Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

В конце 1960-х гг. Спенсер Р.Вирт детально исследовал возникновение новых активных областей на Солнце. Использование метода киносъемки, показывающего развитие активной области на Солнце в ускоренном темпе, позволило ретроспективно проследить развитие солнечного пятна вплоть до первых нескольких часов его появления. Одним из удивительных открытий было то, что всплывающая из-под солнечной поверхности арка магнитного поля первоначально образует произвольный угол по отношению к экватору. Однако через несколько часов под действием магнитного поля и за счет перестройки силовых линий всплывающая трубка разворачивается и занимает нужное положение. Таким образом обеспечивается параллельность пары солнечных пятен по отношению к экватору на Солнце. Тот факт, что ориентация трубок на более ранних стадиях почти случайна, предполагает, что магнитное поле под поверхностью может представлять собой хаотическое переплетение силовых линий.

Когда всплывает арка магнитного поля новой группы пятен, она разворачивается и занимает нужное положение. Асимметричный характер области солнечных пятен может возникать следующим образом. Если всплывающее магнитное поле нуждается лишь в небольшом повороте, группа пятен растет. Когда же это поле необходимо повернуть на большой угол, «неправильное» пятно (пятно с обратной полярностью) больше, и группа вскоре исчезает. По этой причине почти у всех в действительности наблюдаемых пятен предшествующее пятно больше; другие группы просто не выживают.

«Скайлэб» впервые дал астрономам возможность исследовать протяженные структуры активных областей, простирающиеся в верхнюю хромосферу и нижнюю корону. Наблюдения, проводившиеся одновременно на нескольких «невидимых» длинах волн, выявили тонкую структуру в области, лежащей непосредственно над активной областью в фотосфере. Наиболее важным открытием было то, что активные области, несомненно, определяются арочными магнитными трубками. Внутри этих трубок, упирающихся своими основаниями в солнечную поверхность, удерживается высокотемпературное вещество.

В максимуме солнечной активности новые области появляются из-под фотосферы с частотой одной области в день. Они всплывают на поверхность за счет конвекции в центре супергрануляционных ячеек.

Гелиофизиков до сих пор занимает проблема относительно более низкой температуры внутри солнечных пятен. Вне всякого сомнения, в пятне работает мощный процесс охлаждения, который отводит тепло от пятна столь эффективно, что температура падает почти на 2000 К. Существует несколько возможных объяснений этого. Одно из них заключается в том, что сильное магнитное поле, захваченное опускающимся вниз под фотосферу веществом, может в значительной степени замедлить процесс конвекции и таким образом создать изолирующий слой под пятном, резко уменьшив приток энергии. Аналогично действует изолирующее перекрытие из стекловаты или минерального волокна, уменьшающее число оборотов больших конвективных ячеек непосредственно под перекрытием крыши. Зимой снег медленнее всего тает на хорошо изолированных крышах из-за того, что они самые холодные. Другое возможное объяснение состоит в том, что над пятнами вещество, быстро растекаясь, охватывает большую площадь, вследствие того, что стекает вдоль силовых линий. Это растекание плазмы должно приводить к локальному охлаждению фотосферы. И наконец, существует предположение о том, что над пятном генерируются магнитно-гидродинамические волны и что они могут накачивать энергию вверх в корону. Теории, теории, теории...; какая же из них верна? Может быть, их комбинация? Все теории имеют свои трудности, одной из которых является то, что энергию, уносимую из пятна, явно не удается обнаружить где-либо в другом месте. Если модель изолирующего слоя верна, почему мы не видим вокруг края пятна ярких колец, через которые должно уходить отклоняемое тепло? И аналогично, если существует какой-то механизм накачки, то следовало бы ожидать, что в короне будут видны яркие точки. В конце концов, холодильники и морозильники должны иметь теплообменник или вентилятор для того, чтобы избавиться от ненужного тепла.