Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ

СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ

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

Все указанные проявления С. а., как правило, тесно связаны между собойи имеют место в т. н. активных областях, в к-рых выходят на поверхностьсильные магн. поля. Это свидетельствует об общей природе проявлений С. <а.: все они связаны с магн. полем Солнца. Поэтому под С. а. в узком смыслечасто понимают почти периодич. переменность магн. поля Солнца. Последняяхарактеризуется неск. параметрами, или индексами активности, важнейшимиз к-рых является цюрихское относит. число солнечных пятен, или Вольфачисло. Оно определяется по ф-ле , где f - общее число пятен на видимой полусфере Солнца, g - числогрупп пятен, k - коэф., позволяющий привести наблюдательные данныеразл. обсерваторий н стандартной шкале цюрихских чисел. Среднее за годцюрихское число, как ц средние годовые числа др. активных явлений на Солнце, <изменяется с периодом ок. 11 лет, что и наз. циклом С. а. или солнечнымциклом. Ср. широта пятен также изменяется в ходе цикла: первые пятнацикла появляются около широт 30°, последние - гораздо ближе к солнечному экватору, около широт 8°.Это изменение (часто называемое законом Шперера) лучше всего иллюстрируетсят. <н. диаграммой «бабочек М а у н д е р а» (рис. 2). Поскольку с пятнамисвязаны др. проявления С. а., напр. флоккулы и вспышки, их статистич. поведениетакже 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 вблизиминимума активности.

При смене цикла С. а. меняется полярность общего магн. поля Солнца, <а в группах пятен меняется полярность ведущего (западного) пятна. Поэтомуправильнее говорить о 22-летнем цикле. Каждый чётный (по принятой нумерации)цикл образует пару с соседним нечётным циклом. Эта закономерность хорошопрослеживается, напр., на широтном распределении активных областей (рис.3). На весьма ограниченном наблюдат. материале находят свидетельства модуляцииамплитуды цикла С. <а. с длинными периодами: ок. 80, 200, 400 и 600 лет. <Регистрация др. явлений, таких, как полярные сияния, а также абс. хронологияпо содержанию изотопов углерода в годичных кольцах древесины и т. д. косвеннымобразом свидетельствуют о долгопериодич. вариациях С. а. и, в частности, <о существовании очень низкого уровня С. а. 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 показаныпериоды смены знака общего магнитного поля Солнца. Внизу - схематическоеизображение широтного хода активных областей с учётом разной полярностимагнитного поля (сплошная линия и пунктир). Штриховкой обозначены зоныобразования пятен (- широта).

Происхождение и изменчивость магн. полей, обусловливающих наблюдаемыепроявления С. а.,- один из фундам. вопросов физики Солнца. Солнечные магн. <поля почти всегда (исключение составляют вспышки) «вморожены» в проводящуюсреду - солнечную плазму и движутся вместе с ней. Поэтому практически всеизменения магн. полей в атмосфере и внутри Солнца связаны с движениямисреды. Неоднородное вращение и конвекция, особенно при наличии турбулентныхдвижений, внутри Солнца могут усиливать первоначально слабые поля и поддерживатьих. Такой процесс получил назв. гидромагнитного динамо и в целомнеплохо описывает особенности поведения крупномасштабного магн. поля Солнца. <В большинстве моделей динамо неоднородное (дифференциальное) вращение Солнцаиспользуется для вытягивания крупномасштабного тороидального (перпендикулярногок плоскости, содержащей ось вращения Солнца) магн. поля из крупномасштабногополоидального (лежащего в плоскости, проходящей через ось вращения) магн. <поля. Тороидальное поле в свою

очередь генерирует новое полоидальное поле посредством закручиваниясиловых линий под действием силы Кориолиса в конвективных потоках. Благодарятакой связи становится возможным поддержание незатухающего магн. поля. <Взаимодействие полоидального и тороидального компонентов крупномасштабногомагн. поля может иметь характер почти периодических нелинейных колебаний, <что и является основой для интерпретации цикла С. а. как динамо-процесса.

С. а. оказывает значит. воздействие на процессы, происходящие в межпланетноми околоземном пространствах, в атмосфере и биосфере Земли (см. Солнечно-земныесвязи).

Лит.: В и т и н с к и и Ю. И., Солнечная активность, 2 изд.,М., 1983; Вайнштейн С. И., Зельдович Я. Б., Рузмамкин А. А., Турбулентноединамо в астрофизике, М., 1980; М о ф ф а т Г. К., Возбуждение магнитногополя в проводящей среде, пер. с англ., М., 1980; Паркер Е. Н., Космическиемагнитные поля, пер. с англ., ч. 1-2, М., 1982; П р и с т Э. Р., Солнечнаямагнитогидродинамика, пер. с англ., М., 1985. Б. В. Сомов.