كان هذا الكوكب موجودا حقا، فسوف يمر بالتأكيد عبر قرص الشمس في شكل دائرة سوداء صغيرة أو نقطة. وهنا سيتم "القبض عليها" أخيرًا!

ومع ذلك، فإن شوابي، على حد تعبيره، "خرج بحثًا عن حمير والده، ووجد مملكة". في عام 1851، نشر ألكسندر همبولت (1769-1859) في مجلة كوزموس نتائج ملاحظات شوابي، والتي خلصت منها إلى أن عدد البقع الشمسية زاد وانخفض بانتظام إلى حد ما على مدى فترة 10 سنوات. هذه الدورية في التغير في عدد البقع الشمسية، سميت فيما بعد دورة 11 سنة من النشاط الشمسي,اكتشفه هاينريش شوابي عام 1843. وأكدت الملاحظات اللاحقة هذا الاكتشاف، وأوضح عالم الفلك السويسري رودولف وولف (1816-1893) أن الحد الأقصى لعدد البقع الشمسية يتكرر في المتوسط ​​بعد 11.1 سنة.

لذلك فإن عدد البقع يختلف من يوم لآخر ومن سنة إلى أخرى. ومن أجل الحكم على درجة النشاط الشمسي بناءً على عدد البقع الشمسية، قدم وولف في عام 1848 مفهوم العدد النسبي للبقع الشمسية، أو ما يسمى أرقام الذئب.إذا أشرنا بـ g عدد مجموعات البقع، وبواسطة f العدد الإجمالي للبقع، فسيتم التعبير عن رقم الذئب - W - بالصيغة:

هذا الرقم، الذي يحدد مقياس نشاط تكوين البقع الشمسية، يأخذ في الاعتبار عدد مجموعات البقع الشمسية وعدد البقع الشمسية نفسها التي تمت ملاحظتها في أي يوم معين. علاوة على ذلك، فإن كل مجموعة تعادل عشر وحدات، وكل بقعة تؤخذ كوحدة. النتيجة الإجمالية لهذا اليوم - رقم وولف النسبي - هي مجموع هذه الأرقام. لنفترض أننا رصدنا 23 بقعة على الشمس، تشكل ثلاث مجموعات. إذن رقم الذئب في مثالنا سيكون: W = 10 3 + 23 = 53. خلال فترات الحد الأدنى من النشاط الشمسي، عندما لا تكون هناك بقعة واحدة على الشمس، يتحول إلى الصفر. إذا لوحظت بقعة واحدة على الشمس، فإن رقم الذئب سيكون مساوياً لـ 11، وفي أيام النشاط الشمسي الأقصى يكون في بعض الأحيان أكثر من 200.

ويظهر منحنى المتوسط ​​الشهري للبقع الشمسية بوضوح طبيعة التغير في النشاط الشمسي. هذه البيانات متاحة من عام 1749 حتى الوقت الحاضر. وبمتوسط ​​أكثر من 200 عام، تم تحديد فترة تغير البقع الشمسية بـ 11.2 عامًا. صحيح، على مدى السنوات الستين الماضية، تسارع مسار نشاط تشكيل البقعة لنجمنا النهاري إلى حد ما وانخفضت هذه الفترة إلى 10.5 سنة. بالإضافة إلى ذلك، تختلف مدتها بشكل ملحوظ من دورة إلى أخرى. لذلك، لا ينبغي لنا أن نتحدث عن دورية النشاط الشمسي، بل عن الدورية. تعد دورة الأحد عشر عامًا أهم سمة لشمسنا.

بعد أن اكتشف المجال المغناطيسي للبقع الشمسية في عام 1908، اكتشف جورج هيل و قانون تناوب قطبيتهم.لقد قلنا بالفعل أنه يوجد في المجموعة المتقدمة نقطتان كبيرتان - مغناطيسين كبيران. لديهم قطبية معاكسة. كما أن تسلسل الأقطاب في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي للشمس يكون دائمًا معاكسًا. إذا كانت البقعة الأمامية (الرأس) في نصف الكرة الشمالي، على سبيل المثال، لها قطبية شمالية، والبقعة الخلفية (الذيل) لها قطبية جنوبية، فإن الصورة في نصف الكرة الجنوبي لضوء النهار ستكون عكس ذلك: البقعة الأمامية مع القطبية الجنوبية، والنقطة اللاحقة مع القطبية الشمالية. لكن الشيء الأكثر لفتا للنظر هو أنه في دورة الـ 11 عاما القادمة، تنعكس أقطاب جميع البقع الشمسية في مجموعات في نصفي الكرة الأرضية، ومع بداية دورة جديدة، تعود إلى حالتها الأصلية. هكذا، الدورة المغناطيسية الشمسيةيبلغ من العمر 22 عامًا تقريبًا. لذلك، يعتبر العديد من علماء الفلك الشمسي أن الدورة الرئيسية للنشاط الشمسي التي تستمر 22 عامًا مرتبطة بتغير قطبية المجال المغناطيسي في البقع الشمسية.

لقد ثبت منذ فترة طويلة أنه مع تغير عدد البقع على الشمس، تتغير مناطق مواقع الشعلة وقوة التوهجات الشمسية. هذه وغيرها من الظواهر التي تحدث الخامسجو الشمس، ويسمى الآن النشاط الشمسي.العنصر الأكثر سهولة للملاحظات هو مجموعات كبيرة من البقع الشمسية.

حان الوقت الآن للإجابة على السؤال الأكثر إثارة للاهتمام: "من أين يأتي النشاط الشمسي وكيف نفسر ميزاته؟"

وبما أن العامل المحدد في النشاط الشمسي هو المجال المغناطيسي، فإن ظهور وتطور مجموعة من البقع ثنائية القطب - وهي منطقة نشطة على الشمس - يمكن تمثيله كنتيجة لصعود تدريجي إلى الغلاف الجوي الشمسي لحزمة مغناطيسية ضخمة أو أنبوب يخرج من مكان ما ويشكل قوسًا ويدخل إلى مكان آخر. في المكان الذي يترك فيه الأنبوب الغلاف الضوئي، توجد بقعة ذات قطبية واحدة من المجال المغناطيسي، وحيث يدخل الغلاف الضوئي مرة أخرى - بقطبية معاكسة. وبعد مرور بعض الوقت، ينهار هذا الأنبوب المغناطيسي، وتغوص بقايا الحبل المغناطيسي مرة أخرى تحت الغلاف الضوئي وتختفي المنطقة النشطة من الشمس. في هذه الحالة، يدخل جزء من خطوط المجال المغناطيسي إلى الغلاف الشمسي والهالة الشمسية. هنا، يأمر المجال المغناطيسي بالبلازما المتحركة، ونتيجة لذلك تتحرك المادة الشمسية على طول خطوط المجال المغناطيسي. وهذا يعطي التاج مظهرًا مشعًا. حقيقة ان المناطق النشطةعلى الشمس بواسطة أنابيب القوة المغناطيسية، لم تعد تثير الشكوك بين العلماء. تفسر التأثيرات الهيدروديناميكية المغناطيسية أيضًا انعكاس قطبية المجال في مجموعات البقع الشمسية ثنائية القطب. لكن هذه ليست سوى الخطوات الأولى نحو بناء نظرية علمية يمكنها شرح جميع السمات الملحوظة لنشاط النجم العظيم.

متوسط ​​أعداد الذئاب السنوية من عام 1947 إلى عام 2001

فوتوسفير الشمس

شرح وجود المناطق المغناطيسية ثنائية القطب على الشمس. يخرج أنبوب مغناطيسي ضخم من منطقة الحمل الحراري إلى الغلاف الجوي الشمسي

لذلك، هناك صراع أبدي على الشمس بين قوى الضغط للغاز الساخن والجاذبية الهائلة. والمجالات المغناطيسية المتشابكة تعيق الإشعاع. في شبكاتهم تنشأ البقع ويتم تدميرها. تطير البلازما ذات درجة الحرارة العالية للأعلى أو تنزلق للأسفل من الهالة على طول خطوط القوة المغناطيسية. في أي مكان آخر يمكنك العثور على شيء مثل هذا؟! فقط على النجوم الأخرى، لكنها بعيدة عنا بشكل رهيب! وفقط على الشمس يمكننا أن نلاحظ هذا الصراع الأبدي لقوى الطبيعة المستمر منذ 5 مليارات سنة. ولن تنتصر فيها إلا الجاذبية!

"أصداء" التوهجات الشمسية

في 23 فبراير 1956، لاحظت محطات خدمة الشمس وميضًا قويًا في وضح النهار. أدى انفجار بقوة غير مسبوقة إلى إلقاء سحب عملاقة من البلازما المتوهجة في الفضاء القريب من الشمس - كل منها أكبر بعدة مرات من الأرض! وبسرعة تزيد عن 1000 كم / ثانية اندفعوا نحو كوكبنا. وسرعان ما وصلت إلينا الأصداء الأولى لهذه الكارثة عبر الهاوية الكونية. بعد حوالي 8.5 دقيقة من بدء تفشي المرض، وصل تدفق متزايد جدًا من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض - الغلاف الأيوني، مما أدى إلى زيادة تسخينه وتأينه. أدى ذلك إلى تدهور حاد وحتى توقف مؤقت للاتصالات الراديوية على الموجات القصيرة، لأنه بدلاً من أن تنعكس من الأيونوسفير، كما هو الحال من الشاشة، بدأ يتم امتصاصها بشكل مكثف ...

تغيير القطبية المغناطيسية للبقع الشمسية

في بعض الأحيان، مع ومضات قوية للغاية، يستمر التداخل الراديوي لعدة أيام متتالية حتى يعود النجم المضطرب إلى طبيعته. يتم تتبع الاعتماد هنا بشكل واضح بحيث يمكن استخدام تكرار هذا التداخل للحكم على مستوى النشاط الشمسي. لكن الاضطرابات الرئيسية التي يسببها نشاط توهج النجم على الأرض لا تزال أمامنا.

بعد إشعاع الموجة القصيرة (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية) لكوكبنا، يصل تيار من الأشعة الكونية الشمسية عالية الطاقة. صحيح أن القشرة المغناطيسية للأرض تحمينا بشكل موثوق من هذه الأشعة القاتلة. لكن بالنسبة لرواد الفضاء الذين يعملون في الفضاء المفتوح، فإنهم يشكلون خطرا جسيما للغاية: فالتعرض يمكن أن يتجاوز الجرعة المسموح بها بسهولة. ولهذا السبب يشارك حوالي 40 مرصدًا في العالم باستمرار في خدمة الدوريات الشمسية - حيث يقومون بمراقبة مستمرة لنشاط التوهج للنجم النهاري.

يمكن توقع المزيد من التطور للظواهر الجيوفيزيائية على الأرض خلال يوم أو يومين بعد اندلاع المرض. هذه هي المرة - 30-50 ساعة - المطلوبة لوصول سحب البلازما إلى "المناطق المجاورة" للأرض. بعد كل شيء، يشبه التوهج الشمسي مدفعًا فضائيًا يطلق جسيمات في الفضاء بين الكواكب - جزيئات المادة الشمسية: الإلكترونات والبروتونات (نوى ذرات الهيدروجين) وجسيمات ألفا (نوى ذرات الهيليوم). كتلة الجسيمات التي نتجت عن تفشي المرض في فبراير 1956 بلغت مليارات الأطنان!

وبمجرد اصطدام غيوم الجزيئات الشمسية بالأرض، انطلقت إبر البوصلة، وتزينت سماء الليل فوق الكوكب بومضات الشفق القطبي متعددة الألوان. بين المرضى، أصبحت النوبات القلبية أكثر تواترا، وزاد عدد حوادث الطرق.

أنواع تأثيرات التوهج الشمسي على الأرض

لماذا توجد العواصف المغناطيسية والشفق القطبي... حرفيًا ارتجفت الكرة الأرضية بأكملها تحت ضغط السحب الجسيمية العملاقة: حدثت الزلازل في العديد من المناطق الزلزالية 2 . وفوق كل ذلك، تغيرت مدة اليوم فجأة بما يصل إلى 10... ميكروثانية!

أظهرت أبحاث الفضاء أن الكرة الأرضية محاطة بغلاف مغناطيسي، أي قذيفة مغناطيسية؛ داخل الغلاف المغناطيسي، تتغلب قوة المجال المغناطيسي الأرضي على قوة المجال بين الكواكب. ولكي يكون للتوهج تأثير على الغلاف المغناطيسي للأرض والأرض نفسها، يجب أن يحدث في الوقت الذي تقع فيه المنطقة النشطة في الشمس بالقرب من مركز القرص الشمسي، أي أنها موجهة نحو قرصنا الشمسي. كوكب. وبخلاف ذلك، فإن جميع إشعاعات التوهج (الكهرومغناطيسية والجسيمية) سوف تندفع جانبيًا.

تتمتع البلازما، التي تندفع من سطح الشمس إلى الفضاء الخارجي، بكثافة معينة وقادرة على ممارسة الضغط على أي عوائق تعترض طريقها. مثل هذه العقبة الكبيرة هي المجال المغناطيسي للأرض - غلافها المغناطيسي. إنه يقاوم تدفق المادة الشمسية. وتأتي لحظة يتوازن فيها الضغطان في هذه المواجهة. ثم يتم تعيين حدود الغلاف المغناطيسي للأرض، المضغوطة بتدفق البلازما الشمسية من الجانب النهاري، على مسافة حوالي 10 نصف قطر أرضي من سطح كوكبنا، وتبدأ البلازما، غير القادرة على التحرك بشكل مستقيم، في التدفق حول الغلاف المغناطيسي. وفي هذه الحالة تمتد جزيئات المادة الشمسية خطوط مجالها المغناطيسي، وعلى الجانب الليلي من الأرض (في الاتجاه المعاكس للشمس)، يتشكل عمود طويل (ذيل) بالقرب من الغلاف المغناطيسي، الذي يمتد إلى ما وراء الغلاف الجوي. مدار القمر. الأرض بقشرتها المغناطيسية موجودة داخل هذا التدفق الجسيمي. وإذا كان من الممكن مقارنة الرياح الشمسية المعتادة، التي تتدفق باستمرار حول الغلاف المغناطيسي، بنسيم خفيف، فإن التدفق السريع للجسيمات الناتج عن قوي التوهج الشمسيمثل الإعصار الرهيب. عندما يضرب مثل هذا الإعصار القشرة المغناطيسية للكرة الأرضية، يتم ضغطه بقوة أكبر من جانب عباد الشمس و العاصفة المغناطيسية.

وبالتالي فإن النشاط الشمسي يؤثر على المغناطيسية الأرضية. ومع تعزيزها، يزداد تواتر وشدة العواصف المغناطيسية. لكن هذا الاتصال معقد للغاية ويتكون من سلسلة كاملة من التفاعلات الجسدية. الرابط الرئيسي في هذه العملية هو التدفق المعزز للجسيمات الذي يحدث أثناء التوهجات الشمسية.

ينطلق جزء من الجسيمات النشطة الموجودة في خطوط العرض القطبية من الفخ المغناطيسي إلى الغلاف الجوي للأرض. وبعد ذلك، على ارتفاعات من 100 إلى 1000 كيلومتر، تصطدم البروتونات والإلكترونات السريعة بجزيئات الهواء، وتثيرها وتجعلها تتوهج. ونتيجة لذلك، هناك الشفق القطبية.

يعد "الإحياء" الدوري للنجم العظيم ظاهرة طبيعية. لذلك، على سبيل المثال، بعد التوهج الشمسي الكبير الذي لوحظ في 6 مارس 1989، أثارت التيارات الجسيمية حرفيًا كامل الغلاف المغناطيسي لكوكبنا. ونتيجة لذلك، اندلعت عاصفة مغناطيسية قوية على الأرض. ورافقه شفق قطبي مذهل وصل إلى المنطقة الاستوائية في منطقة شبه جزيرة كاليفورنيا! بعد ثلاثة أيام، حدث اندلاع قوي جديد، وفي ليلة 13-14 مارس، أعجب سكان الساحل الجنوبي لشبه جزيرة القرم أيضًا بالومضات الساحرة التي امتدت في السماء المرصعة بالنجوم فوق أسنان آي بيتري الصخرية. لقد كان مشهدا فريدا، يشبه وهج النار التي اجتاحت نصف السماء على الفور.

جميع التأثيرات الجيوفيزيائية المذكورة هنا - العواصف الأيونوسفيرية والمغناطيسية والشفق القطبي - هي جزء لا يتجزأ من المشكلة العلمية الأكثر تعقيدًا والتي تسمى مشكلة الشمس والأرض.ومع ذلك، فإن تأثير النشاط الشمسي على الأرض لا يقتصر على هذا. يتجلى "نفس" ضوء النهار باستمرار في التغيرات في الطقس والمناخ.

المناخ ليس أكثر من نظام مناخي طويل الأمد في منطقة معينة، ويتحدد حسب موقعها الجغرافي على الكرة الأرضية وطبيعة العمليات الجوية.

تمكن علماء لينينغراد من معهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي من اكتشاف أنه خلال سنوات النشاط الشمسي الأدنى، يسود دوران الهواء العرضي. وفي هذه الحالة يكون الطقس في نصف الكرة الشمالي هادئاً نسبياً. في سنوات الحد الأقصى، على العكس من ذلك، يتم تكثيف الدورة الدموية، أي أن هناك تبادل مكثف للكتل الهوائية بين المناطق الاستوائية والقطبية. يصبح الطقس غير مستقر، وهناك انحرافات كبيرة عن المعايير المناخية طويلة المدى.

أوروبا الغربية: الجزر البريطانية في منطقة الإعصار القوي. لقطة من الفضاء

1 يجب أن يتذكر الجميع أنه لا ينبغي بأي حال من الأحوال أن تنظر إلى الشمس دون حماية عينيك بمرشحات داكنة. لذلك يمكنك أن تفقد البصر على الفور

2درس عالم فرع مورمانسك للجمعية الفلكية والجيوديسية الروسية (رئيسها) فيكتور إيفجينيفيتش تروشينكوف تأثير النشاط الشمسي على تكتونيات الكرة الأرضية. وأظهر التحليل المتكرر للنشاط الزلزالي لكوكبنا لمدة 230 عاما (1750-1980) الذي أجراه على المستوى العالمي وجود الاعتماد الخطيبين زلزالية الأرض (الزلازل) والعواصف الشمسية.