Протуберанец , иногда называемый нитью , [ a] представляет собой большую ярко-красную структуру плазмы и магнитного поля, простирающуюся наружу от поверхности Солнца , часто в форме петли. Протуберанцы прикреплены к поверхности Солнца в фотосфере и простираются наружу, в солнечную корону . В то время как корона состоит из чрезвычайно горячей плазмы, протуберанцы содержат гораздо более холодную плазму, аналогичную по составу хромосфере .
Протуберанцы формируются в течение примерно одного дня и могут сохраняться в короне в течение нескольких недель или месяцев, перемещаясь в космос на сотни тысяч километров. Некоторые протуберанцы могут вызывать выбросы корональной массы . В настоящее время ученые исследуют, как и почему образуются протуберанцы.
Типичный выступ простирается на многие тысячи километров; длина самого большого из зарегистрированных объектов оценивалась в более чем 800 000 км (500 000 миль), [2] что примерно соответствует солнечному радиусу .
Первое подробное описание солнечного протуберанца было в Лаврентьевском кодексе XIV века , описывающем солнечное затмение 1 мая 1185 года . Их описывали как «пламенеющие языки горящих углей». [3] [4] [5]
Протуберанцы были впервые сфотографированы во время солнечного затмения 18 июля 1860 года Анджело Секки . Из этих фотографий впервые удалось определить высоту, излучательную способность и многие другие важные параметры. [6]
Во время солнечного затмения 18 августа 1868 года спектроскопы впервые смогли обнаружить наличие эмиссионных линий от протуберанцев. Обнаружение линии водорода подтвердило, что протуберанцы имеют газообразную природу. Пьеру Янсену также удалось обнаружить эмиссионную линию, соответствующую неизвестному в то время элементу, ныне известному как гелий . На следующий день Янссен подтвердил свои измерения, записав линии излучения от теперь уже свободного Солнца - задача, которая никогда раньше не решалась. Используя его новые методы, астрономы смогли ежедневно изучать протуберанцы. [7]
Сегодня используется ряд различных схем классификации выдающихся мест. Одна из наиболее широко используемых и основных схем классифицирует протуберанцы на основе магнитной среды, в которой они образовались. Есть три класса:
Активную область и покоящиеся протуберанцы также можно отличить по их излучаемым спектрам . Спектры протуберанцев активной области идентичны спектру верхней хромосферы, имеющей сильные линии He II, но очень слабые линии ионизованных металлов. С другой стороны, спектры спокойных протуберанцев идентичны спектрам, измеренным на высоте 1500 км (930 миль) в хромосфере с сильными линиями H, He I и ионизированных металлов, но слабыми линиями He II. [12]
Протуберанцы образуются в магнитных структурах, известных как каналы накаливания , где они термически экранированы от окружающей короны и поддерживаются против гравитации. Эти каналы находятся в хромосфере и нижней короне над границами между областями противоположной фотосферной магнитной полярности, известными как линии инверсии полярности (PIL). [b] Наличие филаментного канала является необходимым условием для образования выступа, но филаментный канал может существовать и без выступа. Множественные выступы могут образовываться и извергаться из одного канала нити в течение срока службы канала. Магнитное поле, составляющее канал нити, преимущественно горизонтальное и направлено в одном направлении по обе стороны от PIL (см. § Хиральность). [13] [14] [15]
Материал протуберанца не занимает всю ширину канала нити; туннельноподобная область, менее плотная, чем корона, известная как корональная полость , занимает объем между выступом и вышележащей магнитной аркадой. [7]
Типичные протуберанцы имеют узкую структуру, ориентированную вдоль канала нити, известного как шип. Позвоночник определяет верхнюю часть основной части протуберанца и обычно имеет форму вертикального листа, который на обоих концах расходится к фотосфере. Многие протуберанцы также имеют более мелкие структуры, называемые зазубринами, которые аналогичным образом расходятся от позвоночника к хромосфере и фотосфере. И шипы, и зазубрины состоят из тонких нитей, которые отслеживают магнитное поле, подобно хромосферным фибриллам . [14]
Холодный материал протуберанца, из которого состоят шипы и зазубрины, — ядро протуберанца — окружен переходной областью протуберанца-короны ( PCTR ), где существует крутой градиент температуры. PCTR отвечает за большую часть оптического излучения протуберанцев. [7]
Над каналами накала лежат всеобъемлющие магнитные аркады, которые могут простираться на расстояние от 50 000 до 70 000 км (от 31 000 до 43 000 миль) в корону. Над этими аркадами замкнутое корональное магнитное поле может распространяться радиально наружу, образуя так называемый « шлемный стример» . [16] Эти стримеры могут достигать солнечного радиуса или более над поверхностью Солнца. [7]
Каналы нитей и их известность, если они присутствуют, демонстрируют хиральность . При наблюдении со стороны канала нити с положительной магнитной полярностью канал называют правосторонним, если горизонтальное магнитное поле ориентировано вправо, и левосторонним , если оно ориентировано влево. Правые каналы чаще обнаруживаются в северном полушарии Солнца, а левосторонние каналы чаще в южном полушарии.
Горизонтально ориентированное магнитное поле заставляет хромосферные фибриллы вдоль канала нити лежать почти параллельно PIL и антипараллельно друг другу на противоположных сторонах PIL. Направления ориентации этих фибрилл зависят от хиральности канала. На стороне PIL с положительной магнитной полярностью правые каналы имеют фибриллы, идущие вправо, и заусеницы, идущие вправо, тогда как левосторонние каналы имеют фибриллы, идущие влево, и заусеницы, идущие влево. Кроме того, вышележащие магнитные аркады правых каналов смещены влево, а магнитные аркады левосторонних каналов — вправо. [7]
Точный механизм, приводящий к образованию солнечных протуберанцев, в настоящее время неизвестен. Модели должны быть в состоянии объяснить формирование канала нити и его зависящую от полушария хиральность, а также происхождение плотной плазмы, составляющей ядро протуберанца. [7]
Некоторые протуберанцы выбрасываются из Солнца в ходе так называемого извержения протуберанцев . Эти извержения могут иметь скорость от 600 км/с до более 1000 км/с. [1] По меньшей мере 70% извержений протуберанцев связаны с выбросом коронального материала в солнечный ветер , известным как выброс корональной массы . [17]
СМИ, связанные с выдающимися местами, на Викискладе?
