uabooks.top

1. Fotoszféra. A napkorong látszólag élesen határolt. Ez azért van, mert a Nap szinte teljes látható sugárzása egy nagyon vékony rétegből — a fotoszférából származik. A felső légköri rétegek gyenge sugárzását teljes napfogyatkozás esetén figyelhetjük meg, amikor a Hold korongja teljesen eltakarja a fotoszférát, és láthatóvá válik a kromoszféra és a napkorona. A fotoszféra, kromoszféra és a napkorona alkotják a Nap légkörét (4.2. ábra).

A fotoszféra vastagsága nem haladja meg a 300 km-t. A legfeltűnőbb objektumok a Napon azok a sötét foltok, amelyek közül egy nagyítva látható a 4.5. ábrán. A foltok átmérője néha eléri a 200 ezer km-t. Az egészen kicsi foltokat pórusoknak nevezik. A fotoszféra fényes, keskeny és kevésbé fényes közökkel elválasztott foltok összességére emlékeztet — ezeket szemcséknek (granuláknak) nevezik. A szemcsék mérete átlagosan közel 700 km. A szemcsék által alkotott kép állandóan változik (akár 5-10 perc alatt képesek megjelenni és eltűnni). A plazma a szemcsékben felfelé áramlik, a szemcsék közötti térrészekben lefelé. Ezért a szemcsék és a sötét részek hőmérsékletének különbsége elérheti a 600 K fokot. A szemcsék állandó keletkezésének és eltűnésének folyamatát granulációnak nevezzük.

A napfoltok által alkotott kép lassúbb, de szintén állandó változásban van: a foltok megjelennek, növekednek és eltűnnek (4.6. ábra). A napfoltok élettartama egyenlő a Nap 2-3 tengelyfordulatának idejével. A foltok 2-2,5 ezer fokkal hűvösebbek a fotoszféránál, ezért a fényes napkorong hátterén sötétnek tűnnek.

4.6. ábra. A napfoltok méretének és alakjának változási üteme

A napfoltok általában csoportokban jelennek meg egy kisebb területen, amely az egyenlítővel párhuzamosan húzódik. A csoportban mérete szerint megkülönböztetünk két folttípust: vezető (nyugati) foltot, amely az első a Nap forgási irányában, és a követő foltot. A napfoltok állandó megfigyelései azt mutatják, hogy a Nap a bolygók forgásirányában forog, és az egyenlítőjének síkja az ekliptikával 7° 15' szöget zár be.

Azt is megállapították, hogy a Nap forgásának szögsebessége csökken az egyenlítőtől a pólusokig. A Nap tengelyforgásának periódusa 25 nap az egyenlítő térségében, és 30 nap a pólusoknál. A napfoltok többéves megfigyelései azt mutatják, hogy a napfoltok száma ciklikusan változik. Időnként csak néhány keletkezik, míg vannak időszakok, amikor több tíz nagy folt jön létre egyidejűleg. Egy ilyen ciklus átlagosan 11 évig tart.

A napfoltokon kívül a fotoszférában megfigyelhetőek napfáklyák - fénylő képződmények, amelyek fehér fényben láthatóak többnyire a napkorong szélénél. Osz-szetett szálas szerkezettel rendelkeznek, hőmérsékletük néhány száz fokkal magasabb a fotoszféra hőmérsékleténél.

A napfoltok és napfáklyák keletkezése a Nap mágneses terével van összefüggésben. A kutatások eredményei azt mutatják, hogy a Nap mágneses terének indukciója kétszer nagyobb, mint a Föld felszínén, viszont a napfoltok megjelenésének helyén több ezerszeresére növekszik, elérve a 0,5 T értéket. Ez a konvekció gyengüléséhez vezet, így a hőmérséklet a napfolt középső részén csökken.

2. A fotoszféra hőmérséklete. A Nap folytonos színképeben a legnagyobb energiájú sugárzás а Я_тах = 470 nm hullámhossznak felel meg. így a Wien-féle eltolódási

törvény szerint meghatározható hőmérséklet:

3. A légkor külső rétégéi: kromoszfera es napkorona. A fotoszféra felett helyezkedik el a Nap kromoszférája. Teljes kiterjedése 10-15 ezer km. A kromoszfera felső rétegei felé haladva a hőmérséklet 4500 K-től több tízezerig emelkedik. A kromoszféra sugárzása néhány százszor gyengébb a fotoszféra sugárzásánál, ezért a megfigyeléséhez speciális módszereket alkalmaznak, amelyek segítségével kimutatható a gyenge sugárzás. A kromoszféra szerkezetére az egyenetlen anyageloszlás jellemző, és megjelenése leginkább hosszúkás nyelveket vagy fogazatot idéz - ezek a szpikulák, amelyek hossza közel 10 ezer km, s leginkább lángoló fűre emlékeztetnek. A szpikulák a kromoszféra alsó rétegéből lökődnek ki 30 km/s sebességgel, élettartamuk mindössze néhány perc. Egyidejűleg akár 250 ezer tüske is megfigyelhető a Nap felszínén.

A napkorong szélein jól láthatóak a protuberanciák¹ - az árkádokra emlékeztető gigantikus gázhidak, amelyek látszólag a kromoszférára támaszkodnak. A protuberanciák méretének és alakjának változása (4.7. ábra) szoros összefüggésben van a Nap mágneses terével. A protuberanciák kiemelkednek a napkorona hátteréből, mivel nagyobb a sűrűségük és a hőmérsékletük 10⁴ K. Az aktív protuberanciák anyagának áramlási sebessége elérheti a 200 km/s értéket, a magasságuk akár 40-szerese is lehet a Föld sugarának.

A kromoszférában nagy energiájú és gyors folyamatok is megfigyelhetőek, mint amilyenek a napkitörések (4.8. ábra). Ezek a kromoszféra hirtelen kifényesedései, amelyek élettartama néhány perctől akár 3 óráig terjedhet. A napkitörések leggyakrabban a napfoltcsoportok felett keletkeznek, és 100 000 km/s sebességű gázkilökődés jellemzi őket.

Napkorona - a Nap legkisebb sűrűségű és legforróbb rétege, amelynek kiterjedése elérheti a Nap sugarának több százszorosát, és a benne levő plazma hőmérséklete az 1 millió fokot (4.9. ábra).

A napkorona fényessége milliószor kisebb a fotoszféra fényességénél. Ennek okán kizárólag teljes napfogyatkozás során vagy speciális teleszkópokkal - koronagráfokkal figyelhető meg. A napkorona kis sűrűségét és magas hőmérsékletét ^{1 *}

¹A protuberanciát filamentumnak hívjuk, ha a képzó'dményt az elnyelési hullámhossza

kon vizsgáljuk (a ford, megjegyzése).

igazolják a színképelemzési vizsgálatok, valamint a korona rádió- és röntgensugárzása.

A napkorona magas hőmérsékleti értékeit a fotoszférából induló, nagy energiával rendelkező anyag áramlatainak köszönheti. Azokon a területeken, ahol a napkorona anyagának sűrűsége gyorsan csökken, a hanghullámokéval megegyező frekvenciájú hullámok lökéshullámokká alakulnak. Ezek a hullámok gyorsan csillapulnak, mechanikai energiájuk hővé alakul. A magas hőmérséklet következtében a napkorona sűrűsége kis mértékben csökken, így a Nap légkörének külső rétegei elérik a Föld keringési pályáját.

4. Mágneses terek és aktív képződmények. A Nap tömege, sugara, az általa kisugárzott energia gyakorlatilag állandó, de a légkör minden egyes szintjén megfigyelhetőek szerkezeti képződmények, amelyek fizikai paraméterei időben változóak.

A Nap légkörében periodikusan megfigyelhető, időben változó folyamatok összességét a Nap aktivitásának nevezzük.

A Nap aktivitása a fotoszférában megfigyelhető napfoltok és napfáklyák, a protuberanciák, napkitörések megjelenésében, valamint a légkör és a napkorona anyagkilökődéseiben nyilvánul meg. Azokat a helyeket, ahol ezek a képződmények létrejönnek, aktív területeknek nevezzük (4.10. ábra). Minden aktív képződmény összefüggésben van a többivel a mágneses tér által, és állandó változásban van a Nap aktív területein. Az aktivitás központjai bizonyos mélységben keletkezve a fotoszféra alatt, hosszan kiterjednek messze a napkoronába.

A XIX. sz. közepén Rudolf Wolf (1817—1893) svájci csillagász azt javasolta, hogy jellemezzék a Nap aktivitását a napfoltok viszonylagos számával (később elnevezték őket Wolf-számoknak): W = lOg + /, aholg— a napfoltcsoportok száma; f— a Nap korongján az adott pillanatban egyidejűleg megfigyelhető napfoltok összessége.

A nap aktivitását jellemzik még a napfoltok összterületével, a centiméteres hullámhosszúságú rádiósugárzás intenzitásával. A 11 éves ciklus kezdetén, a W minimum után, a napfoltok az egyenlítőtől viszonylag távol, a 30° szélességnél jönnek létre. A ciklus folyamán a napfoltok zónája közelebb helyeződik az egyenlítőhöz, a 15° szélességig W maximális esetén, és 8° szélességig a következő minimumnál. Ezután a 30° szélességnél az új ciklus napfoltjai kezdenek kialakulni. Ezek a törvényszerűségek mindenhol érvényesek az aktív területekre.

Nem csak a napfoltok megjelenésében, de általában véve a Nap aktivitásában is megfigyelhető all éves ciklus (a ciklusok hossza valójában 7,5 évtől 16 évig ingadozik).

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Milyen rétegekből áll a Nap légköre?

2. Mit nevezünk a Nap fotoszférájának?

3. Milyen képződmények jellemzőek a Nap fotoszférájára?

4. Miért látjuk a fotoszféránál sötétebbnek a napfoltokat?

5. Mit nevezünk granulációnak?

6. Mit nevezünk kromoszférának és napkoronának?

7. Milyen jelenségek figyelhetőek meg a Nap kromoszférájában és a napkoronában?

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko