Что такое грануляция в астрономии кратко

Обновлено: 04.07.2024

ГРАНУЛЯ́ЦИЯ, тон­кая ди­на­мич. струк­ту­ра, по­кры­ваю­щая всю сво­бод­ную от пя­тен сол­неч­ную фо­то­сфе­ру, вы­зван­ная про­ник­но­ве­ни­ем кон­век­тив­ных по­то­ков сол­неч­ной плаз­мы из верх­не­го яру­са кон­век­тив­ной зо­ны в фо­то­сфе­ру. Г. мож­но не­по­сред­ст­вен­но на­блю­дать в те­ле­скоп в бе­лом све­те при очень хо­ро­ших ат­мо­сфер­ных ус­ло­ви­ях. Впер­вые Г. на­блю­да­ли в 19 в. У. Гер­шель , Дж. Не­смит и итал. ас­тро­ном А. Сек­ки; пер­вую фо­то­гра­фию Г. по­лу­чил П. Ж. С. Жан­сен (1877).

Горячая плазма поднимается от поверхности Солнца столбами, но с высотой остывает и становится "тяжелее", что приводит к тому, что верхние слои плазмы начинают стремиться в центр Солнца, а как мы знаем из физики, самая эффективная по кпд форма это не круг, а сота, вот стекающие потоки плазмы, вытесняемые снизу новыми, находят золотую середи между восходящими потоками, совершая как можно меньшую работу снисходя между. Но так как Солнце это очень динамический процесс, то не получается идеальных сот.


Вы можете поделиться своими знаниями, улучшив их ( как? ) Согласно рекомендациям соответствующих проектов .

Солнечная грануляция видна на поверхности солнца (The фотосфере ) в виде светлой структуры зерен (горячий) , окруженная более темными и узкими областями, intergranules.

Он состоит из восходящих горячих плазменных ячеек (от 5000 до 6000 Кельвинов ), окруженных более холодной плазмой (примерно на 400 Кельвинов меньше, чем центр гранул). Размер этих гранул колеблется от нескольких сотен километров для самых маленьких до примерно 2000 км для самых больших. Их общепринятый средний размер составляет 1000 км (примерно 1,3 угловой секунды при наблюдении с Земли ).

Грануляция, которую уже наблюдал в 1801 г. В. Гершель , являлась предметом многочисленных наблюдений: мы можем, в частности, процитировать работу Дж. Янссена (1896 г.), который оценил размер зерен между 750 и 1500 км , и работу Шевалье (1908), который оценил их продолжительность жизни в 5 минут. Конвективный характер грануляции был определен еще в 1930 году Альбрехтом Унсельдом , и спектроскопические наблюдения показали восходящее движение гранул (вертикальные скорости порядка нескольких километров в секунду) и нисходящее движение межгранул (Richardson & Schwarschild, 1950). . Гранулы также демонстрируют движение расширения от 1,6 до 2,6 км / с (Brandt et al. 1991).

Таким образом, гранулирование является очень динамичным явлением, поскольку срок службы гранулы обычно не превышает 5-10 минут. Гранулы могут проявлять различные типы эволюции: обычно постепенное исчезновение, часто фрагментация, которая иногда может проявляться в виде взрывчатых гранул. Реже гранулы могут сливаться (4% населения, согласно ЛаБонте и др., 1973).


Сравнительный (примерный) размер солнечной грануляции и Европы. Средний размер солнечной гранулы - 1000 км . Изображение получено с помощью телескопа Жана Рёша обсерватории Пик-дю-Миди .

Поверхность Солнца

На фото — не куча золотых слитков неправильной формы и не карамельный попкорн, а самое детальное на данный момент изображение фотосферы Солнца.

Раньше рассмотреть процесс грануляции с Земли было проблематично из-за относительно низкого разрешения наземных солнечных телескопов. С появлением DKIST ситуация изменилась. Беспрецедентного разрешения позволяет добиться четырехметровое зеркало — самое большое зеркало наземного солнечного телескопа в мире — вкупе с отличным астроклиматом на вершине гавайского вулкана Халеакала (высота около 3 км над уровнем моря).

Обсерватория Халеакала

Обсерватория Халеакала стоит выше облаков — ничто не мешает ей наблюдать Солнце. Фото с сайта nso.edu

Зеркало телескопа изготовлено из специальной стеклокерамики толщиной 7,6 см, она сохраняет свою форму даже при сильных перепадах температуры. Стеклокерамика покрыта тонким слоем алюминия, который обеспечивает поверхность с высокой отражающей способностью, необходимую для оптических и инфракрасных волн, на которых работает телескоп. Изображение фотосферы Солнца получено на длине волны 789 нм, это инфракрасное излучение.

Схема DKIST

С одной стороны, Солнце — гигантский термоядерный реактор, расположенный на крошечном в астрономических масштабах расстоянии примерно в 150 млн км от нас, что позволяет рассмотреть его во всех деталях, а с другой — вполне заурядная звезда. Изучая ее, можно понять процессы, происходящие в звездах. Согласно распространенной среди астрономов шутке, наблюдать Солнце в телескоп можно дважды в жизни: сперва одним глазом, потом оставшимся. Нынешние технологии позволяют сделать наблюдения ближайшей к нам звезды безопасными и информативными.

Сейчас солнечная астрономия переживает всплеск. DKIST только-только достроен, а в полноценную эксплуатацию его планируется ввести в июле 2020 года. Но, учитывая его текущие успехи, уже можно надеяться на новые открытия.

Эти космические аппараты позволяют не только получать фундаментальные научные знания (и красивые картинки), но и, например, предсказывать так называемую космическую погоду — солнечную активность, которая может влиять и на повседневную жизнь. Потоки заряженных частиц высоких энергий, которые рождаются во время всплесков этой активности, долетая до Земли, вызывают возмущения в магнитном поле — полярные сияния в высоких широтах, сбои в работе навигационных спутниковых систем и даже перебои в работе наземной электросети (в случае особо яростного шторма).

Читайте также: