الشمس وتأثيرها على الأرض

ضع كرسيًا في منتصف الغرفة ، واتجه نحو مواجهته ، واجعل عدة دوائر حوله. ولا يهم أن الكرسي ثابت - سيبدو لك أنه يتحرك في الفضاء ، لأنه سيكون مرئيًا على خلفية كائنات متعددة من بيئة الغرفة.

بنفس الطريقة ، تدور الأرض حول الشمس ، ويبدو لنا ، نحن سكان الأرض ، أن الشمس تتحرك على خلفية النجوم ، مما يجعلها ثورة كاملة عبر السماء في عام واحد. تسمى حركة الشمس هذه سنوياً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشمس ، مثل جميع الأجرام السماوية الأخرى ، تشارك في الحركة اليومية للسماء.

يسمى المسار بين النجوم التي يحدث على طولها حركة الشمس السنوية باسم مسير الشمس.

تصنع الشمس ثورة كاملة على مسير الشمس في السنة ، أي تقريبًا لمدة 365 يومًا ، بحيث تتحول الشمس إلى 360 درجة / 365≈1 درجة خلال اليوم.

نظرًا لأن الشمس تتحرك من سنة إلى أخرى على طول المسار نفسه تقريبًا ، أي يتغير موقع مسير الشمس بين النجوم مع الزمن ببطء شديد ، يمكن رسم خريطة مسير الشمس على المخطط النجمي:

هنا الخط الأرجواني هو خط الاستواء السماوي. فوقها هو جزء من نصف الكرة الشمالي من السماء المتاخمة لخط الاستواء ، تحته هو الجزء الاستوائي لنصف الكرة الجنوبي.

يصور الخط المتموج الزيتي المسار السنوي للشمس عبر السماء ، أي مسير الشمس. فوقها يقول ما هو موسم السنة يبدأ في نصف الكرة الأرضية الشمالي عندما تكون الشمس في المنطقة المقابلة من السماء.

تتحرك صورة الشمس على الخريطة على طول مسير الشمس من اليمين إلى اليسار.

خلال السنة ، لدى الشمس وقت لزيارة الأبراج البروجية الإثني عشر وواحدة أخرى ، في أوفيوتشوس (من 29 نوفمبر إلى 17 ديسمبر) ،

على مسير الشمس هناك أربع نقاط خاصة.

BP هو الاعتدال الربيعي. الشمس ، التي تمر بالاعتدال الربيعي ، تسقط من نصف الكرة الجنوبي من السماء إلى نصف الكرة الشمالي.

LS هو نقطة الانقلاب الصيفي ، نقطة مسير الشمس الموجود في نصف الكرة الشمالي من السماء والأبعد عن خط الاستواء السماوي.

العلاقات العامة هو الاعتدال الخريف. الشمس ، التي تمر عبر نقطة الاعتدال الخريفي ، تسقط من نصف الكرة الشمالي من السماء إلى نصف الكرة الجنوبي.

و ES هو نقطة الانقلاب الشتوي ، نقطة من مسير الشمس تقع في نصف الكرة الجنوبي من السماء والأبعد من خط الاستواء السماوي.

نقطة الكسوفت	الشمس في هذه المرحلة من مسير الشمس.	بداية الموسم الفلكي
الاعتدال الربيع
الانقلاب الصيفي
الاعتدال الخريفي
الانقلاب الشتوي

أخيراً ، كيف تعرف أن الشمس تتحرك حقاً عبر السماء بين النجوم؟

حاليا هذه ليست مشكلة على الإطلاق. يمكن رؤية النجوم الأكثر سطوعًا في التلسكوب حتى أثناء النهار ، لذلك يمكن رؤية حركة الشمس من بين النجوم بمساعدة تلسكوب ، إن شئت ، بشكل مباشر.

في عصر ما قبل التلسكوبي ، قاس الفلكيون طول الظل من عقرب ، وهو عمود رأسي ، والذي سمح لهم بتحديد المسافة الزاويّة للشمس إلى خط الاستواء السماوي. بالإضافة إلى ذلك ، لم يلاحظوا الشمس نفسها ، ولكن النجوم تعارض تمامًا الشمس ، أي تلك النجوم التي كانت فوق الأفق عند منتصف الليل. ونتيجة لذلك ، حدد علماء الفلك القديم موقع الشمس في السماء ، وبالتالي ، فإن موقف مسير الشمس بين النجوم.

الشمس وتأثيرها على الأرض

1) مقدمة

تاريخ الملاحظات على الشمس

الخصائص العامة

الهيكل الداخلي

الشمس الجو

بقع الشمس

جو الشمس

تاج الشمس

مسار الشمس بين النجوم

يوم الأحد

الشمس سنوية المسار

كسوف الشمس

الاشعة فوق البنفسجية من الشمس

مكان الشمس في المجرة

دورات الطاقة الشمسية

كيف تؤثر الشمس على الأرض

أشعة الشمس الطاقة

الرياح الشمسية والمجالات المغناطيسية بين الكواكب

قصف مع جزيئات حيوية

نشاط الشمس وصحة الانسان

14) المراجع

مقدمة

ربما يعرف الجميع أنه لا يمكن النظر إلى الشمس بالعين المجردة ، بل وأكثر من ذلك في تلسكوب بدون مرشحات ضوئية داكنة خاصة أو أجهزة أخرى تضعف الضوء. إهمال هذه النصيحة ، يخاطر المراقب بالحرق الشديد للعين. أسهل طريقة لمشاهدة الشمس هي عرض صورتها على شاشة بيضاء. بمساعدة منظار صغير هواة ، يمكنك الحصول على صورة مكبرة للقرص الشمسي. ماذا يمكن أن نرى في هذه الصورة؟

بادئ ذي بدء ، يوجه الانتباه إلى حدة الحافة الشمسية. الشمس عبارة عن كرة غاز لا تحتوي على حدود واضحة ، وكثافتها تتناقص تدريجيًا. لماذا ، إذن ، هل نراها بشكل واضح؟ الشيء هو أن معظم الإشعاع المرئي للشمس يأتي من طبقة رقيقة جدا ، والتي لها اسم خاص - الفوتوسفير (من اليونانية - "مجال الضوء"). سمكها لا يتجاوز 300 كيلومتر. إنها هذه الطبقة الرقيقة التي تخلق الراصد خداعًا بأن الشمس لها "سطح"

تاريخ الملاحظات

يبدأ تاريخ المراقبة التلسكوبية للشمس بالملاحظات التي أدلى بها G. Gallieus في عام 1611 ؛ تم اكتشاف البقع الشمسية ، تم تحديد فترة دوران الشمس حول محوره. في عام 1843 ، اكتشف عالم الفلك الألماني G. Schwabe الطبيعة الدورية للنشاط الشمسي. سمح لنا تطوير طرق التحليل الطيفي بدراسة الظروف المادية على الشمس. في عام 1814 ، اكتشف J. Fraunhofer خطوط امتصاص الظلام في طيف الشمس - وهذا يمثل بداية دراسة التركيب الكيميائي للشمس. منذ عام 1836 ، لوحظت بانتظام كسوف شمسي ، مما أدى إلى اكتشاف الكورونا الشمسي والكروموسفير ، بالإضافة إلى البروزات الشمسية. في عام 1913 ، لاحظ الفلكي الأمريكي ج. هايل تقسيم زيمان لخطوط فراونهوفر من طيف البقع الشمسية ، وهذا يثبت وجود حقول مغناطيسية على الشمس. بحلول عام 1942 ، حدد عالم الفلك السويدي ب. إيدلين وآخرون عدة خطوط من طيف إكليل الشمس مع خطوط العناصر المتأينة للغاية ، مما يثبت درجة الحرارة العالية في الهالة الشمسية. في عام 1931 ، اخترع بيو ليو فقه الشمس ، مما جعل من الممكن مراقبة الاكليل والكروموسفير خارج الكسوف. في أوائل الأربعينيات من القرن العشرين ، تم اكتشاف البث الراديوي للشمس. كان تطوير الديناميكيات الهيدروجينية والفيزياء البلازمية دافعًا هامًا لتطوير الفيزياء الشمسية في النصف الثاني من القرن العشرين. بعد بداية عصر الفضاء ، تجري دراسة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية للشمس بواسطة طرق علم الفلك خارج الغلاف الجوي باستخدام الصواريخ والمراصد المدارية الأوتوماتيكية على سواتل الأرض ومختبرات الفضاء مع الأشخاص على متنها.

ميزة عامة

الشمس ، الجسم المركزي للنظام الشمسي ، هي كرة بلازما ساخنة. الشمس هي أقرب نجم إلى الأرض. كتلة الشمس هي 1.990 10 530 كجم (332958 مرة كتلة الأرض). كتلة 99.866 ٪ تتركز في الشمس النظام الشمسي. اختلاف المنظر الشمسي هو 8.794 "(4.263 10 5 راديان). تتراوح المسافة من الأرض إلى الشمس من 1.4710 10 511 م (في يناير) إلى 1.5210 10 511 (في يوليو) ، بمتوسط 1.4960 10 511 م. وتعتبر هذه المسافة وحدة فلكية واحدة ، حيث يبلغ متوسط قطر الزاوي للشمس 1919.26 "(9.305 10 5-3 rad) ، وهو ما يتوافق مع القطر الخطي للشمس الذي يساوي 1.392 х10 59 م (109 أضعاف قطر خط استواء الأرض). يبلغ متوسط كثافة الشمس 1.41 10 53 كجم / م. تسارع السقوط الحر على سطح الشمس هو 273.98 م / ث. تبلغ السرعة الكونية الثانية على سطح الشمس 6.18 10 55 م / ث. درجة الحرارة الفعلية لسطح الشمس ، تحدد وفقا لقانون الإشعاع من ستيفان بولتزمان ، هو 5770 K بالإشعاع الكلي للشمس.

يحدث دوران الشمس حول المحور في نفس اتجاه دوران الأرض ، في مستوى مائل 7 ° 15 "إلى مستوى مدار الأرض (مسير الشمس). يتم تحديد سرعة الدوران بواسطة الحركة الظاهرية لأجزاء مختلفة في الغلاف الجوي الشمسي وعن طريق تحويل الخطوط الطيفية في الطيف حواف القرص الشمسي بسبب تأثير دوبلر ، وهكذا ، وجد أن فترة دوران الشمس ليست هي نفسها عند خطوط العرض المختلفة ، حيث يتم تحديد موضع الأجزاء المختلفة على سطح الشمس باستخدام إحداثيات الهليوغرافية المقاسة من خط العرض الهليوغرافي الاستوائي من الزوال المركزي للقرص الشمسي المرئي أو من بعض الزوال المحدد كزوال خطي أولي (ما يسمى بخط الزوال كارينغتون) .في نفس الوقت ، تدور الشمس كجسم صلب.دورة واحدة بالنسبة إلى الأرض هي نقطة مع خط العرض الهليوغرافي لـ 17 ° 27.275 يوما (الفترة السينودسية): يبلغ زمن دوران الشمس عند نفس خط عرض الشمس بالنسبة للنجوم (فترة فلكية) 25.38 يوما. تختلف سرعة الدوران الزاوي لـ 7f 0 للدوران الفلكي مع خط العرض اللولبي من 7w0 وفقًا للقانون: 7w0 = 14.33 ° -3 ° sin527f في اليوم. وتبلغ سرعة الدوران الخطية عند خط استواء الشمس حوالي 2000 م / ثانية.

الشمس كنجمة هي قزم أصفر نموذجي ويقع في الجزء الأوسط من التسلسل الرئيسي للنجوم على الرسم البياني هيرتزسبرونج-رسل. إن الحجم النجمى البصري للصور المرئية الظاهرة هو -26.74 ، إن الحجم النجمى المرئي المطلق M4v هو +4.83. مؤشر اللون للشمس هو لحالة المناطق الطيفية الزرقاء (B) والمناطق البصرية (M) M4B0-M4V0 = 0.65. الفئة الطيفية للشمس G2V. وتبلغ سرعة الحركة بالنسبة لإجمالي النجوم الأقرب 19.7 10 53 م / ث. تقع الشمس داخل أحد الفروع الحلزونية للمجرة الخاصة بنا على مسافة حوالي 10 كيلوجرامات من مركزها. الفترة المدارية للشمس حول مركز المجرة حوالي 200 مليون سنة. عمر الشمس حوالي 5 10 59 سنة.

البنية الداخلية

يتم تحديد البنية الداخلية للشمس تحت افتراض أنها جسم متماثل كروي وتكون في حالة توازن. إن معادلة نقل الطاقة ، وقانون حفظ الطاقة ، ومعادلة الغاز المثالية للدولة ، وقانون ستيفان بولتزمان ، وحالة التوازن الهيدروستاتي ، والإشعاعي ، والحمل الحراري ، إلى جانب السطوع الكلي ، والكتلة الكلية ونصف القطر للشمس ، وتركيبه الكيميائي ، المحدد من الملاحظات ، تجعل من الممكن بناء نموذج داخلي هيكل الشمس. ويعتقد أن محتوى الهيدروجين في الشمس بالكتلة يبلغ حوالي 70٪ ، أما الهليوم فيبلغ حوالي 27٪ ، أما محتوى جميع العناصر الأخرى فهو حوالي 2.5٪. بناءً على هذه الافتراضات ، يتم حساب أن درجة الحرارة في مركز الشمس هي 10-15 10 56 K ، وتبلغ الكثافة حوالي 1.5 10 55 kg / m ، والضغط هو 3.4 10 516 نيوتن / متر (حوالي 3 10 511 الغلاف الجوي). إن مصدر الطاقة الذي يعيد تغذية الخسائر الإشعاعية ويحافظ على درجة الحرارة العالية للشمس هو التفاعلات النووية التي تحدث في داخل الشمس. يبلغ متوسط كمية الطاقة المتولدة داخل الشمس 1.92 erg / g / s. يتم تحديد إطلاق الطاقة عن طريق التفاعلات النووية ، حيث يتم تحويل الهيدروجين إلى الهليوم. يمكن إجراء مجموعتين من التفاعلات الحرارية النووية على الشمس: ما يسمى بروتون البروتون (الهيدروجين) ودورة الكربون (دورة المثالية). على الأرجح ، هناك دورة بروتون بروتون تتكون من ثلاثة تفاعلات تسود الشمس ، في أولها تشكل نوى الهيدروجين نواة الديوتيريوم (نظير كثيف للهيدروجين ، الكتلة الذرية ؛ في ثاني نواة نوى الهيدروجين لنظير الهيليوم للكتلة الذرية 3 و أخيراً ، في الثلثين منها ، يتم تشكيل نوى نظير هيليوم ثابت مع كتلة ذرية 4.

يحدث نقل الطاقة من الطبقات الداخلية للشمس بشكل رئيسي من خلال امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من الأسفل وما يتبعه من ندر. نتيجة لخفض درجة الحرارة ، يزداد طول الموجة الإشعاعية تدريجيا مع المسافة من الشمس ، وتحمل معظم الطاقة إلى الطبقات العليا. يلعب نقل الطاقة بواسطة حركة المادة الحارة من الطبقات الداخلية ، ويبرد داخل (الحمل) دورًا مهمًا في الطبقات الأعلى نسبيًا التي تشكل منطقة الحمل الحراري للشمس ، والتي تبدأ على عمق حوالي 0.2 دائرة نصف قطرها الشمسية وتبلغ سماكة حوالي 10 58 م. ينمو مع المسافة من مركز الشمس وفي الجزء الخارجي من منطقة الحمل الحراري تصل إلى (2-2.5) × 10 53 م / ث. في الطبقات الأعلى (في الغلاف الجوي للشمس) يتم نقل الطاقة مرة أخرى عن طريق الإشعاع. في الغلاف الجوي العلوي للشمس (في chromosphere و corona) ، يتم تسليم بعض الطاقة بواسطة موجات ميكانيكية ومغناطيسية مغنطيسية ، يتم توليدها في منطقة الحمل الحراري ، ولكن يتم امتصاصها فقط في هذه الطبقات. تكون الكثافة في الغلاف الجوي العلوي صغيرة جدًا ، ولا يمكن إزالة الطاقة اللازمة بسبب الإشعاع والتوصيل الحراري إلا إذا كانت الطاقة الحركية لهذه الطبقات كبيرة بما يكفي. وأخيراً ، في الجزء العلوي من الكورونا الشمسية ، يتم نقل معظم الطاقة بعيداً عن طريق تيارات المادة التي تتحرك من الشمس ، أو ما يسمى بالرياح الشمسية. يتم تعيين درجة الحرارة في كل طبقة على مستوى أن الطاقة متوازنة تلقائيا: كمية الطاقة الموردة بسبب امتصاص جميع أنواع الإشعاع ، الموصلية الحرارية أو حركة مادة تساوي مجموع جميع خسائر الطاقة للطبقة.

يتم تحديد الإشعاع الكلي للشمس بواسطة الإضاءة التي أنشأتها على سطح الأرض - حوالي 100 ألف لوكس ، عندما تكون الشمس في أوجها. خارج الغلاف الجوي على مسافة متوسطة من الأرض من الشمس ، والإضاءة هو 127 ألف لوكس. قوة الشمس هي 2.84 10 527 الشموع. ويطلق على كمية الطاقة التي تأتي في دقيقة واحدة إلى منصة 1 سم ، وضعت عموديا على أشعة الشمس خارج الغلاف الجوي في المسافة المتوسطة من الأرض من الشمس ، ثابت الشمسي. يبلغ إجمالي طاقة الإشعاع الشمسي 3.83 10 526 واط ، منها حوالي 10 10 517 واط تضرب الأرض ، ويبلغ متوسط سطوع سطح الشمس (عندما يتم رصده خارج الغلاف الجوي للأرض) 1.98 10 59 nt ، فإن سطوع مركز القرص الشمسي هو 2.48 10 59 nt. ينخفض سطوع القرص الشمسي من الوسط إلى الحافة ، ويتوقف هذا الانخفاض على طول الموجة ، بحيث يكون السطوع على حافة القرص الشمسي للضوء ذي الطول الموجي 3600A هو 0.2 من سطوع مركزه ، وبالنسبة لـ 5000A فهو عبارة عن 0.3 من مركز القرص الشمسي . على حافة قرص الشمس ، ينخفض السطوع 100 مرة على أقل من ثانية واحدة من القوس ، لذلك تبدو حدود قرص الشمس شديدة الوضوح.

إن التركيب الطيفي للضوء المنبعث من الشمس ، أي توزيع الطاقة في مركز الشمس (بعد مراعاة تأثير الامتصاص في الغلاف الجوي للأرض وتأثير خطوط فراونهوفر) ، يتوافق عمومًا مع توزيع الطاقة في إشعاع جسم أسود مطلق بدرجة حرارة تبلغ حوالي 6000 كلفن. ومع ذلك ، في بعض أجزاء الطيف هناك انحرافات ملحوظة. الطاقة القصوى في طيف الشمس تقابل طول موجي 4600 A. طيف الشمس هو طيف مستمر ، لا يفرضه أكثر من 20 ألف خط امتصاص (خطوط Fraunhofer). تم تحديد أكثر من 60٪ منهم مع خطوط طيفية للعناصر الكيميائية المعروفة من خلال مقارنة الطول الموجي والكثافة النسبية لخط الامتصاص في الطيف الشمسي مع أطياف المختبر. تعطي دراسة خطوط فراونهوفر معلومات ليس فقط عن التركيب الكيميائي للغلاف الجوي الشمسي ، ولكن أيضًا عن الظروف الفيزيائية في تلك الطبقات التي يتكون فيها بعض الامتصاص. العنصر الغالب على الشمس هو الهيدروجين. عدد ذرات الهليوم أقل ب 4-5 مرات من ذرات الهيدروجين. عدد ذرات كل العناصر الأخرى مجتمعة أقل 1000 مرة على الأقل من عدد ذرات الهيدروجين. من بينها ، الأوكسجين والكربون والنيتروجين والمغنيسيوم والحديد وغيرها أكثر وفرة. في طيف الشمس ، يمكنك أيضًا تحديد الخطوط التي تنتمي إلى بعض الجزيئات والجذور الحرة: OH و NH و CH و CO وغيرها.

تقاس الحقول المغناطيسية على الشمس بشكل رئيسي بتقسيم زيمان لخطوط الامتصاص في الطيف الشمسي. هناك عدة أنواع من الحقول المغناطيسية على الشمس. إجمالي المجال المغناطيسي للشمس صغير ويصل إلى قوة 1 من هذه القطبية أو تلك وتتغير بمرور الوقت. يرتبط هذا الحقل ارتباطًا وثيقًا بالمجال المغناطيسي بين الكواكب وبنية قطاعه. الحقول المغناطيسية المرتبطة بالنشاط الشمسي يمكن أن تصل إلى عدة آلاف في البقع الشمسية. يتم الخلط بين بنية الحقول المغناطيسية في المناطق النشطة ، حيث يتم تبديل الأقطاب المغناطيسية ذات القطبية المختلفة. كما تمت مصادفة مناطق مغناطيسية محلية ذات شدة مجال للمئات خارج البقع الشمسية. تخترق الحقول المغناطيسية كلا من الكروموسفير والإكليل الشمسي.

تلعب العمليات المغنطيسية الديناميكية والبلازمية دورًا مهمًا في الشمس. عند درجة حرارة تتراوح بين 5000 إلى 10،000 كلفن ، يتأين الغاز بما يكفي ، وتكون الموصلية كبيرة ، ونتيجة للتدرج الهائل للظواهر الشمسية ، تكون قيمة التفاعلات الكهروميكانيكية والمغناطيسية كبيرة جدًا.

الغلاف الجوي للأحد

يتكون الغلاف الجوي للشمس من طبقات خارجية يمكن ملاحظتها. تقريبا كل إشعاع الشمس يأتي من الجزء السفلي من الغلاف الجوي لها ، ودعا photosphere. واستناداً إلى معادلات نقل الطاقة الإشعاعية ، والتوازن الديناميكي الحراري الإشعاعي والمحلي ، وتدفق الإشعاع المرصود ، يمكن للمرء نظريًا بناء نموذج لتوزيع الحرارة والكثافة مع العمق في الصورة الضوئية. يبلغ سمك الفوتوسفير حوالي ثلاثمائة كيلومتر ، ومتوسط الكثافة هو 3 10 4-5 كجم / م. تتقلص درجة الحرارة في الفوتوسفير عندما تنتقل إلى طبقات خارجية أكبر ، وتبلغ القيمة المتوسطة لها حوالي 6000 كلفن ، على حدود الفوتوسفير حوالي 4200 ك.وتتغير الضغط من 2 10 54 إلى 10 52 ن / م. يتجلى وجود الحمل الحراري في المنطقة الفرعية لصورة ضوئية للشمس في السطوع غير المتساوي في الفوتوسفير ، وهو التحبب الواضح له - ما يسمى بنية التحبيب. الحبيبات هي بقع مشرقة ذات شكل دائري أكثر أو أقل. حجم الحبيبات 150-1000 كم ، ومدة الحياة 5-10 دقائق ، ويمكن ملاحظة حبيبات فردية لمدة 20 دقيقة. في بعض الأحيان تشكل الحبيبات عنقود يصل حجمه إلى 30 ألف كيلومتر. تكون الحبيبات أكثر سطوعًا بنسبة 20-30٪ من الفجوات بين الخلايا الحبيبية ، والتي تقابل متوسط درجة حرارة قدره 300 كلفن. وعلى عكس التكوينات الأخرى ، يكون التحبيب على سطح الشمس هو نفسه عند جميع خطوط العرض الهليوجرافية ولا يعتمد على النشاط الشمسي. إن سرعة الحركات الفوضوية (السرعات المضطربة) في الفوتوسفير ، وفقاً للتعريفات المختلفة ، هي 1-3 كم / ثانية. تم العثور على الحركة التذبذبية شبه الدورية في الاتجاه الشعاعي في الفوتوسفير. وهي تحدث في مواقع ذات أبعاد تتراوح بين 2 و 3 آلاف كيلومتر مع فترة حوالي خمس دقائق وسعة حوالي 500 م / ث. بعد عدة فترات ، تتلاشى التذبذبات في هذا المكان ، ثم يمكن أن تظهر مرة أخرى. كما أظهرت عمليات الرصد وجود خلايا تحدث فيها الحركة في الاتجاه الأفقي من مركز الخلية إلى حدودها. سرعة هذه الحركات حوالي 500 م / ث. حجم الخلايا supergranular هو 30-40 ألف كيلومتر. ووفقاً للموقف ، تتطابق الحوافر الكبيرة مع خلايا الشبكة الكروموسفيرية. في حدود المجال المغناطيسي فوق الحبيبي هو تعزيز. ويعتقد أن الحبيبات الفائقة تعكس على عمق عدة آلاف من الكيلومترات تحت سطح الخلايا الحملية ذات الحجم نفسه. في البداية ، كان من المفترض أن الصورة الفوتوغرافية تنتج إشعاعات مستمرة فقط ، ويتم تشكيل خطوط الامتصاص في طبقة عكس تقع فوقها. في وقت لاحق ثبت أن الخطوط الطيفية وطيف مستمر تتشكل في photosphere. ومع ذلك ، لتبسيط الحسابات الرياضية عند حساب الخطوط الطيفية ، في بعض الأحيان يتم استخدام مفهوم طبقة العكس.

في كثير من الأحيان توجد البقع الشمسية والمشاعل في photosphere.

بقع الشمس

البقع الشمسية هي تشكيلات داكنة ، تتألف ، كقاعدة عامة ، من جوهر داكن (الظل) و penumbra المحيطة به. يصل قطر البقع إلى مائتي ألف كيلومتر. في بعض الأحيان يحيط البقعة بحافة خفيفة. البقع الصغيرة جدا تسمى المسام. عمر البقع من عدة ساعات إلى عدة أشهر. في طيف البقع الشمسية ، هناك خطوط وامتدادات أكثر مما هي في أطياف الفوتوسفير ، وهي تشبه طيف نجم KO الطيفي. ويشير إزاحة الخطوط في طيف البقع نتيجة لتأثير دوبلر إلى حركة المادة في البقع - التدفق عند مستويات أقل ويتدفق في مستويات أعلى ، وتبلغ سرعات الحركة 3000 م / ث. من المقارنات بين شدة الخطوط والطيف المستمر للبقع والفوتوسفير ، تكون البقع أكثر برودة من الفوتوسفير بمقدار 1-2 ألف درجة (4500 كلفن وأقل). نتيجة لذلك ، على خلفية الفوتوسفير ، تبدو البقع مظلمة ، سطوع النواة هو 0.2 - 0.5 من سطوع الفوتوسفير ، وسطوع الظلال حوالي 80 ٪ من الصور البانورامية. جميع البقع الشمسية لها حقل مغناطيسي قوي ، تصل إلى البقع الشمسية الكبيرة من 5 آلاف استرات. عادة ، تشكل البقع مجموعات ، وفقا لمجالها المغناطيسي ، يمكن أن تكون أحادية القطبية ، ثنائية القطب ، ومتعددة الأقطاب ، أي تحتوي على العديد من البؤر ذات القطبية المختلفة ، وغالبا ما تقترن بنقطرة شائعة. دائماً ما تكون مجموعات البقع محاطاً بالمشاعل والعوامات ، والشوائب ، والتوهجات الشمسية تحدث أحياناً بالقرب منها ، وفي الإكليل الشمسي توجد تشكيلات على شكل خوذات فوقها ، مقالي ، جميعها تشكل معاً منطقة نشطة على الشمس. ويختلف المتوسط السنوي لعدد الأماكن الملحوظة والمناطق النشيطة ، وكذلك متوسط المساحة التي تشغلها ، باختلاف مدة 11 سنة. هذا هو متوسط القيمة ، في حين تتراوح مدة الدورات الفردية من النشاط الشمسي من 7.5 إلى 16 سنة. أكبر عدد من البقع المرئية في وقت واحد على سطح الشمس يختلف أكثر من مرتين لدورات مختلفة. تم العثور على معظم البقع في المناطق الملكية ما يسمى ، تمتد من 5 إلى 30 درجة خط العرض الهليوغرافي على جانبي خط الاستواء الشمسي. في بداية دورة النشاط الشمسي ، يكون خط عرض موقع البقع أعلى ، وفي نهاية الدورة - أقل ، وفي خطوط العرض الأعلى ، تظهر بقع دورة جديدة. مجموعات البقع الشمسية ثنائية القطب أكثر شيوعًا ، تتكون من بقع شمسية كبيرة - الرأس والخطوة التالية ، مع قطبية مغناطيسية متقابلة ، وعدة مجموعات أصغر. البقع الرأسية لها نفس القطبية خلال كامل دورة النشاط الشمسي ، هذه القطبية هي عكس في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي للشمس. على ما يبدو ، تمثل البقع انحدارًا في الفوتوسفير ، وكثافة المادة فيها أقل من كثافة المادة في الفوتوسفير على نفس المستوى.

المشاعل

في المناطق النشطة من الشمس ، لوحظت المشاعل - تشكيلات ضوئية فيري واضحة في الضوء الأبيض ، معظمها بالقرب من حافة القرص الشمسي. عادة ، تظهر المشاعل قبل البقع وتوجد بعض الوقت بعد أن تختفي. تتجاوز مساحة مناطق التوهج عدة مرات مساحة مجموعة البقع المقابلة. يعتمد عدد المشاعل على القرص الشمسي على مرحلة دورة النشاط الشمسي. أقصى تباين (18 ٪) من المشاعل بالقرب من حافة قرص الشمس ، ولكن ليس على الحافة. في وسط القرص من المشاعل الشمس تكاد تكون غير مرئية ، على النقيض من ذلك هو صغير جدا. تحتوي المشاعل على بنية ليفية معقدة ، ويعتمد تباينها على طول الموجة الذي يتم فيه رصد الملاحظات. درجة حرارة المشاعل أعلى بضع مئات من درجات درجة الحرارة في الفوتوسفير ، والإشعاع الكلي من سنتيمتر مربع واحد يتعدى واحد في الغلاف الضوئي بنسبة 3-5 ٪. على ما يبدو ، فإن المشاعل ترتفع إلى حد ما فوق photosphere. متوسط مدة وجودها هو 15 يومًا ، ولكن يمكن أن تصل إلى ثلاثة أشهر تقريبًا.

جو الشمس

فوق الطبقة الضوئية ، توجد طبقة من الغلاف الجوي الشمسي ، يطلق عليها طبقة الكروموسفير. وبدون التلسكوبات الخاصة ، لا يمكن رؤية الكروموسفير إلا أثناء الكسوف الشمسي الكلي كحلقة وردية تحيط بقرص مظلم في تلك الدقائق عندما يغطي القمر بالكامل الصورة الضوئية. ثم يمكنك مراقبة طيف الكروموسفير. على حافة قرص الشمس ، يظهر الكروموسفير للمراقب كشريط غير متساوٍ من حيث تبرز أسنان فردية ، شويكات الكروموسفيري. يبلغ قطر الشوكين 200-2000 كم ، وارتفاع 10 آلاف كيلومتر ، وسرعة ارتفاع البلازما في الشوكولا إلى 30 كم / ثانية. في نفس الوقت على الشمس هناك ما يصل إلى 250 ألف شويول. عندما لوحظ في ضوء أحادي اللون ، يمكن رؤية شبكة كريستالية مشرقة على القرص الشمسي ، تتكون من العقيدات الفردية - الصغيرة منها التي يصل قطرها إلى 1000 كيلومتر ، والكبيرة منها من 2000 إلى 8000 كم. العقيدات الكبيرة هي مجموعات صغيرة. حجم خلايا الشبكة هو 30-40 ألف كيلومتر. ويعتقد أن أشباهات تتشكل عند حدود الخلية لشبكة الكروموسفير. تتناقص الكثافة في الكروموسفير مع زيادة المسافة من مركز الشمس. عدد الذرات في مكعب واحد. يختلف السنتيمتر من 10 515 0 بالقرب من الفوتوسفير إلى 10 59 في الجزء العلوي من الغلاف الصبغي. وقد أدت دراسة أطياف الكروموسفير إلى استنتاج مفاده أنه في الطبقة التي يحدث فيها الانتقال من الغلاف الضوئي إلى الكروموسفير ، تمر درجة الحرارة خلال الحد الأدنى ، ويزداد الارتفاع فوق قاعدة الكروموسفير ويصبح 8-10 ألف كيلوفن ، وعلى ارتفاع عدة آلاف من الكيلومترات يصل إلى 15-20 ألف كلفن.

وقد ثبت أنه توجد في الكروموسفير حركة فوضوية من كتل الغاز بسرعات تصل إلى 15 10 53 م / ث. في الكروموسفير ، تكون المشاعل في المناطق النشطة مرئية كتكوينات ساطعة ، وعادة ما تسمى floccules. في الخط الأحمر من طيف الهيدروجين واضح مظاهر الظلام ، ودعا الألياف. على حافة قرص الشمس ، تبرز الألياف إلى ما وراء القرص وتلاحظ ضد السماء كموجودات بارزة. في معظم الأحيان ، توجد ألياف وبروز في أربع مناطق تقع بشكل متناظر بالنسبة إلى خط الاستواء الشمسي: المناطق القطبية إلى الشمال + 40 درجة ومن الجنوب إلى 40 درجة خط العرض الهوائي والمناطق ذات خطوط العرض المنخفضة بالقرب من √ (30 °) في بداية دورة النشاط الشمسي و √ (17 °) في النهاية دورة. تُظهر الألياف والمناطق البارزة في مناطق خطوط العرض المنخفضة دورة مدتها 11 عامًا ، ويتطابق الحد الأقصى لها مع الحد الأقصى للبقع الشمسية. في البروز ذي العرض المرتفع ، يكون الاعتماد على مراحل دورة النشاط الشمسي أقل وضوحًا ، ويحدث الحد الأقصى بعد عامين من البقع الشمسية القصوى. يمكن للألياف ، التي هي نواعم هادئة ، أن تصل إلى طول نصف قطر الشمس وتوجد لعدة ثورات للشمس. يبلغ متوسط ارتفاع البروز فوق سطح الشمس 30-50 ألف كيلومتر ، ويبلغ متوسط طوله 200 ألف كيلومتر ، والعرض هو 5 آلاف كيلومتر. وفقا لبحث A. B. Severny ، وفقا لطبيعة الحركة ، يمكن تقسيم جميع النتوءات إلى 3 مجموعات: الكهرومغناطيسية ، والتي تحدث فيها الحركات على طول مسارات ملتوية مرتبة - خطوط الحقل المغناطيسي للقوة ؛ الفوضى ، التي تسودها الحركة المضطربة غير المرتبة (سرعات 10 كم / ثانية) ؛ ثوران البركان ، حيث يتم طرد مادة الهدوء الأولية مع الحركات الفوضوية بشكل مفاجئ بسرعة متزايدة (تصل إلى 700 كم / ثانية) بعيدا عن الشمس. درجة الحرارة في البروز (الألياف) هي 5-10 آلاف كلفن ، والكثافة قريبة من الكثافة المتوسطة للكروموسفير. فالألياف ، النشطة ، التي تشهد تغيرات سريعة ، عادة ما تختلف بشكل كبير في بضع ساعات أو حتى دقائق. ترتبط بشكل وثيق شكل وطبيعة الحركات في المجالات المغناطيسية في المجال المغنطيسي في الكروموسفير والإكليل الشمسي.

تاج الشمس

الاكليل الشمسي هو الجزء الخارجي والأكثر ندرة في الغلاف الجوي الشمسي ، وتمتد إلى عدة (أكثر من 10) أشعة الشمس الشمسية. حتى عام 1931 ، كان من الممكن ملاحظة التاج فقط خلال الكسوف الشمسي الكلي في شكل لؤلؤة فضية تلمع حول قرص الشمس المغلق على سطح القمر. وتتميز تفاصيل هيكلها بشكل جيد في التاج: الخوذات ، والشبكات ، والأشعة الإكليلية والفرشاة القطبية. بعد اختراع الورقة ، لوحظ أيضا الهالة الشمسية خارج الكسوف. يختلف الشكل العام للإكليل مع طور دورة النشاط الشمسي: خلال سنوات الحد الأدنى ، تمتد الإكليل بقوة على طول خط الاستواء ، وخلال سنوات الحد الأقصى ، تكون كروية تقريبًا. في الضوء الأبيض ، يكون سطوع سطح الهالة الشمسية أقل بمليون مرة من سطوع مركز القرص الشمسي. يتشكل تألقه بشكل أساسي نتيجة تشتت الأشعة الكونية عن طريق الإلكترونات الحرة. تقريبا جميع الذرات في الاكليل هي المتأينة. يبلغ تركيز الأيونات والإلكترونات الحرة عند قاعدة الإكليل 10 59 جسيمًا في 1 سم ، ويتم تسخين الإكليل بالمثل لتسخين الكروموسفير. يحدث أكبر إطلاق للطاقة في الجزء السفلي من الهالة ، ولكن بسبب الموصلية الحرارية العالية ، تكون الإكليل متساوية الحرارة تقريبًا - تنخفض درجة الحرارة ببطء شديد. يحدث تدفق الطاقة في الاكليل بعدة طرق.

في الجزء السفلي من الهالة ، يتم لعب الدور الرئيسي بواسطة نقل الطاقة إلى الأسفل بسبب الموصلية الحرارية. ينتج فقدان الطاقة عن إزالة أسرع الجسيمات من الهالة. في الأجزاء الخارجية من الإكليل تتم معظم الطاقة بواسطة الرياح الشمسية - وهي عبارة عن تيار من الغاز الإكليلي تزداد سرعته مع المسافة من الشمس من عدة كيلومترات / ثانية عند سطحها إلى 450 كم / ثانية على مسافة الأرض. تتجاوز درجة الحرارة في الكورونا 10 56 كلفن. في الطبقات النشطة من الهالة ، تكون درجة الحرارة أعلى - تصل إلى 10 57 كلفن. فوق المناطق النشطة ، يمكن أن يتشكل التكثيف الإكليلي ، الذي يزداد فيه تركيز الجسيمات عشرة أضعاف. جزء من الإشعاع داخل الاكليل هو خطوط الانبعاثات من الذرات المتأينة مضاعفة من الحديد والكالسيوم والمغنيسيوم والكربون والأكسجين والكبريت والعناصر الكيميائية الأخرى. وتتم ملاحظة ذلك في الجزء المرئي من الطيف وفي المنطقة فوق البنفسجية. في الإكليل الشمسي ، يتم توليد الإشعاع الراديوي للشمس في نطاق القياس ، ويتم تضخيم الأشعة السينية مرات عديدة في المناطق النشطة. كما هو موضح في الحسابات ، فإن الإكليل الشمسي ليس في حالة توازن مع الوسط بين الكواكب. تدفقات الجسيمات التي تشكل الرياح الشمسية تنتشر من الاكليل إلى الفضاء بين الكواكب. توجد بين طبقة الكروموسفير والأهليل طبقة انتقال رقيقة نسبياً ، حيث توجد زيادة حادة في درجة الحرارة إلى قيم مميزة للإكليل. يتم تحديد الظروف في ذلك من خلال تدفق الطاقة من الاكليل نتيجة التوصيل الحراري. الطبقة الانتقالية هي مصدر معظم الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. وينتج كل من الكروموسفير والطبقة الانتقالية والإكليل كل الإشعاعات الراديوية المرصودة من الشمس. في المناطق النشطة ، يتغير هيكل chromosphere و corona وطبقة الانتقال. هذا التغيير ، ومع ذلك ، ليس مفهوما جيدا.

في المناطق النشطة من الكروموسفير ، لوحظت زيادات مفاجئة وقصيرة الأجل في السطوع ، يمكن رؤيتها مباشرة في العديد من الخطوط الطيفية. هذه التشكيلات الساطعة موجودة من عدة دقائق إلى عدة ساعات. يطلق عليها اسم التوهجات الشمسية (كانت تسمى سابقا مشاعل chromospheric). من الأفضل رؤية الفلاشات في ضوء خط الهيدروجين ، لكن ألمعها يكون مرئيًا في بعض الأحيان في الضوء الأبيض. في طيف التوهج الشمسي هناك عدة مئات من خطوط الانبعاثات من عناصر مختلفة ، محايدة ومتأينة. درجة حرارة تلك الطبقات من الغلاف الجوي الشمسي ، والتي تعطي توهجًا في الخطوط الكروموسفيرية (1-2) x10 54 K ، في الطبقات العليا - ما يصل إلى 10 57 K. وتبلغ كثافة الجسيمات في الفلاش 10 513 -10 514 في سنتيمتر واحد مكعب. يمكن أن تصل مساحة التوهجات الشمسية إلى 10،515 م ، وعادة ما تحدث التوهجات الشمسية بالقرب من مجموعات البقع الشمسية سريعة التطور مع مجال مغناطيسي من التكوين المعقد. وهي مصحوبة بتنشيط الألياف والعُقبات ، فضلاً عن انبعاثات المادة. مع الفلاش ، يتم تحرير كمية كبيرة من الطاقة (ما يصل إلى 10 521 - 10 525 جول). ومن المفترض أن طاقة التوهج الشمسي يتم تخزينها في البداية في مجال مغناطيسي ، ومن ثم يتم إطلاقها بسرعة ، مما يؤدي إلى تسخين محلي وتسريع البروتونات والإلكترونات ، مما يتسبب في مزيد من التسخين للغاز ، وتوهجه في أجزاء مختلفة من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وتشكيل موجة صدمة. تعطي التوهجات الشمسية زيادة كبيرة في الإشعاع فوق البنفسجي للشمس ، مصحوبة برشقات من الأشعة السينية (أحيانًا قوية جدًا) ، وانبعاثات من البث الراديوي ، وإطلاق كاربوس عالي الطاقة يصل إلى 10 510 ev. في بعض الأحيان يكون هناك رشقات من الأشعة السينية وبدون زيادة التلألؤ في الكروموسفير. ويرافق بعض التوهجات (يطلق عليها اسم مشاعل البروتونات) تدفقات قوية خاصة من الجسيمات النشيطة - الأشعة الكونية للأصل الشمسي. تخلق مشاعل البروتون خطرًا على رواد الفضاء أثناء الطيران ، حيث أن الجسيمات النشيطة التي تصطدم بذرات قذيفة السفينة تولد أشعة سينية وأشعة غاما ، وأحيانًا بجرعات خطيرة.

يختلف مستوى النشاط الشمسي (عدد المناطق النشطة والبقع الشمسية ، وعدد وطاقة التوهجات الشمسية ، وما إلى ذلك) مع فترة حوالي 11 سنة. هناك أيضا تقلبات طفيفة في حجم الحد الأقصى لدورة 11 عاما مع فترة حوالي 90 عاما. على الأرض ، يمكن تتبع دورة 11 سنة إلى عدد من الظواهر ذات الطبيعة العضوية وغير العضوية (اضطرابات المجال المغناطيسي ، الشفق ، الاضطرابات الأيونوسفيرية ، التغير في معدل نمو الشجرة مع فترة حوالي 11 سنة ، يتم تحديدها بالتناوب بين سماكة الحلقات السنوية ، الخ). إن المناطق النشطة المنفصلة من الشمس والموجات قصيرة المدى ، ولكن في بعض الأحيان قوية جدا يحدث فيها تؤثر أيضا على العمليات الأرضية. يمكن أن يصل عمر منطقة مغناطيسية منفصلة على الشمس إلى سنة واحدة. وتتكرر الاضطرابات الناجمة عن هذه المنطقة في الغلاف المغناطيسي والغلاف الجوي العلوي للأرض بعد 27 يومًا (مع فترة دوران الشمس المرصودة من الأرض). تتمثل أقوى مظاهر النشاط الشمسي في ومضات الطاقة الشمسية (الكروموسفيرية) التي تحدث بشكل غير منتظم (عادة بالقرب من فترات النشاط الأقصى) ، ومدتها هي من 5 إلى 40 دقيقة ، ونادراً ما تستغرق عدة ساعات. يمكن أن تصل طاقة التوهج في الكروموسفيري إلى 10،525 جول ، من الطاقة المنطلقة خلال التوهج ، فقط 1-10 ٪ تأتي من الإشعاع الكهرومغناطيسي في المدى البصري. بالمقارنة مع مجموع الإشعاع الشمسي في المدى البصري ، فإن طاقة التوهج ليست كبيرة ، ولكن الإشعاع قصير الموجة من التوهج والإلكترونات المتولدة أثناء التوهجات ، وأحيانًا الأشعة الشمسية الكونية يمكن أن تسهم إسهاما كبيرا في أشعة الشمس والأشعة الكربونية للشمس. خلال فترات زيادة النشاط الشمسي ، تزيد الأشعة السينية مرتين في المدى من 30 إلى 10 نانومتر ، في نطاق 10 - 1 نانومتر بعامل 3-5 ، وفي نطاق 1 - 0.2 نانومتر أكثر من مائة مرة. ومع انخفاض طول الموجة الإشعاعية ، تزداد مساهمة المناطق النشطة في الإشعاع الكلي للشمس ، وفي آخر هذه النطاقات يعود كل الإشعاع تقريبًا إلى المناطق النشطة. تظهر أشعة سينية صلبة بطول موجة أقل من 0.2 نانومتر في طيف الشمس فقط لفترة قصيرة بعد التوهجات.

في نطاق الأشعة فوق البنفسجية (الطول الموجي 180-350 نانومتر) ، يتغير الإشعاع الشمسي خلال دورة 11 سنة بنسبة 1-10٪ فقط ، بينما في النطاق 290-2400 نانومتر يبقى ثابتًا تقريبًا وهو 3.6 10 526 واط.

يضمن ثبات الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس تقارب التوازن الحراري للأرض. لا يؤثر النشاط الشمسي بشكل كبير على طاقة الأرض ككوكب ، ولكن يمكن أن يكون للمكونات الفردية لإشعاع مشاعل كروموسفيري تأثير كبير على العديد من العمليات الفيزيائية والبيوفيزيائية والكيميائية الحيوية على الأرض.

المناطق النشطة هي مصدر قوي للإشعاع الجسيمي. الجسيمات مع طاقات من 1 كيلو فولت (معظمها بروتونات) تنتشر على طول خطوط قوة المجال المغناطيسي بين الكواكب من المناطق النشطة تعزز الرياح الشمسية. تتكرر هذه التحسينات (الرياح) للرياح الشمسية بعد 27 يوما وتسمى المتكررة. تدفقات مماثلة ، ولكن من طاقة وكثافة أكبر ، تحدث أثناء التوهجات. فهي تسبب ما يسمى الاضطرابات المتفرقة للرياح الشمسية وتصل إلى الأرض في فترات زمنية من 8 ساعات إلى يومين. بروتونات ذات طاقة عالية (من 100 مللي فولت إلى 1 GeV) من مشاعل "بروتون" قوية جدًا وإلكترونات بقدرة 10-500 كيلو فولت ، والتي هي جزء من الأشعة الكونية الشمسية ، تصل إلى الأرض بعد مرور عشرات الدقائق من التوهجات. في وقت ما في وقت لاحق ، يأتي أولئك الذين جاءوا إلى "الفخاخ" من المجال المغناطيسي بين الكواكب وانتقل مع الرياح الشمسية. وتؤين الإشعاعات القصيرة والأشعة الكونية الشمسية (عند خطوط العرض العالية) الغلاف الجوي للأرض ، مما يؤدي إلى اختلافات في شفافيتها في الأشرطة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، وكذلك التغيرات في ظروف انتشار الموجات الراديوية القصيرة (في بعض الحالات ، تلاحظ انتهاكات الاتصالات الراديوية قصيرة الموجات).

يؤدي تكثيف الرياح الشمسية الناجمة عن التوهج إلى ضغط الغلاف المغنطيسي للأرض من الجانب الشمسي ، وتضخيم التيارات عند حدودها الخارجية ، والاختراق الجزئي لجسيمات الرياح الشمسية في أعماق الغلاف المغنطيسي ، وتجديد الأحزمة الإشعاعية للأرض بواسطة جسيمات عالية الطاقة. وترافق هذه العمليات تقلبات في شدة المجال المغنطيسي الأرضي (العاصفة المغنطيسية) والشفق والظواهر الجيوفيزيائية الأخرى ، مما يعكس الاضطراب العام في المجال المغنطيسي للأرض. يتم تنفيذ تأثير العمليات النشطة على الشمس (العواصف الشمسية) على الظواهر الجيوفيزيائية من خلال الأشعة القصيرة الموجة ومن خلال المجال المغناطيسي للأرض. على ما يبدو ، هذه العوامل مهمة أيضا للعمليات الفيزيائية والبيولوجية. ليس من الممكن بعد تتبع السلسلة الكاملة للعلاقات التي تؤدي إلى تواتر العديد من العمليات على الأرض لمدة 11 سنة ، لكن المواد الوقائعية الواسعة المتراكمة لا تدع مجالًا للشك في وجود مثل هذه الاتصالات. وهكذا ، تم تأسيس علاقة بين دورة النشاط الشمسي والزلازل والمحاصيل وعددها 11 سنة ، وما إلى ذلك. تشير هذه البيانات إلى وجود تأثير دائم للعلاقات الشمسية الأرضية.

تتم عمليات رصد الشمس باستخدام منكسرات صغيرة أو متوسطة الحجم وتلسكوبات مرآة كبيرة ، يتم فيها تثبيت معظم البصريات وتوجيه أشعة الشمس داخل تركيب التلسكوب الأفقي أو البرجي باستخدام مرآة أو اثنتين متحركة. تم إنشاء نوع خاص من التلسكوب الشمسي ، وهو عبارة عن فقرة خارجية. داخل التاج ، تصبح الشمس مظلمة مع شاشة مبهمة خاصة. في تضييق ، تنقص كمية الضوء المتناثر عدة مرات ، لذلك يمكن للمرء أن يلاحظ خارج الكسوف الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي الشمسي. غالباً ما يتم تزويد التلسكوبات الشمسية بفلاتر ضيقة النطاق ، مما يسمح بإجراء عمليات الرصد في ضوء خط طيفي واحد. كما تم إنشاء مرشحات محايدة خفيفة ذات شفافية متغيرة على طول نصف القطر ، مما يسمح بمراقبة الاكليل الشمسي على مسافة عدة شعاع من الشمس. عادة ما تكون التلسكوبات الشمسية الكبيرة مزودة بمطيافات قوية مع تثبيت فوتوغرافي أو كهروضوئي للأطياف. كما يمكن لجهاز الطيف أن يكون له جهاز مغناطيسي - وهو جهاز لدراسة تقسيم زيمان واستقطابه للخطوط الطيفية وتحديد حجم واتجاه المجال المغنطيسي على الشمس. أدت الحاجة إلى القضاء على تأثير الأرض الجلي للأجواء الأرضية ، وكذلك دراسات الإشعاع الشمسي في الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء وبعض المناطق الطيفية الأخرى الممتصة في الغلاف الجوي للأرض ، إلى إنشاء مراصد مدارية خارج الغلاف الجوي تسمح لأطياف الشمس والتكوينات الفردية على سطحه خارج الغلاف الجوي للأرض .

طريقة نجوم الشمس

يوم الأحد

كل يوم ، يرتفع من الأفق على الجانب الشرقي من السماء ، تسافر الشمس عبر السماء وتختبئ مرة أخرى في الغرب. بالنسبة للمقيمين في نصف الكرة الأرضية الشمالي ، تحدث هذه الحركة من اليسار إلى اليمين ، بالنسبة للجنوبيين - من اليمين إلى اليسار. عند الظهيرة ، تصل الشمس إلى أعلى ارتفاع لها ، أو كما يقول علماء الفلك ، يتوج. الظهيرة هي قمة الذروة ، وأحيانًا يكون القاع عند منتصف الليل. في خطوط العرض الوسطى لدينا ، لا يكون الجزء السفلي من الشمس مرئيًا ، لأنه يحدث تحت الأفق. لكن خلف الدائرة القطبية الشمالية ، حيث لا تغيب الشمس أحيانًا في الصيف ، يمكن للمرء أن يلاحظ كلا من الذروة العلوية والسفلية.

في القطب الجغرافي ، يكون المسار اليومي للشمس موازياً للأفق تقريباً. تظهر الشمس في يوم الاعتدال الربيعي ، وترتفع صعودًا وارتفاعًا لمدة ربع عام ، وتصف الدوائر فوق الأفق. عند الانقلاب الصيفي ، يصل أقصى ارتفاع له (23.5˚). في الربع التالي من السنة ، قبل الاعتدال الخريفي ، تنحدر الشمس. هذا يوم قطبي. ثم لمدة ستة أشهر تأتي الليلة القطبية.

في خطوط العرض الوسطى طوال العام ، يتناقص أو يزداد المسار النهاري الظاهر للشمس. وتبين أنها الأصغر في يوم الانقلاب الشتوي ، الأعظم - في يوم الانقلاب الصيفي. في أيام الاعتدالات ، الشمس في خط الاستواء السماوي. في الوقت نفسه ، يرتفع عند نقطة الشرق ويضع عند نقطة الغرب.

في الفترة من الاعتدال الربيعي إلى الانقلاب الصيفي ، يتحول مكان شروق الشمس قليلاً من نقطة الشروق إلى اليسار ، إلى الشمال. ويتم إزالة مكان الدخول من النقطة الغربية إلى اليمين ، على الرغم أيضًا من الشمال. عند الانقلاب الصيفي ، تظهر الشمس في الشمال الشرقي ، وفي منتصف النهار تبلغ ذروتها في الارتفاع الأقصى لهذا العام. تغرب الشمس في الشمال الغربي.

ثم يتم تحويل أماكن الصعود والإعداد إلى الجنوب. على الانقلاب الشتوي ، تشرق الشمس في الجنوب الشرقي ، وتقطع الزوال السماوي عند أدنى ارتفاع لها وتوضع في الجنوب الغربي.

يجب أن يوضع في الاعتبار أنه بسبب الانكسار (أي انكسار الأشعة الضوئية في الغلاف الجوي للأرض) ، يكون الارتفاع المرئي للنجم أكبر دائمًا من الارتفاع الحقيقي. ولذلك ، فإن شروق الشمس يحدث في وقت سابق ، وغروب الشمس - في وقت لاحق مما كان عليه في حالة عدم وجود الغلاف الجوي.

لذا ، فإن المسار اليومي للشمس عبارة عن دائرة صغيرة من الكرة السماوية ، بالتوازي مع خط الاستواء السماوي. في نفس الوقت ، خلال السنة ، تتحرك الشمس نسبة إلى خط الاستواء السماوي ، إلى الشمال ، ثم إلى الجنوب. أجزاء الليل والنهار من رحلته ليست هي نفسها. هم متساوون فقط في أيام الاعتدالات ، عندما تكون الشمس على خط الاستواء السماوي.

الشمس سنوية المسار

سيبدو التعبير "طريق الشمس بين النجوم" غريبًا لشخص ما. بعد اليوم لا تكون النجوم مرئية. لذلك ، ليس من السهل رؤية أن الشمس بطيئة ، حوالي 1˚ في اليوم ، تتحرك بين النجوم من اليمين إلى اليسار. ولكن من الممكن تتبع كيفية تغير منظر السماء المرصعة بالنجوم طوال العام. كل هذا هو نتيجة لثورة الأرض حول الشمس.

يسمى مسار الحركة السنوية الظاهرة للشمس على خلفية النجوم مسير الشمس (من اليونانية "Eclipse" - "eclipse") ، وفترة دوران على مسير الشمس - نجمة العام. تساوي 265 يومًا 6 ساعات و 9 دقائق و 10 ثوانٍ ، أو 365 ، 2564 يومًا في الأيام الشمسية.

يتقاطع مسير الشمس وخط الاستواء السماوي بزاوية تبلغ 23-26 "عند نقاط الاعتدال الربيعي والخريفي. في أول هذه النقاط ، تحدث الشمس عادة في 21 مارس عندما تنتقل من نصف الكرة الجنوبي إلى نصف الكرة الشمالي. في 23 سبتمبر ، أثناء الانتقال من نصف الكرة الشمالي في أقصى نقطة في الشمال من مسير الشمس ، تحدث الشمس في 22 يونيو (الانقلاب الصيفي) ، وإلى الجنوب - في 22 ديسمبر (الانقلاب الشتوي) ، وفي سنة كبيسة ، يتم تحويل هذه التواريخ يومًا واحدًا.

من النقاط الأربع لمسير الشمس ، والاعتدال الربيعي هو الرئيسي. ومنه يحسب واحد من الإحداثيات السماوية - صعود اليمين. كما أنه يعمل على حساب الوقت الفلكي و السنة المدارية - الفاصل الزمني بين اثنين من الممرات المتتالية من مركز الشمس من خلال الاعتدال الربيعي. يحدد السنة الاستوائية تغيير الفصول على كوكبنا.

بما أن نقطة الاعتدال الربيعية تنتقل ببطء بين النجوم نتيجة لمرحلة محور الأرض ، فإن مدة السنة المدارية أقل من السنة النجمية. إنه 365.2422 يوم مشمس متوسط.

منذ حوالي ألفي عام ، عندما صنع هيبارك كتالوجه النجم (أول ما وصل إلينا بالكامل) ، كانت نقطة الاعتدال الربيعي في كوكبة برج الحمل. بحلول عصرنا ، كان قد تحرك نحو 30 درجة ، إلى كوكبة برج الحوت ، ونقطة الاعتدال الخريفي - من كوكبة الميزان إلى برج العذراء. ولكن وفقا للتقاليد ، فإن الاعتدالات تشير إلى العلامات السابقة لمجموعات "الاعتدال" السابقة - "أريس" و "بره". نفس الشيء حدث لنقاط الانقلاب: الصيف في كوكبة برج الثور معلمة بعلامة السرطان ، والشتاء في كوكبة القوس مع علامة الجدي.

وأخيرًا ، آخر شيء مرتبط بحركة الشمس الظاهرة لمدة عام. نصف مسير الشمس من الاعتدال الربيعي إلى الخريف (من 21 مارس - 23 سبتمبر) تمر الشمس لمدة 186 يوما. النصف الثاني ، من الاعتدال خريف والاعتدال الربيعي ، لمدة 179 يوما (180 سنة كبيسة). ولكن بعد كل شيء ، نصفين مسير الشمس متساويان: كل 180 درجة. وبالتالي ، تتحرك الشمس بشكل غير متكافئ على طول مسير الشمس. يفسر هذا التفاوت التغير في سرعة حركة الأرض في مدار إهليجي حول الشمس.

الحركة غير المتساوية للشمس على طول مسير الشمس تؤدي إلى أطوال مختلفة من الفصول. بالنسبة للمقيمين في نصف الكرة الشمالي ، على سبيل المثال ، الربيع والصيف لمدة ستة أيام أطول الخريف والشتاء. الأرض في 2-4 يونيو هو 5 ملايين كيلومتر من الشمس أطول من 2 يناير ، وتتحرك في مدارها ببطء أكثر وفقا للقانون الثاني كبلر. في الصيف ، تتلقى الأرض حرارة أقل من الشمس ، ولكن الصيف في النصف الشمالي من الكرة الأرضية أطول من الشتاء. لذلك ، في نصف الكرة الشمالي من الأرض أكثر دفئا من في الجنوب.

كسوف الشمس

في وقت القمر ، يمكن أن يحدث كسوف الشمس - على القمر الجديد الذي يمر القمر بين الشمس والأرض. يعرف علماء الفلك مقدمًا متى وأين سيتم رصد كسوف الشمس ، والإبلاغ عنه في التقاويم الفلكية.

حصلت الأرض على قمر صناعي واحد ، ولكن ما هو! والقمر أصغر بـ 400 مرة من الشمس وأقرب بـ 400 مرة من الأرض ، وبالتالي في السماء تبدو الشمس والقمر أقراصًا من نفس الحجم. لذلك ، أثناء كسوف الشمس الكلي ، يحجب القمر سطح الشمس البراق تمامًا ، بينما يترك الغلاف الجوي بأكمله مفتوحًا.

بدقة في الساعة والدقيقة المعينة من خلال الزجاج المظلم يمكن للمرء أن يرى كيف يتسلل شيء أسود من الحافة اليمنى للقرص الشمسي الزاهي ، كما يظهر ثقب أسود على ذلك. ينمو تدريجيا حتى النهاية تأخذ الدائرة الشمسية شكل منجل ضيق. في نفس الوقت ، يتضاءل ضوء النهار بسرعة. هنا تختبئ الشمس تمامًا خلف اللوحه الداكنة ، آخر شعاع النهار يخرج ، والظلام ، الذي يبدو أعمق مما هو فجأة ، ينتشر حولها ، يغرق الإنسان وكل الطبيعة إلى مفاجأة صامتة.

على كسوف الشمس في 8 يوليو 1842 ، في مدينة بافيا (إيطاليا) ، يقول عالم الفلك الإنجليزي فرانسيس بيلي: "عندما جاء الكسوف الكلي وخرج ضوء الشمس على الفور ، إشراقة مشرقة ، مثل تاج أو هالة حول الرأس لم تكتب أي تقارير عن كسوف الماضي حول شيء من هذا القبيل ، ولم أكن أتوقع رؤية الروعة التي كانت موجودة أمام عيني ، وكان عرض التاج ، الذي تم قياسه من محيط قرص القمر ، حوالي نصف قطر القمر. كا ألفا يتكون من أشعة ساطعة ، وكان ضوءها أكثر كثافة قرب حافة القمر ، ومع ازدياد حدة أشعة الإكليل ، كان الضوء ضعيفًا إلى حد بعيد مع زيادة المسافة ، وظهرت الهالة كحزم من الأشعة الخافتة المباشرة ؛ مثل المروحة ؛ كانت الأشعة غير متساوية الطول ، ولم يكن التاج محمرًا ، أو لؤلؤيًا ، بل كان لونه أبيض تمامًا ، وكانت أشعته متلألئة أو وميضًا مثل شعلة غاز. هذه الظاهرة لم تكن رائعة ، بغض النظر عن مدى حماسها للجمهور ، ولكن مع ذلك كان هناك بالتأكيد شيء ينذر بالسوء في هذا المشهد الغريب ، عجيب ، وأنا أفهم تماما كيف يمكن أن يصاب الناس بالصدمة والخوف في بعض الأحيان وقعت بشكل غير متوقع تماما.

كانت أكثر التفاصيل إثارة للدهشة في الصورة بأكملها هي ظهور ثلاث بروزات كبيرة (بروتينات) ، والتي ارتفعت فوق حافة القمر ، ولكن من الواضح أنها كانت جزءًا من التاج. كانت تبدو كجبال ذات ارتفاع هائل ، مثل قمم جبال الألب الثلجية ، عندما كانت مضاءة من قبل الأشعة الحمراء للشمس. لونهم الأحمر سقط في الأرجواني أو الأرجواني. ربما يكون الظل من زهور الخوخ هو الأنسب هنا. وكان ضوء النتوءات ، على النقيض من بقية التاج ، هادئًا تمامًا ، ولم "تتألق" الجبال أو تلمع. وكانت كل النتوءات الثلاثة ، التي تختلف من حيث الحجم إلى حد ما ، مرئية حتى اللحظة الأخيرة من مرحلة الكسوف الكامل. ولكن بمجرد أن انكسر الشعاع الأول للشمس ، اختفت البروز مع التاج دون أن يترك أثراً ، واستعيد فوراً الضوء الساطع لهذا اليوم ». واستمرت هذه الظاهرة ، التي وصفها بايلي بمهارة وبألوان ، لأكثر من دقيقتين بقليل.

تذكر الأولاد Turgenev على مرج Bezhinsky؟ أخبر بافلوشا كيف أن الشمس لم تكن مرئية ، عن رجل يحمل إبريقًا على رأسه ، والذي كان مخطئًا ضد تريشكا الدجال. لذلك كانت قصة عن الكسوف نفسه 8 يوليو 1842!

لكن لم يكن هناك كسوف في روسيا ، علاوة على ذلك ، فإن الكلمة حول فوج ايجور والسجلات القديمة تقول. في ربيع عام 1185 ، ذهب الأمير نوفغورود-سفرسكي أمير إيغور سفياتوسلافش وشقيقه فيسيفولود ، المليئ بروح الجيش ، إلى بولوفتسي لكسب المجد لأنفسهم ، وفريق الغنائم. في 1 مايو ، نحو المساء ، بمجرد دخول أفواج "أعطوا أحفاد الله" (أحفاد الشمس) الأرض الأجنبية ، مظلمة قبل أن يتم وضعهم ، كانت الطيور صامتة ، والخيول الصهيلات لم تكن ، وظلال الفرسان كانت غير واضحة وغريبة ، كانت السهوب ميتة مع البرد. نظر إيغور حوله ورأى أنه كان يقابل "الشمس التي وقفت لمدة شهر." وقال إيغور لبولاره وفريقه: "أنت ترى؟ ماذا يعني هذا الإشعاع؟". نظروا ورأوا وعلقوا رؤوسهم. وقال الرجال: "يا أميرنا! إنه لا يعدنا بمظهر جيد من هذا!" أجاب إيغور: "الإخوة وفرقة! سر الله غير معروف لأحد. وما يعطينا الله - من أجل صالحنا أو على الجبل - سنرى". في اليوم العاشر من مايو ، سقطت فرقة إيغور في السهول البولوفتية ، وتم أسر الأمير الجريح.

في الكلمة ، يتحول الكسوف الحقيقي إلى صورة شعرية. "الشمس" التي تتصرف ضد "روس" ، تحذرها الشمس من مسيرة متهورة في السهوب.

وجد إيغور وحاشيته خسوفاً خاصاً في السهوب ، عندما لم يكن كل ضوء النهار ، ولكن حول ¾ من قرصه كانت مغطاة بالقمر. ومرت الكسوف الكلي في هذا الوقت عبر أراضي نوفغورود وسوزدال.

دعونا ننظر إلى الأرض والقمر من الجانب لفهم أين وكيف يحدث كسوف الشمس. بالمرور بين الشمس والأرض ، لا يستطيع القمر الصغير أن يحجب الأرض تمامًا. ظل القمر القصير يغمق دائرة صغيرة فقط. هنا فقط في هذه اللحظة يمكن للمرء أن يلاحظ كسوف الشمس الكلي. لكن القمر يدور في المدار ، والأرض تدور تحت الظل. ولذلك ، فإن الظل ، كما كان ، يرسم على الأرض مجموعة من كسوف كلي يبلغ عرضه حوالي 100 كيلومتر. إذا مر مسارنا من على مسافة 3-4 آلاف كيلومتر ، فلن نرى أي كسوف. وإذا وجدنا أنفسنا بالقرب من خط الكسوف الكامل ، في منطقة penumbra ، فسوف يتم حجب جزء من الشمس فقط عن طريق القمر ، وسيتم ملاحظة كسوف جزئي.

في بعض الأقمار الجديدة ، تمر نقطة ظل القمر على الكرة الأرضية ، والظل الجزئي فقط يقع على الأرض. ثم تعلن التقويمات حدوث كسوف جزئي للشمس.

إذا كان القمر ، في يوم كسوف الشمس ، يتحرك في مداره المطول ، ويقع على مسافة بعيدة من الأرض ، فسيكون قرصه المرئي صغيرًا ولن يكون قادرًا على تغطية الشمس بالكامل. لذلك ، في منتصف كسوف الشمس ، ستنفض حواف الشمس من وراء القمر ، مما يجعل من الصعب رؤية التاج وتصويره. هذا هو الكسوف على شكل حلقة.

وتنبأ علماء الفلك القدماء بالكسوف الشمسي ، فضلا عن الأرصفة القمرية - وفقا ل saros. ووفقًا لنظريتهما ، ففي 18 عامًا ، و 11 يومًا و 8 ساعات ، بالإضافة إلى 28 رئة قمرية ، تحدث 43 كسوفًا شمسيًا ، منها 15 كسوفًا خاصًا ، و 15 منها على شكل حلقة و 13 مليئة. لكن التنبؤ بالكسوف الشمسي تبين أنه أصعب بكثير من كسوف القمر. بعد كل شيء ، يغطي شريط الكسوف جزءًا صغيرًا من سطح الأرض ، وفي ساروس لا يوجد عدد كبير من الأيام. سيستغرق الكسوف 6585 يومًا ، لكن يبدو أن الكوكب يتكرر ، ولكن هذا الكوكب يحول دورًا ثالثًا آخر ، لذلك يمر مسار الظل عبر مناطق مختلفة تمامًا من الأرض. ثم اخترع الحكماء ثلاثية saros - 3x6585.3 أيام. ومع ذلك ، هنا أيضا ، غاب علماء الفلك القدماء عن التنبؤات. في بعض الأحيان كان لها عواقب محزنة. في خريف عام 2137 قبل الميلاد ، تم إعدام الفلكيين الصينيين شي و هو ، اللذان لم يحذرا الإمبراطور من الكسوف الوشيك. للإبلاغ أو عدم إبلاغ ، لا يعرفون بالضبط ما إذا كان سيمر عبر الصين أم لا.

في عصرنا ، تم حساب الكسوف بدقة كبيرة منذ آلاف السنين ومئات السنين. تسمح الكسوف ، المحسوبة للماضي البعيد ، للمؤرخين بالتأريخ الدقيق للأحداث التي وقعت في يوم وسنة كسوف الشمس.

وعلى الرغم من أن الكسوف الشمسي ، على وجه الأرض ، يحدث في كثير من الأحيان ، كسواقم القمر ، في بعض المناطق ، فإن الكسوف الكلي للشمس نادر للغاية: في المتوسط مرة كل 300 سنة. على سبيل المثال ، في تاريخ موسكو بأكمله ، زار أربعة كسوف شمسي شامل: في 1140 و 1450 و 1476 و 1887. الكسوف الكامل المقبل سكان موسكو انظر 16 أكتوبر 2126. تقوم التقاويم الفلكية بنشر خرائط للكسوف الكلي للنطاق والمناطق المتاخمة لكسوف خاص. لذا ، لا يمكن للخبراء وعلماء الفلك الهواة أن "ينتظروا الرحمة من الطبيعة" ، بل يختارون مكانًا مناسبًا للرحلة الاستكشافية مقدمًا.

الكسوف الكلي - افضل وقت لدراسة الغلاف الجوي الشمسي: الإكليل الفضي والطبقة السفلية - الكروموسفير الأحمر ، الذي تحوم فوقه نوافير النور البارزة. صحيح أن الفلكيين تمكنوا من رؤية كل هذا في يوم مشمس عادي ، حيث قاموا بترتيب صمام للقرص الشمسي مباشرة في أنبوب التلسكوب.

لتصوير كسوف الشمس ، من المفيد امتلاك كاميرتين. واحد - لاطلاق النار على مراحل خاصة من كسوف الشمس ، عندما تحتاج لالتقاط المنجل الشمس المبهرة. والآخر هو للكورونات الداخلية والخارجية للشمس.

الأشعة فوق البنفسجية من الشمس

في إشعاع الشمس يجب أن يكون هناك الكثير من الأشعة فوق البنفسجية ، أكثر بكثير مما هو ملاحظ من الأرض ، لأنها تمتصها الغلاف الجوي للأرض. وأظهرت عمليات إطلاق المسابر البالونية غير المأهولة ، التي رفعت أدوات القياس وأجهزة الإرسال الراديوية إلى ارتفاع 30 كيلومترا أو أكثر ، أن درجة حرارة الهواء تزيد من 25 إلى 28 كيلومترا ، بحيث تصل إلى 30 إلى 35 كيلومترا كحد أقصى. أعلى من ذلك ، تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى ، وتزداد شدة الأشعة فوق البنفسجية. خلص العلماء إلى أنه على ارتفاع يتراوح من 30 إلى 35 كيلومترًا ، يحدث امتصاص مكثف للأشعة فوق البنفسجية الشمسية مع تكوين الأوزون ، وهي مادة يتكون جزيءها من ثلاث ذرات أكسجين (وليس اثنتين ، كالعادة). يمتص الأوزون بقوة أشعة ذات أطوال موجية تقل عن 0.3 ميكرون ، مما ينقذنا من آثارها الخطرة على الجلد وأجهزة الرؤية. هذا هو سبب القلق بسبب وجود ثقوب الأوزون - من خلال هذه الثغرات الموجودة في طبقة الأوزون ، الأشعة الشمسية فوق البنفسجية تصل إلى سطح الأرض. أحد أسباب تدمير "درع" الأوزون هو انبعاث مركبات الفلوروكربون في الغلاف الجوي المستخدمة على نطاق واسع في الثلاجات.

ولكن ليس فقط تكوين الأوزون يستهلك طاقة أشعة الشمس فوق البنفسجية.

يجب أن تنتشر موجات الراديو ، مثل جميع الموجات الكهرومغناطيسية ، في خط مستقيم. إذن ، بما أن الأرض عبارة عن كرة ، أليس هناك تواصل لاسلكي بين أوروبا وأمريكا؟ قام التقني الإذاعي الإيطالي غولييلمو ماركوني بالاتصال اللاسلكي المباشر بين إنجلترا والولايات المتحدة في عام 1901 ، ليثبت مرة وإلى الأبد أن موجات الراديو يمكن أن تنحني حول العالم. للقيام بذلك ، يجب أن تنعكس من نوع من "المرآة" معلقة فوق سطح الأرض على ارتفاع يتراوح بين 150 إلى 300 كيلومتر. هذه "المرآة" هي الطبقات المتأينة في الغلاف الجوي ، ومصدر التأين هو الإشعاع فوق البنفسجي للشمس. باختصار ، الأشعة فوق البنفسجية تغزو بقوة الشؤون الأرضية.

الآن كان هناك القليل: قياس كثافة الأشعة فوق البنفسجية للشمس مباشرة. سمح إنشاء الصواريخ الباليستية للباحثين بجلب المعدات إلى ما وراء حدود الغلاف الجوي للأرض ، إلى ارتفاع يزيد عن 100 كيلومتر. وتوجت عمليات الإطلاق الأولى بنجاح: تم الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية للشمس وقياسها. لم يعد الإشعاع ذو الأطوال الموجية الأقصر من 0.15 ميكرومتر مرتبطا مع السطح المرئي للشمس ، ولكن مع طبقات الغلاف الجوي الأعلى والأكثر سخونة.

مع تطور علم الفلك الساتلي ، أصبحت دراسة الأشعة فوق البنفسجية من الشمس عنصرا لا غنى عنه. والسبب واضح: تراقب الأشعة فوق البنفسجية حالة الطبقات المتأينة في الغلاف الجوي ، وبالتالي ، الظروف الراديوية على الأرض ، خاصة في المناطق القطبية. بدأ هذا الاعتماد غير الممتع على تقلبات الشمس يضعف فقط في العقود الأخيرة ، مع تطور الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

مكان الشمس في GALAXY

في محيط الشمس ، من الممكن تتبع مصير فرعين حلزونيين على بعد حوالي 3 آلاف سنة ضوئية منا. وفقاً للكواكب التي تم العثور فيها على هذه المواقع ، يطلق عليها ذراع القوس و ذراع الفرس. الشمس تقريبا في المنتصف بين هذه الفروع اللولبية. صحيح ، قريب نسبيًا (بمعايير المجرة) منّا ، في كوكبة أوريون ، هو فرع آخر ، غير واضح جداً ، يُعتبر فرعاً لواحد من الأذرع الحلزونية الرئيسية للمجرة.

المسافة من الشمس إلى مركز المجرة هي 23 - 28 ألف سنة ضوئية ، أي ما يقرب من 7 - 9000 فرسخ. هذا يشير إلى أن الشمس تقع بين المركز وحافة قرص غالاكسي.

جنبا إلى جنب مع جميع النجوم القريبة ، تدور الشمس حول مركز المجرة بسرعة 200 إلى 220 كيلومتر في الثانية ، مما يجعل ثورة واحدة في حوالي 200 مليون سنة. لذلك ، طوال فترة وجودها ، طارت الأرض حول مركز غالاكسي ما لا يزيد عن 30 مرة.

تتزامن سرعة دوران الشمس حول مركز المجرة مع السرعة التي تشكل بها موجة انضغاط تتحرك في منطقة معينة ذراعًا حلزونية. مثل هذا الوضع غير عادي بشكل عام بالنسبة إلى المجرة: تدور الفروع الحلزونية بسرعة ثابتة زاويّة ، مثل نقيض عجلة القيادة ، وتطيع حركة النجوم نمطًا مختلفًا تمامًا. لذلك ، يقع كل مجموعة النجمية تقريباً في القرص داخل الفروع الحلزونية ، ثم تتركها. المكان الوحيد الذي تتطابق فيه سرعات النجوم والأكمام هو ما يسمى الدائرة التعميمية. هو بالقرب منها والشمس.

بالنسبة للأرض ، هذا الظرف موات للغاية. في الواقع ، في الفروع الحلزونية للعمليات المضطربة تحدث ، توليد إشعاع قوي ، مدمر لجميع الكائنات الحية. ولا يمكن لأي غلاف أن يحميها. لكن كوكبنا موجود في مكان هادئ نسبياً من المجرة ، ولم تشهد مئات الملايين ومليارات السنوات التأثير الكارثي للكوارث الكونية. ربما هذا هو السبب في إنقاذ الحياة على الأرض.

لفترة طويلة ، واعتبر موقف الشمس بين النجوم الأكثر عادية. نحن نعلم اليوم أن هذا ليس كذلك: بمعنى من المعاني ، إنه امتياز. وهذا يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار عند مناقشة إمكانية وجود الحياة في أجزاء أخرى من المجرة.

دورات الطاقة الشمسية

عدد البقع الشمسية على الشمس ليس ثابتًا ، حيث يتغير كل يوم بيوم ولمدة زمنية أطول. وقال عالِم الفلك الألماني هاينريش شوابي ، الذي أجرى عمليات رصد منتظمة للبقع الشمسية لمدة 17 عامًا: إن عددهم يتناقص من الحد الأقصى إلى الحد الأدنى ، ثم يرتفع إلى قيمة قصوى خلال فترة حوالي 10 سنوات. في نفس الوقت ، يمكن ملاحظة 100 بقعة أو أكثر على القرص الشمسي ، في حين لا يوجد سوى عدد قليل في الحد الأدنى ، وفي بعض الأحيان لا يتم ملاحظة واحدة خلال أسابيع كاملة. الإعلان عن اكتشافه Shvabe نشر في عام 1843.

أوضح عالم الفلك السويسري رودولف وولف أن متوسط فترة التغيير في عدد البقع ليس 10 ، بل 11 سنة. كما اقترح أيضًا تقديرًا كميًا لنشاط الشمس لاستخدام كمية مشروطة ، يطلق عليها رقم الذئب منذ ذلك الحين. يُعرَّف بأنه مجموع العدد الإجمالي للبقع الشمسية على الشمس (f) وعدد عشرة من مجموعات البقع الشمسية (g) ، كما تعتبر نقطة معزولة واحدة مجموعة: W = و + 10 ز.

تسمى دورة النشاط الشمسي هذه السنة البالغة 11 سنة في جميع الكتب المدرسية والكتب الشائعة في علم الفلك. ومع ذلك ، فإن الشمس تحب التصرف بطريقتها الخاصة. وهكذا ، على مدى السنوات الخمسين الماضية ، بلغ متوسط الفجوة بين الحد الأقصى 10.4 سنة. بشكل عام ، خلال الملاحظات العادية للشمس ، تختلف هذه الفترة من 7 إلى 17 سنة. وهذا ليس كل شيء. بعد تحليل ملاحظات البقع من بداية الدراسات التلسكوبية ، توصل عالم الفلك الإنجليزي والتر ماندر عام 1893 إلى استنتاج مفاده أنه من 1645 إلى 1715 لم تكن هناك بقع على الشمس على الإطلاق! تم تأكيد هذا الاستنتاج في أعمال لاحقة ؛ علاوة على ذلك ، تبين أن الشمس أخذت "عطلات" مماثلة في الماضي البعيد. بالمناسبة ، وقعت فترة أبرد فصول الشتاء في أوروبا على مدى الألفية الماضية على "الحد الأدنى من Maunder".

لكن مفاجآت الدورات الشمسية لا تنتهي هناك أيضا. عادةً ما يكون البقعة الأولى في المجموعة (الأولى في اتجاه الشمس) قطبية واحدة (على سبيل المثال ، الشمال) ، ونقطة الإغلاق - العكس (جنوبًا) ، ويتم استيفاء هذه القاعدة لجميع مجموعات البقع في نفس نصف الكرة الغربي. في النصف الآخر من الكرة الأرضية ، تنعكس الصورة: المناطق القيادية في المجموعات ستكون لها القطبية الجنوبية ، والأخرى المغلقة - الشمال. لكن اتضح أنه مع ظهور بقع لجيل جديد (الدورة التالية) فإن قطبية البقع الرئيسية تتغير إلى عكس ذلك! فقط في دورة واحدة من خلال البقع الرائدة تحصل على نفس القطبية. لذا فإن الدورة الشمسية "الحقيقية" مع عودة القطبية المغنطيسية السابقة للبقع الرئيسية لا تشمل في الواقع 11 ، بل 22 سنة (في المتوسط ، بالطبع).

كيف تؤثر الشمس على الأرض

تضيء الشمس وتدفئ كوكبنا ؛ وبدون ذلك ، لن تكون الحياة فيه ممكنة فقط بالنسبة للبشر ، ولكن حتى بالنسبة للكائنات الحية الدقيقة. الشمس هي المحرك الرئيسي (وإن لم يكن الوحيد) للعمليات التي تحدث على الأرض. ولكن ليس فقط الحرارة والضوء يستقبل الأرض من الشمس. أنواع مختلفة من الإشعاع الشمسي وتدفق الجسيمات تؤثر باستمرار على حياة كوكبنا.

ترسل الشمس إلى الأرض موجات كهرومغناطيسية من جميع مناطق الطيف - من عدة كيلومترات من الموجات الراديوية إلى أشعة gاما. كما يتم الوصول إلى محيط الأرض من خلال جسيمات مشحونة من طاقات مختلفة - سواء عالية (أشعة كونية شمسية) أو منخفضة ومتوسطة (تيارات الرياح الشمسية ، الانبعاثات من التوهجات). وأخيرًا ، تصدر الشمس تيارًا قويًا من الجسيمات الأولية - النيوترينو. ومع ذلك ، فإن تأثير هذا الأخير على العمليات الأرضية لا يكاد يذكر: بالنسبة لهذه الجسيمات ، يكون العالم شفافًا ويطير من خلاله بحرية.

فقط جزء صغير جدا من الجسيمات المشحونة من الفضاء بين الكواكب يدخل الغلاف الجوي للأرض - يتم رفض الباقي أو يتأخر المجال المغنطيسي الأرضي. لكن طاقتهم كافية لتسبب الشفق والاضطرابات في المجال المغناطيسي لكوكبنا.

أشعة الشمس الطاقة

يخضع الإشعاع الكهرومغناطيسي للاختيار الدقيق في الغلاف الجوي للأرض. وهو شفاف فقط للضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، وكذلك لموجات الراديو في نطاق ضيق نسبياً (من سنتيمتر إلى متر). جميع الإشعاعات المتبقية إما تنعكس أو تمتصها الغلاف الجوي ، وتسخن وتؤين طبقاتها العليا.

يبدأ امتصاص الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية الصلدة على ارتفاعات تتراوح بين 300 و 350 كيلومتر ؛ تنعكس أطول الموجات الراديوية القادمة من الفضاء على الارتفاعات ذاتها. ومع وجود رشقات قوية من أشعة السينية بالأشعة السينية الناتجة عن مشاعل كروموسفيرية ، تخترق كمّات أشعة سينية على ارتفاعات تتراوح بين 80 و 100 كيلومتر ، وتؤين الغلاف الجوي وتتسبب في تعطيل الاتصال على موجات قصيرة.

يمكن للأشعة فوق البنفسجية الطويلة (الطويلة الموجة) أن تخترق أعمق ، ويتم امتصاصها على ارتفاع يتراوح بين 30 و 35 كيلومترًا. هنا ، تنقسم الكوافة فوق البنفسجية إلى جزيئات الأكسجين (المنفصلة) (O 2) ، متبوعة بتكوين الأوزون (0 3). هذا يخلق شاشة الأوزون غير شفافة للأشعة فوق البنفسجية ويحمي الحياة على الأرض للأشعة الكارثية. لا يمتص جزء من أطول الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي إلى سطح الأرض. هذه الأشعة هي التي تجعل الناس يكتسبون البشرة ويحرقونها أثناء التعرض الطويل للشمس.

يمتص الإشعاع في النطاق المرئي ضعيفًا. ومع ذلك ، فإنه يتشتت من الغلاف الجوي حتى في غياب الغيوم ، ويعود جزء منها إلى الفضاء بين الكواكب. الغيوم التي تتكون من قطرات الماء والجسيمات الصلبة تعزز بشكل كبير انعكاس الإشعاع الشمسي. ونتيجة لذلك ، يصل متوسط نصف الضوء الذي يقع على حدود الغلاف الجوي للأرض إلى سطح الكوكب.

ويطلق على كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى السطح بمساحة 1 م 2 ، المتعامدة مع أشعة الشمس عند حدود الغلاف الجوي للأرض ، ثابت الشمس. إن قياسه من الأرض أمر صعب للغاية ، وبالتالي فإن القيم التي تم العثور عليها في بداية أبحاث الفضاء كانت تقريبية للغاية. تقلبات صغيرة (إذا وجدت فعلا) عن علم "غرقت" في قياسات غير دقيقة. فقط تنفيذ برنامج فضائي خاص لتحديد ثابت الطاقة الشمسية سمح لنا بإيجاد قيمة موثوق بها. وفقا لأحدث البيانات ، فإنه يبلغ 1370 وات / م 2 بدقة تصل إلى 0.5٪. لم يتم الكشف عن التذبذبات التي تتجاوز 0.2٪ أثناء القياس.

على الأرض ، يمتص الإشعاع بالأرض والمحيطات. سطح الأرض الساخن بدوره يشع في منطقة الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة. بالنسبة لهذه الإشعاعات ، يكون النيتروجين والأكسجين الجوي شفافين. لكن يمتصها بشراهة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. بفضل هذه المكونات الصغيرة ، يحتفظ الغلاف الجوي بالحرارة. هذا هو تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. بشكل عام ، هناك توازن بين وصول الطاقة الشمسية على الأرض وخسائرها على كوكب الأرض: كم يدخل ، ينفق الكثير. وإلا ، فإن درجة حرارة سطح الأرض ، إلى جانب الغلاف الجوي ، إما أن ترتفع أو تنخفض باستمرار.

الرياح الشمسية والمجالات المغناطيسية بين الكواكب

في أواخر الخمسينات من القرن العشرين ، توصل الفيزيائي الفلكي الأمريكي يوجين باركر إلى نتيجة مفادها أنه بما أن الغاز الموجود في الكورونا الشمسية لديه درجة حرارة عالية تستمر مع المسافة من الشمس ، فيجب أن يتوسع باستمرار ، ليملأ النظام الشمسي. النتائج التي تم الحصول عليها بمساعدة سفينة الفضاء السوفيتية والأمريكية أكدت صحة نظرية باركر.

في الفضاء بين الكواكب ، يندفع تيار من المادة الموجهة من الشمس ، تسمى الرياح الشمسية. إنه استمرار لتوسع الاكليل الشمسي. وهي تتكون أساسًا من نوى ذرات الهيدروجين (البروتونات) والهليوم (جسيمات ألفا) ، وكذلك الإلكترونات. تتطاير جسيمات الرياح الشمسية بسرعة عدة مئات من الكيلومترات في الثانية ، تبتعد عن الشمس إلى عشرات الوحدات الفلكية - حيث يمر وسط الكوكب في النظام الشمسي إلى غاز بين النجوم نادر. جنبا إلى جنب مع الرياح ، يتم نقل الحقول المغناطيسية الشمسية إلى الفضاء بين الكواكب.

إن المجال المغنطيسي العام للشمس في شكل خطوط تحريضية مغناطيسية يشبه إلى حد ما سطح الأرض. لكن خطوط قوة حقل الأرض بالقرب من خط الاستواء مغلقة ولا تدع الجسيمات المشحونة نحو الأرض. خطوط قوة المجال الشمسي ، على العكس من ذلك ، في المنطقة الاستوائية مفتوحة وممتدة إلى الفضاء بين الكواكب ، مثل الانحناء اللوالب. ويفسر ذلك حقيقة أن خطوط القوة تظل مرتبطة مع الشمس ، التي تدور حول محورها. تشكل الرياح الشمسية ، إلى جانب المجال المغناطيسي "المجمدة" ، التيول الغازية للمذنبات ، وتوجيهها بعيدا عن الشمس. إن الرياح الشمسية ، التي تواجه الأرض في طريقها ، تشوه بقوة غلافها المغنطيسي ، ونتيجة لذلك يمتلك كوكبنا "ذيلًا" مغناطيسيًا طويلًا ، موجهًا أيضًا من الشمس. يستجيب المجال المغناطيسي للأرض بحساسية لتدفقات المادة الشمسية التي تهب فيه.

قصف مع جزيئات حيوية

بالإضافة إلى الرياح الشمسية "التي تهب" باستمرار ، يعمل جسمنا كمصدر للجسيمات المشحونة بالطاقة (خاصة البروتونات ونوى ذرات الهليوم والإلكترونات) مع طاقة 10 - 10 9 فولت إلكترون (eV). ما يطلق عليه الأشعة الكونية الشمسية. تغطي المسافة بين الشمس والأرض - 150 مليون كيلومتر - أكثر هذه الجسيمات نشاطًا خلال 10 إلى 15 دقيقة فقط. المصدر الرئيسي للأشعة الكونية الشمسية هي مشاعل كروموسفيري.

وفقا للمفاهيم الحديثة ، الفلاش هو إطلاق مفاجئ للطاقة المتراكمة في المجال المغناطيسي للنواة. عند ارتفاع معين فوق سطح الشمس ، تنشأ منطقة يتفاوت فيها المجال المغنطيسي على مسافة قصيرة من حيث الحجم والاتجاه. عند نقطة ما ، فجأة يتم "إعادة توصيل" خطوط الحقل من القوة ، يتغير تكوينها بشكل كبير ، والذي يرافقه تسارع الجسيمات المشحونة إلى طاقة عالية ، تسخين المادة وظهور الإشعاع الكهرومغناطيسي الصعب. عند حدوث ذلك ، يتم ملاحظة انبعاث الجزيئات عالية الطاقة في الفضاء بين الكواكب وإشعاع قوي في نطاق التردد اللاسلكي.

على الرغم من أن "مبدأ العمل" للفاشية ، فهم العلماء على ما يبدو بشكل صحيح ، لا توجد نظرية مفصلة لتفشي المرض.

الومضات هي أقوى عمليات التفجير التي تتم ملاحظتها في الشمس ، وبصورة أدق في كروموسفيرها. يمكن أن تدوم فقط بضع دقائق ، ولكن خلال هذا الوقت يتم إطلاق الطاقة ، والتي تصل في بعض الأحيان إلى 10 25 جول. تقريبا نفس كمية الحرارة تمر من الشمس إلى كامل سطح كوكبنا في سنة كاملة.

إن تيارات الأشعة السينية الصلبة والأشعة الكونية الشمسية ، التي تنتج أثناء التوهج ، لها تأثير قوي على العمليات الفيزيائية في الغلاف الجوي العلوي للأرض وفي الفضاء القريب من الأرض. ما لم يتم اتخاذ تدابير خاصة ، يمكن أن تفشل أدوات الفضاء المعقدة والبطاريات الشمسية. بل هناك خطر كبير من التعرض لرواد الفضاء في المدار. لذلك ، في بلدان مختلفة ، يجري العمل على التنبؤ العلمي للتوهجات الشمسية على أساس قياسات المجالات المغناطيسية الشمسية.

مثل الأشعة السينية ، لا تصل الأشعة الشمسية الكونية إلى سطح الأرض ، ولكن يمكنها تأين الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، مما يؤثر على استقرار الاتصالات اللاسلكية بين المواقع البعيدة. لكن عمل الجسيمات لا يقتصر على هذا. تتسبب الجزيئات السريعة في تيارات قوية في تيارات الأرض في الغلاف الجوي للأرض ، مما يفسد المجال المغناطيسي لكوكبنا ، ويؤثر حتى على دوران الهواء في الغلاف الجوي.

إن أبرز مظاهر قصف الغلاف الجوي بالجسيمات الشمسية هو الشفق. هذا هو وهج في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، والتي إما أشكال منتشرة (منتشرة) ، أو شكل من أشكال coronas أو الستائر (drapri) تتكون من العديد من الأشعة الفردية. عادة ما تكون الأضواء حمراء أو خضراء: هذه هي الطريقة التي تتوهج بها المكونات الرئيسية للغلاف الجوي - الأكسجين والنيتروجين عندما يتم تشعيعها بجزيئات حيوية. إن مشهد الخطوط الحمراء والخضراء الناشئة الصامتة ، واللون الصامت للألوان ، والانقراض البطيء أو شبه الفوري للستائر المتذبذبة يترك انطباعًا لا ينسى. من الأفضل رؤية هذه الظاهرة على طول الشكل البيضاوي الشفقي ، الذي يقع بين خطي العرض 10 و 20 درجة من القطبين المغنطيسيين. خلال فترة الحد الأقصى لنصف الكرة الشمسية ، تنتقل البيضاوية إلى الجنوب ، ويمكن ملاحظة التألق عند خطوط العرض الأدنى.

إن تواتر وشدة الشفق يتبعان بشكل واضح الدورة الشمسية: عند الحد الأقصى للنشاط الشمسي ، لا يوجد يوم نادر في الأضواء ، وعلى الأقل قد تكون غائبة لعدة أشهر. وجود أو عدم وجود الشفق ، وبالتالي ، هو مؤشر جيد على النشاط الشمسي. وهذا يسمح لنا بتتبع دورات الطاقة الشمسية في الماضي ، خارج الفترة التاريخية عندما تم إجراء عمليات رصد منتظمة للبقع الشمسية.

نشاط الشمس وصحة الانسان

قدم الإسكندر ليونيدوفيتش Chizhevsky مساهمة كبيرة في دراسة تأثير الشمس على حدوث الأمراض الوبائية. نتائج هذه الدراسات ذات قيمة خاصة: بعد كل شيء ، كان يعمل مع مادة تلك الحقبة عندما لا يزال الطب لا يستطيع محاربة الطاعون أو الكوليرا أو التيفود. أعطت الطبيعة التلقائية لظهور الأوبئة وانتشارها الأمل في الكشف عن علاقتها بالنشاط الشمسي "في شكله النقي". على المواد الواسعة ، أظهر العالم أن الأوبئة الأقوى والأكثر فتكا تتزامن دائما مع الحد الأقصى من النشاط الشمسي. تم العثور على نفس النمط لأمراض الخناق ، والتهاب السحايا ، وشلل الأطفال ، والدوسنتاريا والحمى القرمزية.

وفي أوائل الستينيات ، ظهرت المنشورات العلمية على صلة أمراض القلب والأوعية الدموية بالنشاط الشمسي. أظهروا أن الأشخاص الذين لديهم بالفعل نوبة قلبية واحدة هم الأكثر عرضة للشمس. وتبين أن أجسامهم لا تستجيب للقيمة المطلقة لمستوى النشاط ، ولكن إلى معدل تغيره.

من بين المظاهر المتنوعة للنشاط الشمسي ، تشغل مكان خاص مشاعل كروموسفيري. هذه العمليات المتفجرة القوية تؤثر بشكل كبير على الغلاف المغناطيسي والغلاف الجوي والمحيط الحيوي للأرض. يبدأ المجال المغنطيسي للأرض بالتغير بشكل عشوائي ، وهذا هو سبب العواصف المغناطيسية.

في الثلاثينيات من القرن العشرين في مدينة نيس (فرنسا) ، لوحظ عن غير قصد أن عدد حالات احتشاء عضلة القلب والسكتات الدماغية لدى كبار السن تزداد بشكل حاد في تلك الأيام عندما شهد تبادل الهاتف المحلي انقطاعًا حادًا في الاتصالات حتى وقفه الكامل. كما تبين لاحقا ، كانت اضطرابات الهاتف بسبب العواصف المغناطيسية.

معلومات حول تأثير المجال المغناطيسي على جسم الإنسان كانت متاحة في العصور القديمة. وصف أرسطو وبليني الأكبر ، باراسيلسوس ووليام جيلبرت خصائص الشفاء للمغناطيس. ثبت الآن أن المجال المغناطيسي يؤثر في المقام الأول على الأنظمة التنظيمية للجسم (العصبي والغدد الصم والدورة الدموية). تأثيره يمنع ردود الفعل مشروطة وغير مشروطة ، ويغير تكوين الدم. هذا رد فعل على مجال مغناطيسي يرجع في المقام الأول إلى التغيير في خصائص المحاليل المائية في جسم الإنسان.

في عام 1934 ، افترض العلماء الإنجليز جون بيرنال ورالف فاولر أن الماء قد يحمل خصائص متأصلة في البلورات الصلبة. بعد ذلك ، تم إثبات هذه الفرضية بشكل تجريبي ، وفي الوقت الحاضر ، يتم توزيع البلورات السائلة على نطاق واسع في الحياة اليومية: فهي تُستخدم في الساعات الإلكترونية والآلات الحاسبة وأجهزة الاستدعاء وأجهزة أخرى (ظهرت شاشات الكريستال السائل مؤخرًا). في ظل الظروف العادية ، يكون الهيكل البلوري للمياه غير مستقر للغاية ويتجلى بشكل ضعيف. ولكن إذا تم تمرير الماء عبر حقل مغناطيسي ثابت ، يصبح هذا الهيكل ملحوظًا ، ويكتسب الماء نفسه عددًا من الخصائص غير العادية. وهكذا ، يعطي الماء "الممغنط" نطاقًا أقل بكثير ، وتغيراته الثابتة الكهربية ، ويمتص الضوء بشكل مختلف ، ويحدث إنبات البذور ونمو النباتات المعالجة بهذه المياه بشكل أسرع.

في أي كائن حي أكثر من 70 ٪ من الماء ، وهو جزء لا يتجزأ من الخلايا والأنسجة. إذا افترضنا أنه حتى الحقل الضعيف نسبيًا للأرض يكفي "لجذب" الماء داخل الجسم ، فعند فترات العواصف المغنطيسية ، يجب أن نتوقع تغيرات جذرية في العمليات الحيوية. بما أن هذه العمليات تحدث على المستوى الخلوي ، فإن العاصفة المغناطيسية سوف تسبب تغيرات في سلوك جميع الكائنات الحية ، بدءا من البشر وتنتهي بميكروب. وهذا هو السبب في أنه خلال سنوات الإشعاع النشط للشمس ، يمكن أن تحدث مثل هذه الأحداث المتباينة مثل ليلة سانت بارثولوميو أو غارات مدمرة للجراد.

المراجع:

موسوعة للأطفال. علم الفلك. - م.: أفانتا + ، 1997.
GA Gureev. الأرض والسماء. - م .: ساشكو ، 1993.
ل. أليكسيفا. ومضات السماوية والمخاوف الدنيوية. - م: مير ، 1995.
NP روسين ، ل. رحل. الشمس على وجه الأرض. - م: تريجون ، 1994.
FL سوف. Family of the Sun - Sp-B .: Fiction، 1995.
EP يفيتان. كتاب فلكي للصف الحادي عشر. - م: التنوير ، 1994.

جاءت الأفكار الأولى من الناس حول السماء المرصعة بالنجوم إلينا من فترة ما قبل الكتابة في التاريخ: فهي محفوظة في المعالم الثقافية المادية. وقد وجد علماء الآثار وعلماء الفلك أن معظم النجوم ، مجموعات مميزة من النجوم الساطعة ، رجل تم تحديده في السماء في العصر الحجري ، قبل أكثر من 15 ألف سنة. يعتقد بعض الباحثين أن الصور السماوية الأولى ظهرت في نفس الوقت مع ولادة الرسوم الأولى المجسدة في الفن الصخري ، عندما سمح لنا تطور النصف الأيسر (المنطقي) للدماغ البشري بتحديد الكائن بصوره المسطحة.

كان هناك دور حيوي بالنسبة للرجل القديم - وهما الشمس والقمر. من خلال مراقبة حركتهم ، اكتشف الناس بعض الظواهر المهمة. لذا ، لاحظوا أن طريق الشمس خلال النهار عبر السماء يعتمد على الموسم: يرتفع إلى الشمال في الربيع وينحدر إلى الجنوب في الخريف. كما أنهم لاحظوا أن القمر والنجوم المتحركة "المضيئة" ، التي أطلق عليها اليونانيون فيما بعد "الكواكب" ، يتحركون بين النجوم على طول نفس مسار الشمس. كما أنهم لاحظوا أن الفصول المختلفة من السنة مختلفة ، لكن النجوم المؤكدة تمامًا ترتفع قبل وقت قصير من بداية الصباح ، وتنبثق النجوم الأخرى بعد غروب الشمس مباشرة.

من أجل تذكر حركة الشمس والقمر والكواكب ، قام الناس بتمييز أهم النجوم الكامنة في مسار النجوم المتحركة. في وقت لاحق ، بعد أن خلق آلهة لأنفسهم ، حددوا بعض منهم مع النجوم في السماء. قدم السومريون القدماء ، الذين عاشوا في الشرق الأوسط قبل 5000 عام ، أسماء العديد من الأبراج المعروفة ، خاصة في منطقة البروج ، منطقة السماء التي تمر عبرها مسارات الشمس والقمر والكواكب. وخصت مجموعات مماثلة من النجوم سكان دجلة والفرات والفينيقية واليونان ومناطق أخرى من شرق البحر الأبيض المتوسط.

كما هو معروف ، فإن تأثير الجاذبية للقمر والشمس على كوكبنا يسبب حركة بطيئة على شكل مخروطي لمحور الأرض ، الأمر الذي يؤدي إلى إزاحة نقطة الاعتدال الربيعي على طول مسير الشمس من الشرق إلى الغرب. تسمى هذه الظاهرة "البزرة" ، أي توقع الاعتدال ( شاهد.: حركة الأرض - الأرض - البزرة. تحت تأثير المداواة على مدى عدة آلاف من السنين ، يتغير موضع خط الاستواء على الأرض وما يرتبط به من خط الاستواء السماوي بشكل ملحوظ بالنسبة للنجوم الثابتة ؛ ونتيجة لذلك ، تصبح الدورة السنوية للمجموعات البرجية في السماء مختلفة: فبالنسبة للمقيمين في بعض خطوط العرض الجغرافية ، تصبح بعض الأبراج مرئية مع مرور الوقت ، بينما يختفي البعض الآخر في الأفق لعدة آلاف من السنين. لكن البرج هو دائما الأبراج ، حيث أن طائرة مدار الأرض لم تتغير تقريبا. ستتحرك الشمس دائمًا عبر السماء بين النجوم نفسها اليوم.

في 275 ق الشاعر اليوناني آرات في قصيدة الظواهر وصفت الأبراج المعروفة له. كما تظهر من خلال دراسات علماء الفلك الحديث ، أرات في الظاهرة استخدم وصفًا مبكرًا جدًا للكرة السماوية. بما أن محور محور الأرض يغير مظهر الأبراج من الحقبة إلى الحقبة ، فإن قائمة الأبراج Aratha تسمح لنا بتأريخ المصدر الأصلي للقصيدة وتحديد العرض الجغرافي للملاحظات. توصل باحثون مستقلون إلى نتائج مشابهة: إي. ماندر (1909) مؤرخ المصدر الأصلي 2500 قبل الميلاد ، A.Kromellin (1923) - 2460 قبل الميلاد ، M. Ovenden (1966) - تقريبا. 2600 قبل الميلاد ، أ. روي (1984) - تقريبا. 2000 قبل الميلاد ، S.V. Zhytomyr - تقريبا. 1800 ق يشير موقع المراقبين إلى خط العرض 36 درجة شمالا.

الآن نسمي الكوكبات التي وصفها آرات "القدماء". بعد أربعة قرون ، في القرن الثاني الميلادي ، وصف الفلكي اليوناني بتوليمي 48 كوكبة ، مما يشير إلى مواقف النجوم المضيئة. من هذه الأبراج 47 أبقى أسمائهم إلى يومنا هذا ، وواحد كوكبة كبيرة- تم تقسيم Argo ، سفينة Jason و Argonauts - في القرن الثامن عشر إلى أربع مجموعات أصغر: Kiel و Korma و Sails و Compass.

بالطبع ، قسمت الأمم المختلفة السماء بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، في الصين في العصور القديمة ، انتشرت خريطة ، حيث تم تقسيم السماء المرصعة بالنجوم إلى أربعة أجزاء ، كل منها يتكون من سبعة مجموعات ، أي: فقط 28 كوكبة. علماء منغوليا من القرن الثامن عشر. يتألف من 237 كوكبة. ترسخ العلم والأدب الأوروبيين تلك الأبراج التي يستخدمها سكان البحر المتوسط القدماء. من هذه البلدان (بما في ذلك شمال مصر) خلال العام يمكنك رؤية حوالي 90 ٪ من السماء بأكملها. ومع ذلك ، بالنسبة للشعوب التي تعيش بعيدا عن خط الاستواء ، لا يمكن الوصول إلى جزء كبير من السماء للملاحظة: في القطب لا يمكن رؤية سوى نصف السماء ، عند خط عرض موسكو - حوالي 70 ٪. ولهذا السبب ، لم تكن معظم النجوم الجنوبية متاحة لسكان البحر المتوسط. تم تقسيم هذا الجزء من السماء إلى كوكبات فقط في الوقت الجديد ، في عصر الاكتشافات الجغرافية.

كنتيجة للتقدم ، انتقل الاعتدال الربيعي في الألفي سنة الماضية من العصور القديمة من كوكبة برج الثور عبر برج الحمل إلى الحوت. هذا أدى إلى إزاحة واضحة لسلسلة الأبراج البروجية بأكملها إلى موقعين (حيث يبدأ العد التنازلي عادةً من الكوكبة التي تقع فيها نقطة الاعتدال الربيعي). على سبيل المثال ، كان الحوت في البداية كوكبة البروج الحادية عشر ، والآن الأول ؛ الثور كان الأول - أصبح الثالث. في حوالي 2600 ، سوف ينتقل الاعتدال الربيعي من الحوت إلى الدلو ، ومن ثم تكون هذه المجموعة الأولى في الأبراج. لاحظ أن علامات البروج المستخدمة من قبل المنجمين للإشارة إلى أجزاء متساوية من مسير الشمس متصلة بشكل صارم مع الاعتدالات ومتابعتها. منذ ألفي عام ، عندما كانت المبادئ التوجيهية الكلاسيكية مكتوبة ، والتي ما زال المنجمون يستخدمونها اليوم ، كانت علامات البروج موجودة في كوكبات الأبراج التي تحمل الاسم نفسه. لكن حركة الاعتدالات أدت إلى حقيقة أن العلامات الفلكية تقع الآن في مجموعات أخرى. تسقط الشمس الآن في علامة معينة من البروج 2-5 أسابيع قبل أن تصل إلى كوكبة من نفس الاسم.

الشمس سنوية المسار

ويطلق على مسار الحركة السنوية الظاهرة للشمس على خلفية النجوم مسير الشمس (من الكسوف اليوناني - "الكسوف") ، وتسمى فترة الدوران على طول مسير الشمس بسنة النجوم. تساوي 265 يومًا 6 ساعات و 9 دقائق و 10 ثوانٍ ، أو 365 ، 2564 يومًا في الأيام الشمسية.

من النقاط الأربع لمسير الشمس ، والاعتدال الربيعي هو الرئيسي. ومنه يحسب واحد من الإحداثيات السماوية - صعود اليمين. كما أنه يعمل على حساب الوقت الفلكي والسنة الاستوائية - الفاصل الزمني بين ممران متتاليان من مركز الشمس من خلال الاعتدال الربيعي. يحدد السنة الاستوائية تغيير الفصول على كوكبنا.

كسوف الشمس

كان هناك دور حيوي بالنسبة للرجل القديم - وهما الشمس والقمر. عند مشاهدة حركتهم ، لاحظ الناس أن مسار الشمس خلال النهار يعتمد على الموسم: من الشرق إلى الغرب ، تشرق الشمس يومًا بعد يوم أكثر وأكثر نحو الشمال ، وفي الخريف تنزل إلى الجنوب. واتضح أن القمر والنجوم "المتحركة" المشرقتين ، اللتين سماهما اليونانيون فيما بعد الكواكب ، يتحركون بين النجوم على طول المسار نفسه الذي سلكته الشمس. ولاحظ الناس أيضًا أن الفصول المختلفة من السنة مختلفة ، لكن بعض النجوم قد ارتفعت قبل وقت قصير من حدوث صلاة ، والنجوم الأخرى تقع بعد غروب الشمس مباشرة. بالنسبة للرعاة والمزارعين ، أصبح هذا أسلوبًا مناسبًا للتنبؤات الموسمية. ولكي نتذكر حركة الشمس والقمر والكواكب ، فقد حددوا أهم النجوم الكامنة في طريقهم. في وقت لاحق ، بعد أن خلق آلهة لأنفسهم ، حددوا بعض منهم مع النجوم في السماء. قدم السومريون القدماء ، الذين عاشوا في الشرق الأوسط قبل 5000 عام ، أسماء العديد من الأبراج المعروفة ، خاصة في منطقة البروج ، منطقة السماء التي تمر عبرها مسارات الشمس والقمر والكواكب. اختارت مجموعات مماثلة من النجوم سكان وادي دجلة والفرات ، فينيقيا ، اليونان وأجزاء أخرى من شرق البحر الأبيض المتوسط. زودياك (اليونانية zödiacos cyclos - دائرة الحيوان) تسمى هذه المنطقة لأن العديد من الأبراج في ذلك هي أسماء "الحيوانات": الأسد ، الثور ، العقرب ، الحوت ، السرطان.

التين. 1.1. Neolithic "خريطة السماء" من السماء ، والتي تشمل صورة الثريا ، مصنوعة من البرونز مع تراكب الذهب. وجدت في ألمانيا ، بالقرب من بلدة نبرا ، في عام 1999

إن الأسماء التاريخية للنجوم والأبراج هي آثار ثقافة الإنسان القديمة ، أساطيره ، اهتمامه الأول بالنجوم ، لذا ، فإن مؤرخي العلم والثقافة يبدون اهتماما أكبر بهم ، حيث يساعد هؤلاء "المدرجون في الكلمات السماوية" على فهم طريقة حياة وتفكير الناس القدماء. يتم تسمية العديد من الأبراج المعروفة على اسم شخصيات أسطورية: أندروميدا ، كاسيوبيا ، بيرسيوس ، إلخ. وغالبًا ما تكون هذه الحيوانات مدمجة في الأساطير - الأسد ، التنين ، بيج ديبر ظهرت الأشياء البارزة في العصور القديمة والحداثة في السماء - الميزان ، المذبح ، البوصلة ، التلسكوب ، المجهر ... تشير أسماء بعض الأبراج ببساطة إلى شكل يتكون من النجوم الساطعة - مثلث ، ستريلا ، الصليب الجنوبي ، الخ. العديد من ألمع النجوم في الكوكبة لها أسماءها الخاصة: Sirius في كوكبة Big Dog ، Vega في كوكبة Lyra ، Chapel في كوكبة الممثل ، إلخ. .

تعتبر الأسماء اللاتينية للكواكب أساسية: يستخدمها علماء الفلك في جميع البلدان في ممارستهم العلمية. ولكن في كل بلد ، عادة ما تُترجم هذه الأسماء إلى لغتهم الخاصة. في بعض الأحيان هذه الترجمات ليست مثيرة للجدل. على سبيل المثال ، في اللغة الروسية لا يوجد تقليد واحد من اسم كوكبة قنطورس (Centaurus): يُترجم إلى سينتوروس أو سينتور (من حيث توحيد النصوص الفلكية والأدبية ، يبدو سناتور أكثر تفضيلاً). على مر السنين ، تم تغيير تقليد ترجمة أسماء مثل هذه الأبراج مثل Cepheus (Kefei، Cepheus)، Coma Berenices (Hair of Veronica، Hair of Berenice)، Canes Venatici (Greyhounds of Dogs، Hounds of Dogs، Hounds of Dogs). لذلك ، قد تختلف أسماء الأبراج في الكتب ذات السنوات المختلفة والمؤلفين المختلفين قليلاً.

واستناداً إلى الأسماء اللاتينية للكواكب ، تم تبني الاختصارات الثلاثة المختصرة لها: Lyr for Lyra ، UMa for Ursa Major ، إلخ. (انظر الجدول 1 من الفصل 9). عادة ما تستخدم للإشارة إلى النجوم في هذه الأبراج: على سبيل المثال ، نجمة فيغا ، ألمع في كوكبة ليرا ، تدل على أنها α Lyrae (genitive من Lyra) أو α Lyr باختصار ، Sirius α SMa ، Algol - ß Per ، Alcor - 80 UMa وهلم جرا

بالإضافة إلى الأسماء المعتمدة رسميا ، في كل بلد هناك أيضا أسماءهم الوطنية الخاصة بهم من الأبراج. عادة ما تكون هذه ليست حتى المجموعات ، ولكن asterisms هي مجموعات معبرة من النجوم الساطعة. على سبيل المثال ، في روسيا ، سبعة نجوم ساطعة في كوكبة أورسا ماجور في الأيام القديمة كانت تسمى "دلو" ، "كارت" ، "إلك" ، "نير" ، إلخ. في كوكبة أوريون ، برز الحزام والسيف تحت أسماء "الملوك الثلاثة" ، "أرشينتشيك" "،" Kichigi "،" Rake ". مجموعة النجوم Pleiades ، لم يفردها علماء الفلك في كوكبة منفصلة ، ومع ذلك ، كان للكثير من الشعوب اسمها الخاص ؛ في روسيا أسماءه هي "Stozhary" ، "Sieve" ، "Beehive" ، "Lapot" ، "Nest" (أو "Duck Nest") ، إلخ.

رؤية الأبراج والكواكب

يتم الاحتفاظ برسم الأبراج في السماء منذ آلاف السنين ، على الرغم من حقيقة أن النجوم تتحرك بشكل عشوائي في الفضاء بسرعة تصل إلى عشرات الكيلومترات في الثانية. لكن المسافات إلى النجوم كبيرة لدرجة أنه من المستحيل ملاحظة الحركة المتبادلة للنجوم مع العين منذ آلاف السنين. ومع ذلك ، فإن صورة الأبراج المتاحة لسكان مناطق مختلفة من الأرض ، تختلف إلى حد كبير من عصر إلى آخر. هذا هو السبب في حركة الأرض نفسها. اسمحوا لي أن أذكر كيف يحدث ذلك.

تدور الأرض حول محورها ومداراتها حول الشمس. ومسير الشمس هو مدار مدار الأرض ينعكس على الكرة السماوية بينما يتحرك حول الشمس. الحركة الثانية للأرض - الدوران اليومي حول المحور - تحدد خط رئيسي آخر - خط الاستواء السماوي (انعكاس خط استواء الأرض). تتقاطع هاتان الدائرتان السماويتان بزاوية 23 ° 26 ′: يميل محور دوران الأرض إلى محوره المداري عند هذه الزاوية. يحدد هذا الميل تغيير الفصول: نصف سنة أكثر من الحرارة الشمسية التي تتلقاها نصف الكرة الأرضية الشمالي للأرض ، النصف الثاني في السنة - الجنوب. إذا كانت هذه الزاوية أكبر ، سيكون صيفنا أكثر سخونة والأبرد في فصل الشتاء.

بالنسبة لنا ، يتجلى ساكنو الفرقة الوسطى ، انحدار محور الأرض في حقيقة أن الشمس تغرق في الشتاء تحت خط الاستواء السماوي ، وأن تسير في نهايات منخفضة بالقرب من الأفق ، وفي الصيف ، ترتفع فوق خط الاستواء (بحد أقصى إلى نفس 23.4 درجة) ، وترتفع في وقت مبكر وتأتى متأخرة ، وعند الظهر ترتفع تقريبا إلى ذروتها. في الخريف والربيع - في أيام الاعتدال - تتقاطع الشمس مع خط الاستواء السماوي عند النقاط التي تدعى: نقطة الاعتدال الخريفي ونقطة الاعتدال الربيعي. هذه هي نقاط تقاطع خط الاستواء السماوي ومسير الشمس ، والتي ترتبط بأهم أنظمة الإحداثيات السماوية.

التين. 1.2. إن ميل محور دوران الأرض إلى مدار مدارها هو سبب تغير الفصول.

من السهل أن نفهم أن ليس كل سكان الأرض يستطيعون رؤية كل 88 كوكبة من سمائنا. النظر في حالات الحد. يمكن للراصد في القطب الشمالي في كل ليلة صافية أن يرى جميع الأبراج في نصف الكرة الشمالي من السماء ، ولكنهم فقط ؛ لن يرى الأبراج الجنوبية أبداً - فهو دائماً تحت الأفق. ويستطيع المراقب في القطب الجنوبي رؤية الأبراج الجنوبية فقط. يمكن تشبيه هؤلاء المراقبين إلى ركاب حافلة يجلسون أمام نوافذ متقابلة: كل منهم لا يرى سوى جانبه الخاص من الشارع. لكن مراقبًا عند خط الاستواء ، كسائق حافلة ، يمكنه رؤية جميع زوايا السماء المرصعة بالنجوم خلال العام (لن يكون ذلك ممكنًا خلال النهار لأن الشمس مزعجة). وبناء على ذلك ، في خطوط العرض الوسطى لنصف الكرة الشمالي ، فإن جميع الأجزاء الشمالية والوحيدة من الكوكبات الجنوبية متاحة للرصد. في نصف الكرة الجنوبي - على العكس.

الآن تخيل أن محور الأرض قد غير اتجاهه قليلاً. بالنسبة للمراقبين في الشمال والجنوب البولنديين - أي بالنسبة للركاب الذين يجلسون في "النوافذ" المقابلة - فإن هذه المناورة تعادل تحريك الحافلة ؛ ونتيجة لذلك ، يمكن للمراقبين مشاهدة أجزاء أخرى من السماء ، ولكن لا يزال هناك نصف السماء فقط في متناول كل منهم. بالنسبة للمراقب عند خط الاستواء ، لم يتغير شيء: خلال السنة سيظل يرى جميع زوايا السماء ، فقط في تسلسل مختلف قليلاً. وبالنسبة لسكان الفرقة الوسطى ، تغير الوضع جزئيا: بعض النجوم تصبح غير متاحة له ، لكنه يبدأ في رؤية النجوم التي لم يتم ملاحظتها من قبل.

لكن لماذا كل هذه التجربة الفكرية؟ هل يمكن أن يغير محور دوران الأرض اتجاهه؟ نعم ، ربما يفعل ذلك طوال الوقت ، ولكن ليس بسرعة كبيرة.

الشمس وتأثيرها على الأرض

البنية الداخلية

تاج الشمس

طريقة نجوم الشمس

يوم الأحد

الشمس سنوية المسار

كسوف الشمس

الأشعة فوق البنفسجية من الشمس

مكان الشمس في GALAXY

رؤية الأبراج والكواكب

مقالات جديدة

مقالات شعبية