Почему солнечные пятна чёрные?

Солнце — это большой шар огненного, электрически заряженного газа. По мере того, как Солнце проходит свой регулярный 11-летний солнечный цикл, электромагнитная активность на поверхности звезды становится все более и более хаотичной. Эта турбулентность неизбежно приводит к появлению солнечных пятен — темных областей размером с планету, которые образуются в нижних слоях атмосферы Солнца в результате интенсивных магнитных возмущений.

Большинству телескопов видимого света солнечные пятна кажутся черными. Но почему они так выглядят и действительно ли они черные?

Оказывается, солнечные пятна на самом деле не черные. Скорее, темнота — это всего лишь оптическая иллюзия, созданная контрастным теплом солнечных пятен и их окружения.

«Солнечные пятна темны только в отличие от яркого лица Солнца», — сообщает Университетская корпорация атмосферных исследований ( UCAR ). «Если бы вы могли вырезать обычное солнечное пятно из Солнца и поместить его в другое место на ночном небе, оно было бы примерно таким же ярким, как полная луна ».

Причина, по которой солнечные пятна кажутся намного темнее, чем остальная часть видимой поверхности Солнца или фотосферы, заключается в том, что они намного холоднее, а газ под солнечным пятном излучает примерно на 25% больше света, чем остальная часть Солнца, по данным НАСА .

Солнечные пятна все еще раскалены — по оценкам астрономов, температура типичного пятна составляет около 6 300 градусов по Фаренгейту (3 500 градусов по Цельсию), но окружающая фотосфера пылает примерно при 10 000 F (5 500 C), по данным Национальной метеорологической службы ( NWS ).

По данным NWS, солнечные пятна холодные, потому что они образуются в регионах с особенно сильными магнитными полями — примерно в 2500 раз сильнее, чем у Земли , и намного сильнее, чем где-либо еще на Солнце. Это увеличивает магнитное давление, оказываемое на солнечные пятна, тем самым препятствуя потоку тепла от недр Солнца к поверхности и делая регион более холодным, чем его окрестности.

Сдерживаемая магнитная энергия солнечных пятен может иметь впечатляющие и опасные побочные эффекты. Когда линии магнитного поля вокруг солнечных пятен становятся слишком запутанными, они могут принимать новые конфигурации, высвобождая внезапные всплески магнитной энергии. Эта энергия может взаимодействовать с окружающей плазмой — горячим электрически заряженным газом, составляющим большую часть Солнца, — и создавать энергетический взрыв, известный как солнечная вспышка .

Солнечные вспышки всегда происходят в активных областях вблизи солнечных пятен, а это означает, что чем больше солнечных пятен на Солнце в данный момент времени, тем больше вероятность вспышки. Солнечные пятна чаще возникают вблизи кульминации 11-летнего цикла солнечной активности, также известного как «солнечный максимум», когда достигает пика магнитной активности.

Тепло от вспышки может, в свою очередь, спровоцировать взрыв другого типа, называемый выбросом корональной массы (CME), при котором заряженные солнечные частицы вырываются прямо из солнечной атмосферы и летят по космосу на высоких скоростях.

Большинство CME безвредно отправляются в космос. Но если CME окажется направленным на Землю, могут быть пагубные последствия . Когда CME проходит над атмосферой Земли, он может вывести из строя электрические сети, вызвать отключение радио или повредить спутники; жизнь на Земле по-прежнему защищена магнитным полем нашей планеты, но астронавты, работающие в космосе, могут получить более высокие, чем обычно, дозы радиации.

Но есть и светлая сторона: когда КВМ достигает Земли, образующийся в результате дождь из заряженных частиц через атмосферу нашей планеты вызывает появление полярных сияний на гораздо более низких широтах, чем обычно. За это прекрасное отображение цвета на земном небе вы можете поблагодарить большую темную точку на солнце.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.