Күннің атмосферасы

Күннің атмосферасы үш қабатқа бөлінеді: фотосфера, хромосфера, күн тәжі. Фотосфера өте жұқа, бірақ тығыздығы басқа атмосфералық қабаттарға салыстырғанда көбірек болады. Ол көрінерлік диапазонда жарық шығаратын Күн атмосферасының қабаты. Фотосфераның температурасы қабаттың тереңірек орналасуына байланысты артады. Температураның тереңдікке тәуелді болатындығын, Күн дискасының центрінен шетке қарай біртіндеп қараңғылау болып көрінетіндігінен байқауға болады. Сондықтан қабаттың орташа температурасы 6000 К, ал ең аз температура 4500 К шамасында болады. Фотосфераның қалыңдығы 180 км, оның тығыздығы 10^-7 г/см³, қысымы 0,1 атм. Осындай жағдайда иондау потенциалы аз химиялық элементтер (Na, K,Ca) иондарға айналып, қалғандары (H, He) бейтарап нейтраль күйінде қалады. Сутектің нейтраль атомы электронды өзіне қосып алып теріс ионға айналады (Н^-). Бірақ, сутектің теріс иондарының концентрациясы өте аз болғанмен, олар, көрінерлік сәуледерді өте күшті жұтады. Осының нәтижесінде фотосферадан төмен жатқан қабаттарда шығарылатын көрінерлік сәулелер толық жұтылып, фотосферадан Күннен келетін көрінерлік сәулелер шығады.

Фотосферадан жоғары атмосфералық қабаттарда температура артады. Температураның артуы конвективтік зонамен байланысты. Визуальды және фотографиялық бақылаулар Күннің бетінің тегіс емес екендігін көрсетеді. Күннің бетінде ақшыл дәнектер және қараңғылау торлар бар екендігін байқаймыз (4-сурет). Ақшыл дәнектер гранулалар деп аталып,

4-сурет.

Күннің грануляциясы

 

осы структура грануляция атын алған. Әрбір гранула 5-10 минут көрініп, жойылып кетеді. Спектрлік зерттеулердің нәтижесінде грануладағы зат көтерілетіні, тордың заты төмен түсетіні дәлелденген. Грануляция конвективтік зонаның көрінісі. Гранула – ыстық зат көлемі жоғары көтеріліп, ыдырайды. Гранулалар фотосферада соқтығысу толқындарды тудырады. Толқындардың амплитудасы ортаның тығыздығына кері пропорционал болғандықтан, жоғары қарай таралғанда амплитудалары артып, дұрыс күйін сақтамай, кішірек толқындарға бөлініп (диссипация процесі), ортаны қыздырады. Температура 10-15 мың кельвинге жеткен атмосфералық қабат хромосфера деп аталған. Хромосфераның тығыздығы өте азғантай болғандықтан, жәй көзбен бақылағанға көрінбейді. Бірақ Күннің толық тұтылуы болғанда, Айдың қара дискасын қоршаған қызғылт жіңішке сақина тәрізді (5-сурет) хромосфера байқалады. Хромосфераның

 

5-сурет.

Күннің хромосферасы

 

спектрі – эмиссиялық спектр, яғни жарқыраған спектрлік сызықтардан тұрады. Спектрдегі ең күшті сызықтар гелийдің спектрлік сызықтары. Осы жағдай да хромосфераның температурасының жоғарлағанын көрсетеді. Хромосфераның тығыздығы – (10^-8-10^-15) г/см³. Хромосфераның структурасы күрделі (6-сурет), біркелкі емес, көптеген формалары сызық-

 

6-сурет. Иондалған гелий сызығындағы Күн бейнесі.

Шетінде үлкен протуберанец

 

ты, ұзындығы бірнеше мың км болатын спикула деп аталатын объектілерден тұрады. Спикулалар арқылы Күннің атмосферасының жоғарғы қабаттарының заты араласады. Спикуладағы заттың температурасы 15000К, қызған зат хромосферадан күннің тәжіне көтеріледі. Бақылаудан анықталған ңәтижелер хромосфераның заты тепе-теңдікте болмай, үнемі қозғалысқа қатысатынын және хромосферада температурасы төмендеу облыстармен бірге температурасы өте жоғары облыстар бар екендігін дәлелдейді. Хромосфераны сутектің Н сызығында да бакылауға болады, бұл бақылаулар хромосфераның структурасы фотосфераға қарағанда күрделі болатындығын көрсетеді.

Күннің атмосферасының жоғарғы қабаты – күн тәжі бірте-бірте ең жоғарғы облыстарында планетааралық ортаға айналады. Күннің толық тұтылуы болғанда Күнді қоршаған ақшыл сәулелену түрінде байқалады және структурасы (7-сурет) өте көптеген детальдарға (сәулелер, доғалар...)

7-сурет. Минимум дәуірдегі (жоғары) және максимум дәуірдегі (төменгі) күн тәжі

бай болады. Күн тәжінің жарқырауы фотосфера жарқырауына миллион есе аз және биіктікпен кемиді. Ең жарық облыстары – хромосфераның маңайында, одан алыстаған сайын кемиді,бірақ Күннің шетінен бірнеше күн радиустеріне дейінгі аралықта әлі де байқалады. Сондықтан күн тәжін ішкі және сыртқы тәждерге бөледі. Күн тәжінің спектрінде үздіксіз фонда (8-сурет) көптеген жарқыраған эмиссиялық сызықтар болады. Осы эмиссиялық сызықтардың интенсивтілігі Күннен алыстаған сайын кемиді, сол себептен бұл сызықтар ішкі күн тәжінде пайда болатындығы түсінікті. Сыртқы Күн тәжінің спектрі интенсивтілігі азайған фотосфераның спектріне ұқсас. Күн тәжінің осы облысы фраунгофер тәжі деп аталады, және фраунгофер тәжі

күннің атмосферасының бөлігі болмай, планетааралық ортаның бөлшек-терінде шашыранған Күн жарығы деп түсіндіріледі. Күннің атмосферасының жоғарғы қабаты – ішкі тәж, оның биіктігі, Күннің жарты

 

 

8-сурет. Күн тәжінің спектрі

радиусына жақын. Күн тәжінің спектріндегі эмиссиялық сызықтар бірнеше рет иондалған Fe, Ni, Ca, Ar атомдарының эмиссиялық сызықтары. Интенсивтілігі ең күшті жасыл () сызық 13 электронннан айырылған темірдің атомының сызығы. Осындай сызықтардың пайда болуы тәждің температурасы өте жоғары болатындығын көрсетеді. Күн тәжі өте сиретілген температурасы миллион Кельвин плазмадан тұрады. Күн тәжі көрінерлік сәулелерді жұтпай өткізеді, ал радиотолқындарды өте күшті жұтады. Сол себептен Күн тәжі өзінен миллион Кельвинге қызған абсолют қара денедей радиодиапазонда сәулелену шығарады. Бұл радиотолқындардың толқын ұзындықтары метрлік диапазонда жатады. Осындай радиодиапазондағы сәулеленуден басқа Күн интенсивтілігі өзгермелі болатын радиотолқындар шығалады. Бұл радиотолқындар Күннің төменгі атмосфералық қабаттарындағы физкалық процестермен байланысты.