ZvaigZdės4
5 (100%) 1 vote

ZvaigZdės4

Saulė ir jos spektras

Saulė yra viena iš maždaug 200 milijardų mūsų Galaktikos žvaigždžių. Visatos mastu Saulės vaidmuo nereikšmingas – ji viso labo tik geltona G spektrinės klasės nykštukė; mūsų planetų šeimoje – Saulės sistemoje – Saulė yra pagrindinis, viską lemiantis kūnas.

Saulė daug didesnė už Žeme. Ji susideda iš vandenilio ir helio; skersmuo – l 392 000 km. Saulė tokia didelė, kad į ją tilptų daugiau kaip milijonas Žemės dydžio kūnų, tačiau jos masė tik 1,99- 1033 g, t. y. maždaug 333 000 Žemės masių. Taip yra todėl, kad Saulės tankis daug mažesnis negu Žemės tipo planetų. Vidutinis Saulės tankis 1,409 g/cm3, t. y. 1,409 karto didesnis negu vandens. Saulės medžiaga pasiskirsčiusi nevienodai: einant gilyn po švytinčiu išoriniu paviršiumi, tankis didėja.

Saulė skrieja 32 000 šviesmečių nuotoliu nuo Galaktikos centro ir vieną ratą aplink Galaktikos centrą padaro per 225 mln. metų. Jos sukimosi apie ašį periodas ties pusiauju 25,4 paros; kadangi Saulė nesisuka kaip kietasis kūnas, ties ašigaliais šis periodas gerokai didesnis.

Fotosfera

Fotosfera vadinamas ryškus išorinis Saulės sluoksnis, kurio temperatūra 5500 °C. Jame matomos tamsesnės sritys, vadinamos Saulės dėmėmis. Iš tikrųjų jos nėra juodos, bet atrodo tokios dėl kontrasto: jei galima būtų stebėti izoliuotą dėme, ji šviestų ryškiau negu lankinė lempa.

Pažiūrėjęs į Saulę pro bet kurį teleskopą ar žiūronus, stebėtojas veikiausiai iškart apaktų. Tamsūs filtrai irgi nepatikima apsaugos priemonė. Tikrai saugus yra tik projekcijos metodas: teleskopu gautas Saulės skritulio vaizdas projektuojamas į ekraną, kuris laikomas arba įtvirtinamas už okuliaro. Saulė nėra tokia glotni, be detalių, kaip kartais atrodo; jos paviršius išmargintas granulių, kurių kiekviena yra maždaug 1500 km skersmens. Po Saulės išoriniais sluoksniais cirkuliuoja konvekcijos srovės. Granulės – tai kylantys karštų dujų fontanai, tamsūs granulių kraštai – gilyn grimztančios jau atvėsusios dujos.

Tipiška didelė Saulės dėmė susideda iš centrinio tamsaus šešėlio, kurį gaubia kiek šviesesnis pusšešėlis. Dėmės labai netaisyklingos formos. Daugiausia jos būna grupėmis, iš kurių išsiskiria dvi pagrindinės dėmės – vedančioji ir atsiliekančioji. Kai kurios dėmių grupės užima didžiulius plotus, yra labai sudėtingos ir egzistuoja trumpai. Net labai didelė dėmių grupė gyvuoja tik kelis mėnesius, o mažos dėmės išnyksta per kelias valandas. Dėl Saulės sukimosi matoma, kaip dėmės iš lėto slenka skrituliu. Nuo vieno skritulio krašto iki kito dėmė keliauja apie dvi savaites. Praėjus antra tiek laiko, dėmė išnyra iš už priešingo skritulio krašto, žinoma, jei ji dar neišnyko.

Reguliarieji ciklai

Saulės aktyvumo ciklas yra gana reguliarus ir trunka vidutiniškai 11 metų; Saulės aktyvumo maksimumai buvo 1957-58, 1969-70 ir 1980-81 metais; tada joje buvo gausu dėmių. Tarp maksimumą būna aktyvumo minimumai – daugelį dienų Saulės skritulys būna švarus.

Dėmės susijusios su labai stipriais magnetiniais laukais, ir tai atspindi šiuolaikinė dėmių susidarymo teorija, kuriai pagrindus 1962 m. padėjo Haroldas Babkokas (g. 1912 m.). Saulė turi globalinį dipolinį magnetinį lauką, kurio linijos eina po švytinčiu Saulės paviršiumi iš vieno ašigalio į kitą. Dėl skirtingo pusiaujo ir ašigalių sričių sukimosi greičio magnetinės linijos per kelis metus deformuojasi ir ištįsta išilgai pusiaujo, dipolinis magnetinis laukas sustiprėja ir tampa nenuostovus. Pagaliau magnetinė kilpa ištrūksta į paviršių, sukurdama dvi priešingo poliškumo dėmes. Kadangi magnetinių jėgų linijos yra uždaros, vedančiųjų ir atsilieka nčiųjų dėmių poliškumas abiejuose pusrutuliuose yra priešingas. Maždaug po 11 metų linijos išyra, ir Saulė grįžta į pradinę būseną. Per sekantį ciklą dėmių poliškumas abiejuose pusrutuliuose yra priešingos krypties.

Vizualiniai Saulės fotosferos stebėjimai teikia mums labai ribotą informacijos kiekį. Didžioji dalis žinių gaunama, naudojant spektroskopo principu veikiančius prietaisus. Pagal 1859 m. Gustavo Kirchofo (1824-87) suformuluotą dėsnį, iki baltumo įkaitęs kietasis kūnas, skystis ar smarkiai suslėgtos dujos skleidžia tolydinį spektrą (vaivorykštę), o, kai slėgis mažas, dujos spinduliuoja emisijos spektrą, susidedantį iš pavienių šviesių linijų.

Naujų elementų atradimas

Saulės atmosferoje esantys cheminiai elementai sugeria tam tikro ilgio elektromagnetines bangas, dėl to tolydiniame fotosferos spektre atsiranda properšų – tamsių linijų, kurios vadinamos Fraunhoferio linijomis. Saulėje esantys elementai identifikuojami pagal tamsių linijų padėtį (t. y. bangos ilgį) ir intensyvumą. Tokiu būdu Saulėje rasta 70 cheminių elementų. Vienas jų – helis pirmiausia buvo rastas Saulėje ir tik po to Žemėje.

Saulės atmosfera ir spinduliavimas

Pro įprastą teleskopą galima pamatyti tiktai ryškų Saulės paviršių, arba foto-sferą, ir tokius darinius kaip dėmės, granulės bei žibintai (šviesūs trumpalaikiai dariniai virš fotosferos). Saulės atmosferą plika akimi arba pro teleskopą galima pamatyti tik visiško užtemimo metu, kai Mėnulis užstoja Saulės skritulį. Saulės atmosferai tirti ne užtemimo metu naudojami specialūs
ai ir žybsniai

Saulės atmosferos dalis, esanti virš fotosferos, vadinama chromosfera (spalvų sfera); mat ji yra būdingos rausvos spalvos. Tai taip pat yra didžiulių spindinčių protuberantų sritis. Protuberantai stebimi prietaisais, kurie veikia spektroskopo principu. Yra dviejų rūšių protuberantai: erupciniai ir ramieji. Erupciniai protuberantai sparčiai juda ir nutolsta daugiau kaip 500 000 km nuo Saulės paviršiaus. Ramieji protuberantai nuostovesni ir gali kyboti chromosteroje daug dienų kol suyra. Ir vienų, ir kitų dažniau pasitaiko didžiausio Saulės aktyvumo metu.

Protuberantai dažnai susiję su stambiomis dėmių grupėmis. Čia taip pat vyksta žybsniai, šiaip jau nematomi (stebėti tik keli matomi baltieji žybsniai). Jų metu be trumpabangio spinduliavimo išmetama elektringųjų dalelių čiurkšlės. Pastarosioms pasiekus Žeme, kyla magnetinės audros (sutrikdomas Žemės magnetinis laukas), sutrinka kompasai ir radijo ryšys. Magnetinių audrų metu sužimba įspūdingos pašvaistės. Be to, Saulė į visas puses skleidžia pastovų mažos energijos dalelių srautą, kuris vadinamas Saulės vėju. Būtent Saulės vėjas formuoja kometų uodegas, nukreipdamas jas į priešingą puse nuo Saulės.

Saulė spinduliuoja ne tik regimąją šviesą, bet yra galingas infraraudonųjų (šiluminių) bei ultravioletinių spindulių, taip pat radijo bangų, rentgeno ir gama spindulių šaltinis. Šį spinduliavimą tirti nuo Žemės paviršiaus sunku ar net visai neįmanoma, nes atmosfera sulaiko trumpabangius spindulius ir praleidžia tik dalį infraraudonųjų spindulių. Mūsų žinios apie Saulės spinduliavimą šiuose diapazonuose smarkiai išsiplėtė, paleidus dirbtinius Žemės palydovus ir pilotuojamas orbitines stotis. Pavyzdžiui, „Skailabo“ stoties astronautų 1973-74 m. sukaupta medžiaga parodė, kad Saulė tuo metu buvo gan aktyvi. Jų stebėjimai unikalūs, nes iš Žemės jų atlikti neįmanoma.

Saulės energijos šaltinis

Astronomai negali praktiškai patikrinti savo teorijų apie Saulės kilmę, bet jie gerai įsisvaizduoja jos sandarą. Branduolio link temperatūra kyla ir Saulės centre viršija 10 mln. laipsnių. Čia ir yra Saulės jėgainė – vieta, kur generuojama jos energija.

Klaidinga būtų manyti, kad Saulėje kažkas dega kaip įprasta ugnis. Jeigu Saulė būtų sudaryta iš akmens anglių, šitaip spinduliuodama ji negalėtų ilgai (kosminiu mastu) egzistuoti, o astronomai įsitikinę, kad Saulės

amžius mažiausiai 5 milijardai metų (ji tikrai vyresnė už Žemę, kuriai 4,6 mlrd. metų). Saulės energijos šaltinis yra branduoliniai virsmai. Pagrindinis Saulės sandas yra vandenilis. Saulės branduolyje, kur labai aukšta temperatūra ir milžiniškas slėgis, branduolių sintezės metu iš vandenilio susidaro antras pagal atominę mase cheminis elementas – helis. Vienas helio branduolys susidaro, jungiantis keturiems vandenilio branduoliams; šios reakcijos metu maža dalis masės virsta dideliu energijos kiekiu. Saulė spinduliuoja šią energiją, kas sekundė netekdama 4 mln. tonų masės. Tai gali atrodyti labai daug, bet iš tiesų prarandama tik menka Saulės masės dalis. Saulė turi pakankamai vandenilio, kad šviestų, kaip dabar, mažiausiai dar 5 mlrd. metų, o gal ir ilgiau.

Kada nors vandenilio atsargos vis vien išseks ir Saulės sandara iš esmės keisis. Pagal dabartine teoriją Saulė tada pergyvens raudonosios milžinės stadiją; jos šviesis palyginti su dabartiniu padidės mažiausiai 100 kartų. Po to Saulė susitrauks į mažą tankią žvaigžde – vadinamąją baltąją nykštuke.

Žemės amžius taip pat ribotas. Saulei virtus raudonąja milžine, mūsų planeta negalės egzistuoti – kartu su kitomis vidinėmis planetomis .ji žus.

Saulės tyrimai

Žinios apie Saule kaupiamos įvairiausiais būdais. Ypač naudinga radijo astronomija – metodas, leidžiantis tyrinėti ilgabange elektromagnetinio spektro sritį. Saulė yra sliprus radijo bangų šaltinis – tai žinoma nuo pirmųjų radijo astronomijos atsiradimo dienų. Saulės spinduliavimą rentgeno spindulių diapazone pradėta tirti gerokai vėliau, nes tam reikėjo prietaisų, veikiančių už Žemės atmosferos ribų.

Daug kalbėta apie tai, kiek išpli tusi Saulės atmosfera. Virš chromosferos driekiasi Saulės vainikas, kuris yra labai retas ir neturi aiškios ribos. Jis pamažu retėja, kol virsta Saulės vėju.

Saulės užtemimai

„Skailabo“ stoties skrydis 1973-74 m. smarkiai papildė žinias apie Saulę. Skrydžio metu buvo ilgai stebimi dariniai, neįžiūrimi nuo Žemės paviršiaus, iki tol kai kurie iš jų buvo stebimi ir fotografuojami visiškų Saulės užtemimų metu.

Užtemimų detalės

Mėnulis daug kartų mažesnis už Saulę, bet skrieja tiek pat kartų arčiau Žemės ir dėl to danguje ji atrodo tokio pat dydžio kaip Saulė. Sis sutapimas yra lemiamas: kai visi trys kūnai išsirikiuoja vienoje linijoje, Mėnulis gali visiškai uždengti švytinčią Saulės fotosferą, palikdamas šviesti tik ją gaubiančią chromosferą ir vainiką. Šis reginys trunka neilgai, nes Mėnulio šešėlis palyginti mažas ir greitai bėga Žemės paviršiumi: visiško Saulės užtemimo juosta niekad nebūna platesnė kaip 269 km, o užtemimo maksimumas vienoje vietoje trunka mažiau kaip 8 minutes. Todėl astronomai stengiasi kuo geriau išnaudoti šią galimybę. Tik per 1842 m. Saulės užtemimą astronomai įsitikino, kad
protuberantai yra Saulės, o ne Mėnulio darinys.

Kadangi Mėnulio orbita nėra apskrita, jo regimasis skersmuo kinta. Apogėjuje (toliausiai nuo Žemės esančiame orbitos taške) Mėnulis atrodo 10% mažesnis negu perigėjuje (arčiausiai Žemės). Saulės regimasis skersmuo taip pat kinta, didžiausias jis būna gruodžio mėnesį, o mažiausias – birželio. Taip yra dėl to, kad atstumas tarp Žemės ir Saulės taip pat kinta. Kai Mėnulis danguje atrodo mažesnis už Saulę, jis negali visiškai uždengti fotosferos. Tada stebimas žiedinis Saulės užtemimas: aplink juodą Mėnulio skritulį matomas švytintis lankas. Taip pat galimi daliniai Saulės užtemimai, kada Mėnulis uždengia ne visą Saulės skritulį, o tik jo dalį. Žiediniai ir daliniai Saulės užtemimai naudingi tik iš dalies, kadangi jų metu nematyti Saulės aplinkos.

Žmonės stebėjo ir aprašinėjo Saulės užtemimus labai seniai: kinų metraščiuose aprašomas užtemimas, įvykęs 2136 m. pr. m. e. Užtemimai įvyksta ne kiekvieną Mėnulio jaunatį, nes Mėnulio orbita gerokai pasvirusi į Žemės orbitos plokštumą. Bet kurie užtemimai (visiški, žiediniai, daliniai) kartojasi kas 18 metų 10,3 paros (arba 11,3 paros, jei į tą laiko tarpą patenka 5 keliamieji metai), kai Saulė, Mėnulis ir Žemė užima tą pačią tarpusavio padėtį. Šis laiko tarpas vadinamas sąru (per laiko tarpą tarp dviejų tokių užtemimų įvyksta dar keli). Saras nėra tikslus, bet tai geriau negu visai nieko: juo plačiai naudotasi senovėje, numatant užtemimus.

Vainiko stebėjimai

Visiško Saulės užtemimo metu įspūdingiausias reginys yra jos vainikas. Nustatyta, kad vainiko išvaizda priklauso nuo Saulės aktyvumo laipsnio. Aktyvumo minimumo metu vainikas gan simetriškas, o maksimumo metais jame matomi ilgi spinduliai. Visiško užtemimo metu dangus pakankamai tamsus, kad matytųsi planetos ir ryškios žvaigždės; kelis kartus arti užtemusios Saulės buvo aptiktos nežinomos kometos. Tenka apgailestauti, kad toje pačioje Žemės vietoje visiški Saulės užtemimai kartojasi labai retai. Pavyzdžiui, Anglijoje paskutinį kartą visiškas Saulės užtemimas buvo 1927 m., o kito nebus iki 1999 m.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 2093 žodžiai iš 6661 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.