За всіма своїми параметрами атмосфера Сонця абсолютно не схожа на газові оболонки планет, які обертаються навколо нього. Вона починається над зоною конвекції і простягається нескінченно далеко у вигляді потоків сонячного вітру.
Атмосфера Сонця — це зовнішня частина Сонця, яка складається з гарячої плазми і включає три основні шари: фотосферу (видиму поверхню), хромосферу (середній шар) та корону (зовнішній шар). Вона є джерелом сонячного світла, тепла та сонячного вітру, який впливає на всі об’єкти Сонячної системи, включаючи Землю.
Для атмосфери Сонця характерна шарувата будова. Атоми водню, гелію та інших елементів, переходячи від нижніх шарів зовнішньої оболонки зірки до верхніх, повністю іонізуються. Вони формують потоки рухомої плазми і простягаються по всій Сонячній системі та за її межами.
Розглянемо детально три шари сонячної атмосфери.
Фотосфера
Фотосфера є найяскравішим шаром сонячної атмосфери, з якого виходить найбільша частина видимого випромінювання нашої зірки. Її товщина коливається від 100 до 400 км. Саме завдяки фотосфері ми спостерігаємо видиму поверхню Сонця.
Це надзвичайно розріджений шар зовнішньої оболонки Сонця. Її тиск не перевищує 0,1 атмосфери, а щільність дуже низька — у мільярди разів менша, ніж щільність повітря на Землі. Нижня частина сонячної атмосфери складається з відносно нейтральних атомів водню та гелію та іонізованих атомів металів. Однак водень, рухаючись угору по зовнішній оболонці Сонця, також починає втрачати свої атоми.
Температура фотосфери є найнижчою в усій атмосфері. У нижній частині вона становить близько 5700 градусів Цельсія, а на верхньому краю опускається до 3700 градусів.
Фотосфера Сонця має зернисту структуру. Ці гранули є верхівками колон плазми, яка перемішується в зоні конвекції. Їхній діаметр в середньому дорівнює 1000 км, а тривалість існування не перевищує 20 хвилин.
Хромосфера
Середній шар атмосфери Сонця має товщину близько 15 000 км. Хромосфера ще більш розріджена, ніж фотосфера, і щільність частинок тут дуже низька — у тисячі разів менша, ніж у фотосфері. У її шарах водень і гелій частково піддаються іонізації.
У нижній частині хромосфери температура становить близько 3500 градусів, а на межі з сонячною короною підвищується до 19 000 градусів. Середнє значення температури середнього шару сонячної атмосфери — близько 9700 градусів.
Хромосфера має неоднорідну, зернисту структуру. Її основу складають спікули — тонкі стовпчики плазми діаметром до 1500 км і довжиною в десятки тисяч кілометрів. Одночасно утворюється до мільйона таких стовпчиків із середньою тривалістю життя 10 хвилин. Крім спікул, середній шар містить супергрануляції, хмаркоподібні флоккули та протуберанці.
Побачити цю оболонку в звичайних умовах неможливо через її низьку щільність. Хромосфера стає видимою під час повного затемнення Сонця, коли фотосфера закрита супутником Землі. Вона проявляється у вигляді тонкого червонуватого обідка навколо небесного світила.
Сонячна корона
Зовнішній шар сонячної атмосфери називається сонячною короною. Це максимально розріджена оболонка, де щільність частинок дуже низька — у мільйони разів менша, ніж у фотосфері. Атоми водню та гелію в межах корони Сонця стають повністю іонізованими. Її товщину неможливо точно визначити, оскільки з її поверхні виходять потоки сонячного вітру, які поширюються на величезні космічні відстані.
Середня температура у верхніх шарах атмосфери Сонця становить близько 1 мільйона градусів. Деякі ділянки корони нагріваються до 8–15 мільйонів градусів. Також на її поверхні є більш холодні ділянки з низькою щільністю — корональні діри. Тут температура падає до 600 тисяч градусів. Ці діри залишаються після вивільнення потоку сонячного вітру і утворюються найчастіше на полюсах зірки. Вони впливають на іоносферу та магнітосферу Землі.
Незважаючи на такі високі температурні значення, низька щільність корони не дозволяє розгледіти її неозброєним оком. Вона стає помітною лише під час повного затемнення Сонця.
Основним елементом корони є протуберанці. Це відносно холодні скупчення плазми, які піднімаються над поверхнею Сонця. Тривалість їхнього життя коливається від кількох хвилин до кількох діб, після чого вони розсіюються і зникають. Крім протуберанців, у зовнішньому шарі атмосфери Сонця постійно відбуваються виверження — потоки іонів вириваються з корони, утворюючи так званий сонячний вітер.
Сонячний вітер
Потоки іонізованих частинок вириваються з верхніх шарів атмосфери Сонця і поширюються на тисячі та навіть мільйони кілометрів. Саме з ним пов’язані такі унікальні явища на нашій планеті, як полярні сяйва та магнітні бурі.
Сонячний вітер буває двох видів: повільний і швидкий. Повільні потоки воднево-гелієвої плазми рухаються зі швидкістю не більше 400 км/с і мають температуру близько 1,5 мільйона градусів. Швидкий вітер має в своєму складі атоми неіонізованого водню, рухається зі середньою швидкістю 750 км/с і вдвічі холодніший за повільний вітер.
Потоки іонів забирають із собою частину маси зірки. Розраховано, що за 150 мільйонів років Сонце втрачає частинок із загальною масою, яка дорівнює масі Землі.
Відстань, на яку поширюється цей феномен із надзвуковою швидкістю, позначається як геліосфера. Вона становить понад 20 астрономічних одиниць (а.о.), а потім через значне зниження швидкості потоків іонізованих частинок геліосфера переходить у міжзоряне середовище.
0 коментарів