Właściwa strona - http://www.wiw.pl/Astronomia/0704-slonce.asp Wiw Matematyka i przyroda: Astronomia Biologia Fizyka Matematyka Humanistyka: Historia Kultura antyczna Literatura Plastyka Inne: Szkoły wyższe Biblioteka Wszechświat w obrazkach Słowniki Nowinki Nowości Jesteś tutaj: Wirtualny Wszechświat Astronomia Słońce Tematy - Historia astronomii - Narzędzia i metody astronomii - Astronomia sferyczna i praktyczna - Badania kosmiczne - Układ Słoneczny - Słońce - Parametry fizyczne i budowa - Jądro - Otoczka - Atmosfera - Promieniowanie - Aktywność - Przyszłość - Galaktyki - Kosmologia - Niebo w tym miesiącu - Eseje Szukacz Przeszukaj za pomocą Szukacza: witrynę Astronomia cały Wirtualny Wszechświat Przeszukaj inne witryny wydawnictwa Prószyński i S-ka Jak zadawać pytania? Atmosfera Słońca [ 1 ] [ 2 ] Rozkład temperatury i gęstości w atmosferze Słońca. Najniżej położoną warstwą słonecznej atmosfery jest fotosfera: temperatura spada w niej wraz ze wzrostem wysokości od około 10 tysięcy kelwinów K do minimalnej wartości 4100 K ok. 500 km nad powierzchnią Słońca, czyli warstwą o temperaturze mniej więcej 6000 K. Jednocześnie gęstość gazu w fotosferze maleje prawie tysiąckrotnie. Powyżej fotosfery temperatura wzrasta na skutek rozpraszania fal mechanicznych w coraz bardziej rozrzedzonej materii: najpierw w stosunkowo niewielkim stopniu w chromosferze do 25 tysięcy K, następnie gwałtownie w tzw. warstwie przejściowej, której grubość wynosi zaledwie 100 km. Ponad warstwą przejściową rozciąga się korona, w której średnia temperatura zbliża się do miliona stopni, a gęstość maleje od 10 -11 do 10 -15 kg/m 3 . Zewnętrzne warstwy gazu, w których nieprzezroczystość maleje na tyle, by fotony mogły uciekać w przestrzeń kosmiczną, tworzą słoneczną atmosferę - najlepiej poznany obszar Słońca. W atmosferze wyróżnia się trzy główne warstwy, charakteryzujące się odmiennymi warunkami fizycznymi: fotosferę, chromosferę i koronę. Słońce nie ma stałej powierzchni. Otoczka konwekcyjna, w której temperatura i gęstość maleją z odległością od centrum, przechodzi w sposób ciągły w atmosferę. W powierzchniowych warstwach otoczki spadek temperatury i gęstości jest tak gwałtowny, że na przestrzeni kilkuset kilometrów nieprzezroczystość materii maleje o wiele rzędów wielkości. Gaz z całkowicie nieprzezroczystego staje się całkowicie przezroczysty, dzięki czemu olbrzymia większość fotonów ucieka w przestrzeń kosmiczną. W efekcie prawie całe promieniowanie Słońca głównie w zakresie widzialnym i podczerwonym pochodzi z cienkiej warstwy - fotosfery. Jej grubość wynosi nieco ponad 100 km. Z tego też powodu fotosferę często utożsamia się z powierzchnią Słońca. Niewielka grubość tej warstwy sprawia, że Słońce obserwowane w świetle widzialnym jest tarczą z ostro zarysowanym brzegiem. Ziarnista struktura powierzchni Słońca - granulacja - jest wynikiem ruchów konwekcyjnych, które przenoszą energię w zewnętrznych obszarach słonecznej otoczki. Jasne ziarna - granule w kształcie nieregularnych wielokątów - są komórkami konwekcyjnymi, w których środku materia wypływa na powierzchnię, a schłodzona w atmosferze tonie na brzegach. Wzór granulacji ciągle się zmienia: czas życia granul o rozmiarach typowych 1500 km wynosi nieco ponad 10 minut. Fot. National Solar Observatory/Sacramento Peak USA. W fotosferze Słońca obserwujemy olbrzymią różnorodność zjawisk dynamicznych, związanych głównie z procesami konwekcyjnymi. Jej charakterystyczną cechą jest ziarnistość struktury - granulacja. Jasne obszary o rozmiarach 1000-2000 km, otoczone ciemniejszymi pasmami, tworzą granule, których rozmieszczenie i kształt ciągle się zmieniają. Czas życia granuli wynosi około 10 minut. Powstają one na skutek gwałtownej zmiany warunków transportu energii w dolnych warstwach fotosfery. Na skutek wzrastającej przezroczystości materii fotony stają się ponownie najwydajniejszym środkiem transportu energii. Wynurzająca się z prędkością około 1 km/s materia bardzo szybko traci niesioną energię na rzecz promieniowania. Wydajnie chłodzony gaz zwiększa gęstość i - stając się cięższym od otoczenia - zaczyna opadać ku środkowi. Powstaje w ten sposób komórka konwekcyjna: ze wznoszącym się w swym centrum gorącym gazem i chłodniejszym opadającym na brzegach. Procesy konwekcyjne w otoczce zachodzą w różnych skalach, z których granulacja jest najmniejszą z obserwowanych. Istnienie większych komórek konwekcyjnych manifestuje się na powierzchni głównie poprzez systematyczne przepływy materii. Jest to ruch o niewielkich prędkościach, a więc trudny do zaobserwowania. Mezogranulacja tworzona jest przez komórki o rozmiarach horyzontalnych od 7 do 10 tysięcy km. W komórkach tych materia wypływa z prędkością około 150 m/s, prawie 10 razy wolniej niż w granulach, za to horyzontalna składowa prędkości może osiągać wartość do 1 km/s. Jeszcze większe komórki, o średnicy mniej więcej 30 tysięcy km, tworzą supergranulację. W centrum supergranuli materia wypływa z prędkością około 50 m/s, a na jej brzegach opada dwukrotnie szybciej. Horyzontalny przepływ odbywa się z prędkością 300-500 m/s. Czas życia supergranul sięga jednego dnia. O tym, że ruchy konwekcyjne zachodzą również w skali 10 8 m 100 tysięcy km, wnioskowano do niedawna pośrednio, na podstawie ruchów długo żyjących niejednorodności fotosfery takich jak komórki supergranulacji, plamy słoneczne, czy włókna magnetyczne. W 1998 r. na podstawie obserwacji prowadzonych z satelity SOHO wykazano obecność na Słońcu tzw. gigantycznych komórek konwekcyjnych. Ruch w tej skali odbywa się bardzo powoli kilka m/s i obejmuje całą głębokość warstwy konwekcyjnej, natomiast na powierzchni Słońca - obszary rozciągające się ponad 30 o w szerokości i długości heliograficznej. Obok chaotycznego ruchu związanego z konwekcją w fotosferze obserwowane są fale akustyczne - zarówno te, które odbijają się od fotosfery i tworzą widmo drgań własnych, będących przedmiotem badań heliosejsmologicznych, jak i takie, które przechodząc wyżej, unoszą ze sobą energię mechaniczną. Granulacja nie jest jedyną formą niejednorodności fotosfery. Pole magnetyczne również wpływa na jasność tej warstwy. Duże koncentracje pola tworzą pory i plamy słoneczne, które są ciemniejsze od otoczenia. Małe elementy magnetyczne są z kolei jaśniejsze, a spychane przez ruchy związane z supergranulacją ku brzegom komórek tworzą ciągi jasnych punktów flokuł, które układają się w jasną sieć fotosferyczną. [ 1 ] [ 2 ] Wiw - strona główna | Astronomia i kosmologia | Biologia | Fizyka | Matematyka | Historia | Kultura antyczna | Literatura | Szkoła-Plastyka | Nowinki | Nowości | Szkoły wyższe | Biblioteka | Wszechświat w obrazkach | Słowniki | Copyright Prószyński i S-ka SA 2000. All rights reserved. Wszystkie prawa zastrzeżone.