Исследования солнечной активности

Авторы: Бородин Евгений Андреевич (11 «В» класс),
Ивин Сергей Сергеевич (10 «В» класс), школа №57

Руководитель: Демченко Елена Александровна,
учитель физики

г. Волгоград

В нашей работе мы проводим простые астрономические наблюдения за Солнцем, и процессами, происходящими на нём, методика которых взята из книги И.А.Климишина «Элементарная астрономия».

Излучение солнечных вспышек оказывает особо сильное воздействие на верхние слои земной атмосферы и ионосферу и приводит к возникновению целого комплекса геофизических явлений. Так же известно, что с появлением солнечных вспышек на Солнце связанны многие явления в атмосфере и магнитосфере Земли: полярные сияния, магнитные бури, прекращение радиосвязи на коротких волнах, нарушение работы навигационных устройств. Имеются данные, свидетельствующие о влиянии вспышечной активности на биосферу и на человека в частности, как на его общее состояние, так и на увеличение количества инфарктов миокарда, инсультов в период повышенной солнечной активности. Солнечная активность влияет на состояние нижней атмосферы и погоду Земли.

В настоящее время в связи с освоением космического особенно актуальным стал вопрос о природе вспышек и их прогнозировании, так как излучение, сопровождающее вспышки, является губительным для каждого организма, находящегося за пределами земной атмосферы.

С магнитными полями связана также периодичность солнечной активности, – пожалуй, наиболее интересная из всех особенностей солнечных явлений. Эту периодичность можно проследить по всем явлениям, но особенно легко её можно заметить, если день за днём подсчитывать кол-во имеющихся на Солнце пятен. Разница между максимумом и минимумом солнечных пятен хорошо видна при образовании солнечной короны. Период, когда пятен совсем нет, называется минимумом. Вскоре после минимума пятна начинают появляться на большом расстоянии от солнечного экватора. Потом их число постепенно увеличивается, и они возникают всё ближе и ближе к экватору. Через 3-4 года наступает максимум солнечных пятен, отличающийся наибольшим кол-вом активных образований на Солнце. Затем солнечная активность постепенно спадает, и примерно через 11 лет снова наступает минимум.

Для наблюдения Солнца можно использовать обыкновенный школьный телескоп. Наблюдения Солнца с телескопом нуждаются в специальной оговорке: смотреть на Солнце в окуляр телескопа крайне опасно! Поэтому, самое лучшее - спроектировать изображение Солнца на экран. К тому же таким образом становится возможным одновременный обзор картины большим числом участников.

Кроме того, при наблюдениях солнечных пятен необходим обзор всего диска Солнца, следует использовать окуляр, с которым телескоп даёт увеличение не больше 40-60 раз.

Конечно, лучше всего наблюдения проводить внутри павильона, в котором отверстие люка закрывается с помощью защитных штор. Но если телескоп устанавливается на открытом месте, то желательно пользоваться защитным экраном размером хотя бы 70х70 см, в центральной части которого вырезано отверстие, равное диаметру трубы телескопа. Следует заранее запастись листами чистой белой бумаги с нарисованными на них кругами, например, диаметром 10 см.

Целью наблюдений является зарисовка на заготовленном шаблоне всех обнаруженных на солнечном диске деталей - пятен и факелов. Если в дальнейшем предполагается определение их координат, то следует отметить также направление смещения отдельного пятна - направление суточной параллели. Тем самым в дальнейшем по данным астрономического календаря можно будет установить направление оси вращения Солнца и положение его экватора. Убедиться же в самом факте вращения Солнца можно, если наблюдения с зарисовками повторить через два-три дня.

Главная задача наблюдений: установить, есть ли пятна на Солнце в данный момент времени и если есть, то оценить степень активности Солнца.

Мы проводили наблюдения Солнца с помощью школьного телескопа Максутова дающего 47-кратное увеличение. Наблюдения проводились 15, 23, 30 декабря. Аномалий на Солнце обнаружено не было, что свидетельствует о не активности Солнца. При проведении наблюдений в январе и феврале были обнаружены пятна (рис.1).

Если сравнить несколько последовательных рисунков Солнца, то можно заметить, как меняется положение всех пятен на диске. Это происходит из-за вращения Солнца. Солнце вращается не как твёрдое тело. Пятна, находящиеся вблизи экватора Солнца, опережают пятна, расположенные в средних широтах. Следовательно, скорости вращения разных слоёв Солнца различны. Экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца за 25 земных суток, а области вблизи полюсов Солнца - примерно за 30 суток. Наблюдения показывают, что все пятна перемещаются от восточного края к западному. Следовательно, Солнце вращается вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него.

Периодичность солнечной активности пока ещё остаётся увлекательной загадкой Солнца. Только в последние годы удалось приблизиться к её решению. По-видимому, причина солнечной активности связана со сложным взаимодействием между ионизованным веществом Солнца и его общим магнитным полем. Результат этого взаимодействия – периодическое усиление магнитных полей.

Литература

1. И. А. Климишин «Элементарная астрономия», Москва, «Наука», 1994г

2. Энциклопедия современного естествознания, Том 4, Москва, Издательский дом «Магистр‑пресс», 2000г.

Рис. 1.