солнечных пятен очень мощны — их напряженность нередко достигает 3000 эрстед, что почти в 6000 раз больше напряженности земного магнитного поля. Сила электрического тока, необходимая для создания такого мощного магнитного поля, должна измеряться биллионами ампер!
Стоит заметить, что Солнце, как и Земля, обладает еще общим магнитным полем. Но оно очень слабое — его напряженность не превышает 1 эрстеда.
Когда большое солнечное пятно, достигнув максимальных размеров, начинает уменьшаться, а затем исчезает, магнитное поле, хотя и ослабленное, остается существовать вплоть до появления нового пятна в той же области.
И вообще «затухание» магнитных полей в фотосфере совершается очень медленно — теоретически можно доказать, что полное уничтожение магнитного поля в условиях Солнца возможно лишь за сотни лет.
Как это ни горько признать, но до сих пор нет теории, полностью объясняющей происхождение солнечных пятен.
Одно ясно — охлаждение солнечных газов внутри пятна вызвано действием местного магнитного поля. Оно тормозит движение газов поперек силовых линий, сдерживает конвекцию. Поэтому под пятном почти прекращается циркуляция газов, которая переносит из глубины Солнца наружу значительное количество энергии, газы охлаждаются, и пятно кажется черной оспиной на ослепительном лике Солнца.
Неискушенному в астрономии человеку может показаться, что Солнце «оканчивается» там, где видит глаз резко очерченный край солнечного диска. Но это не так. В те редкие моменты, когда Солнце покрывается черным диском Луны, вокруг затмившегося Солнца виден оранжево-красный ободок с небольшими выступами, напоминающими язычки пламени. Самое же примечательное в такие минуты — изумительно красивое жемчужно-серебристое сияние, со всех сторон окружающее Солнце.
Оранжевый ободок — солнечная хромосфера («цветная оболочка»). Пламенеобразные выступы — солнечные протуберанцы. Сияние вокруг затмившегося Солнца — солнечная корона. А все эти образования, вместе взятые, образуют весьма обширную солнечную атмосферу.
Атмосфера Солнца гораздо разреженнее его фотосферы, не говоря уже о солнечных недрах. Ее свечение несравненно слабее ослепительного блеска фотосферы. В частности, корона Солнца на ночном небе сияла бы не ярче полной Луны. Поэтому астрономам приходится прибегать к различным техническим ухищрениям, чтобы всегда, в любой ясный день наблюдать солнечную атмосферу. Самый нижний ее слой, непосредственно прилегающий к фотосфере, имеет плотность в сотни раз меньше плотности комнатного воздуха (3·10-8 г/см3) В более высоких слоях солнечная атмосфера еще разреженнее. Здесь, как и повсюду на Солнце, преобладает водород и гелий с ничтожной примесью остальных элементов.
Кстати сказать, красно-оранжевая окраска хромосферы вызвана именно водородом, интенсивно излучающим красные лучи.
При наблюдениях в специальные телескопы хромосфера несколько напоминает горящую прерию. В ней заметны спикулы — продолговатые быстроменяющиеся выступы, гораздо меньшие по размерам, чем протуберанцы. Длина каждой спикулы составляет несколько тысяч километров, а толщина около 1000 км. Это как бы волокна в хромосфере, через которые совершается обмен веществом между хромосферой и короной.
В фотосфере пятна и факелы — активные образования.
Действительно, чем их больше, тем сильнее «взбудоражено» Солнце. Иначе говоря, количество пятен и факелов может служить мерой солнечной активности.
В атмосфере Солнца к активным образованиям в первую очередь относятся так называемые флоккулы и протуберанцы.
Посмотрите на вклейки. Перед вами фотоснимки Солнца, полученные с помощью спектрогелиографа. Этот сложный прибор обладает замечательным свойством — он позволяет рассматривать и изучать Солнце как бы «по частям».
В нем есть специальные фильтры, пропускающие, например, только те лучи, которые посылает водород. Тогда получают фотоснимок Солнца, как говорят, в лучах водорода. Можно сфотографировать Солнце в лучах гелия или, скажем, кальция. На таких снимках, именуемых спектро-гелиограммами, видны яркие, неправильной формы пятна, почти совпадающие по положению и очертаниям с фотосферными факелами. Это своеобразное продолжение факелов в солнечной атмосфере называют флоккулами.
Протуберанцы, пожалуй, самое величественное и грандиозное, что мы наблюдаем на Солнце. Особенно сильное впечатление остается после просмотра кинофильмов, где развитие протуберанцев показано в ускоренном темпе.
Вот висит над Солнцем колоссальное облако, внешне похожее на муравьеда. Это так называемый спокойный протуберанец, который в целом остается неподвижным. Но странная картина: из этого протуберанца к поверхности Солнца вытягиваются какие-то газовые «щупальца», и видно, как по этим искривленным путям под действием электромагнитных сил всасывается вещество протуберанца в фотосферу.
Взрывные, или эруптивные, протуберанцы ведут себя совсем иначе. Вот взлетает над Солнцем, непрерывно распухая, чудовищно огромное облако газа. Оно поднимается на высоту, почти равную диаметру Солнца (1 300 000 км), а затем рассеивается в окружающее пространство. Есть, конечно, среди взрывных протуберанцев и более спокойные, которые, взлетев по вертикали на не очень большую высоту, затем как бы всасываются обратно в недра Солнца.
Не все пока ясно в природе протуберанцев, их движении. Очевидно, однако, что только тяготением и давлением света эти явления объяснить невозможно. Здесь, несомненно, действуют очень мощные электрические и магнитные силы.
В хромосфере иногда возникают вспышки, называемые хромосферными или просто солнечными. Внешне они менее эффектны, чем протуберанцы. Заметить их можно лишь на спектрогелиограммах и, крайне редко, в «общем свете», глазом. Между тем это самое мощное и самое важное для человека проявление солнечной активности.
На спектрогелиограммах вспышка видна как внезапное (за несколько минут!) и резкое возрастание в яркости какого-нибудь флоккула. Чувствуется, что на Солнце произошел какой-то взрыв незообразимой мощности. И действительно, подсчеты показывают, что при рядовой солнечной вспышке выделяется столько же энергии, сколько при одновременном взрыве 30 тысяч водородных бомб.
Причины солнечных вспышек пока не вполне ясны.
Возможно, их энергия создается за счет энергии мощных и быстроменяющихся магнитных полей. Но для дальнейшего рассказа важно отметить, что каждая хромосферная вспышка непременно порождает три следствия.
Во-первых, резко увеличивается мощность рентгеновых лучей, излучаемых Солнцем.
Во-вторых, еще более заметно (иногда в миллионы раз!) растет поток радиоволн, посылаемых Солнцем в мировое пространство.
В-третьих, каждая солнечная вспышка как бы выстреливает в пространство скопище так называемых корпускул — в основном протонов, электронов и альфа-частиц с незначительной примесью ядер атомов других элементов.
Каждое такое скопище образует корпускулярный поток, улетающий от Солнца со скоростью около 7000 км/сек.
