Արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ, բռնկումներ և պսակի զանգվածների ժայթքումներ

Հաշվի առնելով արևի ընդհանուր արտանետումների քանակը , այն կարելի է համարել խաղաղ աստղ, որի վրա զգալիորեն իշխում է իր ֆոտոսֆերայի տեսանելի լույսը:Սակայն այն ուժեղ ակտիվություն է ցուցաբերում՝ տեսանելի պսակից ճառագայթումների ժամանակ, մասնավորապես ռենտգենյան ճառագայթների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումների և ռադիո ալիքների ժամանակ: Պսակը արևի շրջակայքի նոսր գազն է, որը մեզ տեսանելի է արեգակնային խավարման ժամանակ: Դրա բաղադրությունը, ինչպես նաև գործունեությունը, կախված են մագնիսական դաշտերից:

Արեգակնային ժայթքման դեպքերի ժամանակ էներգիայի պայթյունային արտանետումը տաք պլազմայի և արագացված մասնիկների առաջացման սկզբնաղբյուրն է պսակի մեջ միջին ջերմային էներգիաներից բարձր` մոտավորապես 100 էՎ էներգիաների դեպքերում: Ժայթքման այս դեպքերից շատերը մասնիկներն արագացնում են մինչև շատ բարձր էներգիաներ` արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ: Դրանք հազվադեպ դեպքեր են. դրանց հայնագործումից հետո 1945-2009 թթ ընթացքում հանդիպել են ընդամենը 70 դեպքեր:


Արևի պսակը. Դինամիկ միջավայր ստեղծված

մագնիսական դաշտերի կողմից

Խավարման պատկերումը (այստեղ: փետրվարի 26, 1998, Գվադելուպե, © Քրիստիան Վիլադրիխ, SAF http://www2.saf-lastronomie.com/accueil.html) ցույց է տալիս, որ պսակն ունի անկանոն ձև՝ ի տարբերություն արևի տեսանելի սկավառակի՝ նրա ֆոտոսֆերայի, որը գրեթե գնդաձև է: Սա պայմանավորված է նրանով, որ ֆոտոսֆերան ենթարկվում է ձգողականության ուժին: Ձգողականության ուժը բոլոր մասնիկները ձգում է դեպի զանգվածային կուտակման կենտրոն, և այսպիսով ստեղծում գնդաձև մարմիններ, ինչպես օրինակ մոլորակները, Լուսինը, և հենց արևի մարմինը: Պսակը, մյուս կողմից, 1 մլն. աստիճան տաք իոնացված գազ է՝ կազմված էլեկտրական լիցքավորված մասնիկներից՝ էլեկտրոններից, պրոտոններից, հելիումի միջուկից և ավելի ծանր տարրերից: Այս գազը կազմված է մագնիսական դաշտերից, բացի ձգողականության ուժից, որի հիմքը արևի ներքին շերտերում է գտնվում:

Մագնիսական դաշտերը և պսակի կազմությունը

Իրավիճակը նման է հայտնի փորձին, որի միջոցով մենք դպրոցում սովորում ենք, որ մագնիսական ուժագծերը միանում են մագնիսի երկու բևեռներին. վերցնենք մագնիսը, վրան դնենք թուղթ, և թղթի վրա լցնենք երկաթի փոշի: Երկաթի այս փոքրիկ կտորները կդասավորվեն դաշտի ուժագծերի երկայնությամբ և նման կերպով դրանք նկատելի կդարձնեն:



Ի՞նչ կապ ունի սա արևի պսակի հետ

Փորձենք այլ մոտեցում ցուցաբերել՝ հիմնվելով ժայթքումների վրա, որոնք առաջանում են պսակի տաք գազից: Աջակողմյան նկարը պատկերում է պսակը խիստ ուլտրամանուշակագույնի մեջ, որը արտանետվել է մոտ 1 մլն աստիճանի պայմաններում գազային երկաթի միջոցով (լուսանկար. Անցումային Գոտին և Պսակը Հետազոտող արբանյակը, TRACE; NASA): Ֆոտոսֆերան, որն արձակում է արևի գրեթե ողջ տեսանելի և ինֆրակարմիր լույսը, այստեղ մութ է, քանի որ 6000 աստիճանի դեպքում այն խիստ ուլտրամանուշակագույն արտանետումների համար բավականաչափ տաք չէ: Պսակի տաք գազն ունի հստակ սահմանագիծ: Սա պայմանավորված է նրանով, որ արտանետվող երկաթային իոնները փակված են մագնիսական դաշտի կառուցվածքներում, ինչպես, օրինակ, երկաթի փոշու կտորները, որոնք մագնիսական դաշտի ադեցության տակ դասավորվում են դաշտի ուժագծերի երկայնթյամբ, լիցքավորված մասնիկները կարող են ազատ շարժվել միայն դաշտի ուժագծերի երկայնությամբ և երբեք՝ դրանց ուղղահայաց: Այսպիսով մենք «տեսնում ենք» դաշտի ուժագծերը պսակի մեջ, որտեղ նրանք շրջապատում են նյութը այնպես, ինչպես «տեսնում ենք» մագնիսի ուժագծերը երկաթի փոշու օգնությամբ: Պսակը կազմող մագնիսական ուժագծերը առաջանում են արևի մարմնից:

Դինամիկ արևը

Մագնիսի և արևի միջև մեծ տարբերություն կա. մագնիսը ֆիզիկապես անշարժ կազմություն է, ինչպիսին և դրա ուժագծերը: Սակայն արևի ներքին շերտերը կազմված են տուրբուլենտային գազից, և գազի այս հոսքերը շարունակաբար ձևափոխում են գոյություն ունեցող մագնիսական դաշտերը և դրանց հոսքը դեպի պսակ: Այսպիսով, ի տարբերություն սովորական մագնիսի, արևի մագնիսկան դաշտն անշարժ չէ:

Արդյունքում, պսակի մեծածավալ զանգվածները, որոնք մենք տեսնում ենք խավարման ժամանակ, կամ տիեզերանավի միջոցով Խիստ ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարության մեջ, կայուն չեն: Խավարման տեսարանը լոկ դինամիկ իրավիճակի լուսանկար է: Պսակը առաջացնում է այս կազմությունները պսակի զանգվածների ժայթքումների ժամանակ, այն պայթյունի միջոցով տաքացնում է գազը և արագացնում լիցքավորված մասնիկները բարձր էներգիաների բռնկումների մեջ:


Էջի սկիզբ


Արևի պսակի հզոր դրսևորումները. պսակի զանգվածների

ժայթքումներ և բռնկումներ

Արևի վրա ժայթքման դեպքերի ամենատեսարժան դրսևորումներն են պսակի զանգվածների ժայթքումները. վերոնշյալ լուսանկարները կատարվել են LASCO կորոնոգրաֆի միջոցով՝ Արեգակնային և Հելիոսֆերիկ աստղադիտարանի տիեզերանավից (SoHO; ESA/NASA): Կորոնոգրաֆի մեջ արևի պայծառ տեսանելի սկավառակը թաքնված է, ինչն աղոտ լուսավորված պսակը դարձնում է տեսանելի, ինչպես իրական արևի խավարման ժամանակ:

Առաջին լուսանկարը ցույց է տալիս պսակը զանգվածների ժայթքման դեպքից առաջ: Թաքնված սկավառակից վերև հայտնվող երևույթը, ներկայացված ներքևի աջ անկյունում, կոչվում է ստրիմեր՝ երևույթ, որը մեզ հայտնի է խավարման լուսանկարներից: Հետևյալ լուսանկարներում պատկերված է գազը մագնիսական դաշտի սահմաններում, երբ այն մղվում է դեպի բարձր պսակը: Այն վերջնականապես հեռանում է արևից և տարածվում Հելիոսֆերայի մեջ: Այստեղ կրկին գազը մագնիսական դաշտի կառուցվածքը դարձնում է տեսանելի: Դա փաստորեն անջատվող գազը չէ, այլ պսակի մագնիսական դաշտի բաղադրությունը: Մագնիսական դաշտը գազն իր հետ է վերցնում: Սա տարբերվում է հրաբխի ժայթքումից Երկրի վրա, որտեղ նյութը պայթյունից հետո դուրս է ժայթքում, և այնուհետև իջնում՝ ձգողականության ուժի ազդեցության տակ:

Արևի բռնկումն իրենից ներկայացնում է հանկարծակի լուսավորում էլեկտրամագնիսական սպեկտրի տարբեր գոտիներում: Նմանատիպ լուսավորումները հատկապես լավ են արտահայտվում պսակի զանգվածների տիպիկ ժայթքումների ժամանակ. խիստ ուլտրամանուշակագույն, ռենտգենյան ճառագայթներ, և ռադիո- ալիքներ: Կամ նույնիսկ գամմա ճառագայթների մեջ, որտեղ արևը բռնկումներից դուրս սովորաբար անտեսանելի է մեր սարքերի համար: Վերևի 3 նկարներն արևի տարբեր լուսանկարներ են՝ կատարված 2000թ-ի հուլիսի 14-ին Խիստ Ուլտրամանուշակագույն Աստղադիտակի միջոցով (EIT; ալիքի երկայնությունը 19.5 նմ) SoHO տիեզերանավից: Ուշադրություն դարձրեք «ակտիվ գոտու» վրա՝ արևի սկավառակի կենտրոնից փոքր ինչ վերև. մեջտեղի նկարում երևում է, որ այն հանկարծակի լուսավորվում է: Լուսավորումը առկա է նաև հաջորդ նկարում, որը կատարվել է ավելի քան 1 ժամ հետո: Սա արեգակնային բռնկում է: Արևի բռնկումները և պսակի զանգվածների ժայթքումները իրարից անկախ չեն: SoHO տիեզերանավում տեղադրված կորոնոգրաֆները ևս նկատել էին պսակի զանգվածների ժայթքում այս բռնկման ժամանակ:



Էջի սկիզբ


Արեգակնային բարձր

էներգետիկ մասնիկների

դեպքեր

EIT լուսանկարի աջակողմյան սպիտակ կետերը բարձր էներգետիկ մասնիկների հետքեր են, 10-100 ՄէՎ էներգիայի պրոտոններ և իոններ, որոնք ազդում են սարքի վրա, վառ ապացույցն այն բանի, որ մասնիկներն արագացվում են բարձր էներգիաների արեգակնային այս դեպքի ժամանակ և շարժվում դեպի միջմոլորակային տիեզերական տարածութուններ: Սա արևի բարձր էներգետիկ մասնիկների` տեխնիկայի վրա ազդեցության օրինակ է:

Երկրի վրա նեյտրոնային մոնիտորների կողմից գրանցվել են ավելի բարձր էներգիաների պրոտոններ: Նկարի վրա ցույց են տրված մի քանի նեյտրոնային մոնիտորների կողմից ուսումնասիրված ժամանակային գրաֆիկները՝ վերցված NMDB տվյալների բազայից: Այս մասնիկների արագացումն անմիջականորեն փոխկապակցված է արևի բռնկման և արևի վրա պսակի զանգվածների ժայթքման հետ: Նման դեպքերը, երբ արևը լիցքավորված մասնիկները արագացնում է մինչև այնպիսի էներգիաներ, որոնք կարող են գրանցվել նեյտրոնային մոնիտորների կողմից, կոչվում են Վերգետնյա Աճ: Այս բարձր էներգետիկ մասնիկներին մենք անվանում ենք նաև արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ:

Եթե ցանկանում եք տեսնել այլ Վերգետնյա աճեր, այցելեք NMDB դեպք որոնող գործիքը. Ընտրեք Վերգետնյա Աճի համարը և այն կայանը, որի հետազոտությունները կցանկանաիք տեսնել և սեղմեք "Submit":


Էջի սկիզբ


Ինչպե՞ս են առաջանում պսակի զանգվածների

ժայթքումները և բռնկումները

Փորձենք ավելի մանրամասն դիտարկել, թե ինչ է տեղի ունենում այն ակտիվ գոտում, որտեղ տեղի են ունենում բռնկում և պսակի զանգվածների ժայթքում: NASA-ի TRACE տիեզերանավը գրանցեց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ուժեղ բռնկումը 2000թ-ի հուլիսի 14-ին, ինչպես և SoHO/EIT-ը, սակայն ավելի փոքր տեսադաշտով և ավելի բարձր ժամանակային մոդուլյացիայում:

Հետևյալ երկու լուսանկարները ցույց են տալիս ժայթքման սկզբնական փուլը. (1) ակտիվ լուսավոր գոտու վերևը կախված մուգ թելիկը (վերևի նկարը) բարձրանում և ժայթքում է: (2) Երբ թելիկը բարձրանում է պսակի միջով, դրա մի մասը միևնույն է տեսանելի է ներքևի նկարում: Թելիկը կդառնա պսակի զանգվածների ժայթքման մի մասը:

Ինչպես երևում աջակողմյան առաջին նկարից, ներքևի գոտին լուսավորվում է (3): Հետագայում հանգուցաձև հատկանիշների քանակը աճում է և անհետանում տեսադաշտից մի քանի ժամից: Ներքևի (4)լուսանկարը դա է պատկերում:

Ֆիլմեր վերոնշյալի և TRACE-ի ուսումնասիրությունների մասին կարող եք գտնել http://trace.lmsal.com/POD/ կայքից:

Մագնիական վերամիավորումը.կարևոր գործընթաց արեգակնային ժայթքման դեպքերի ժամանակ

Գործընթացները, որոնք տեղի ունեցան այս դեպքի ժամանակ, կարող են պատկերվել սովորական մուլտֆիլմի միջոցով, ինչպես ներկայացված է հետևյալ նկարում: Սա թելի մեջ կատարված երկաչափ կտրվածք է, որը խիտ գազ է՝ գործող ձգողականության ուժին հակառակ՝ պսակի մասգնիսական դաշտի միջոցով:

ա) այս գազի մեջ գոյություն ունեցող էլեկտրական հոսանքները ստեղծում են մագնիսական դաշտ թելիկի շրջակայքում, ինչպես ներկայացված է նկարի մեջ կանաչ շրջանաձև դաշտով: Միևնույն ժամանակ թելիկը շրջապատված է մագնիսական ուժագծերով, որոնք տեղակայված են արեգակնային ֆոտոսֆերայից ներքև. դրանք առաջանում են արեգակի ներքին շերտերից:

բ) Եթե տուրբուլենտային գազի՝ ֆոտոսֆերայի մեջ և դրանից ներքև շարժերի ազդեցության տակ, թելիկի մագնիսական դաշտը սեղմված նյութի հետ միասին ավելի բարձր աստիճանի են հասնում, գոտին, որտեղ այն իսկզբանե գտնվում էր, ավելի ցածր ճնշում է ստանում, քան դրա շրջապատը. շրջապատող նյութը կհոսի այս գոտի՝ իր հետ բերելով մագնիսական դաշտը: Հակառակ ուղղվածություն ունեցող մագնիսական ուժագծերը իրար են մոտենում դեղին եռանկյունով նշված գոտում: Այս գոտին կոչվում է հոսանքի շերտ, քանի որ մագնիսական դաշտի հանկարծակի փոփոխումը այնտեղ առաջացնում է հզոր էլեկտրական հոսանքներ:

գ) Մագնիսական ուժագծերը կարող են վերամիավորել հոսանքի շերտի մեջ. (բ)-ի մեջ առանձին կարմիր ուժագիծը այնուհետև ստեղծում է երկու նոր ուժագծեր, որոնցից մեկը շրջապատում է աճող թելիկը, մյուսը նոր հանգույց է առաջացնում թելիկից ներքև:

դ) Մագնիսական վերամիավորման գործընթացը աստիճանաբար, թելիկից աճող հեռավորությանը համընթաց ազդում է ուժագծերի վրա: Երբ վերամիավորվում են այն ուժագծերը, որոնք մի ծայրով սկիզբ են առնում արևից, իսկ մյուսով արեգակնային համակարգի որևէ այլ մասից (նկարում ցույց տրված չէ), թելիկը կարող է առանձնանալ արևի ներքին շերտերից սկիզբ առնող մագնիսական դաշտից: Սա այնուհետև մղվում է դեպի բարձր պսակ և միջմոլորակային տարածություններ: Սա հենց այն հերթականությունն է, որը մեզ ներկայացված էր վերևում TRACE-ի լուսանկարներում. թելիկն աճում է և վերջնական անհետանում, մինչդեռ ներքևում ստեղծվում են նոր մագնիսական հանգույցներ՝ լցված տաք գազով, և որոշ ժամանակ ճառագայթում են, ինչպես օրինակ Հզոր ուլտրամանուշակագույնի մեջ:

Մասնիկների արագացումը

Երբ մագնիսական դաշտերը վերամիավորվում են, էներգիան ուղղվում է գազի տաքացմանը և որոշ մասնիկների արագացմանը բարձր արագությունների և էներգիաների: Սա ստեղծոււմ է տարբեր ճառագայթային բնութագրեր տարբեր գոտիներում, ներկայացված (դ)-ում: Վերամիավորման գործընթացում արագացված մասնիկները կարող են խույս տալ նաև միջմոլորակային տարածություններ:

Մասնիկները արագացվում են ոչ միայն թելիկից ներքև՝ վերամիավորման գոտում: Երբ թելիկը դուրս է նետվում մեծ արագությամբ, այն իր առջև կարող է առաջացնել հարվածի ալիք, ինչպես օրինակ ինքնաթիռը, որն ավելի արագ է թռչում քան ձայնը կհասցնի առաջացնել հարվածի ալիք երկնքում, ինչը մեզ հասնում է որպես հանկարծակի ուժեղ ձայն: Արևի պսակի մեջ, որտեղ գազը կազմված է լիցքավորված մասնիկներից, հարվածի ալիքը կազմված է էլեկտրական դաշտերից, որոնք կարող են մասնիկներն արագացնել բարձր էներգիաների:

Մենք հավաստի չենք կարող իմանալ, թե ինչպես են արագացվում այն տիեզերական ճառագայթները, որոնք հասնում են Երկիր որոշ մեծ բռնկումների և պսակի զանգվածների ժայթքումների արդյունքում: Խոշոր հետազոտական աշխատանքներ են կատարվում ուսումնասիրելու համար վերամիավորման և հարվածի ալիքների համապատասխան դերը մասնիկների՝ արևի պսակում արագացման մեջ:

Հետազոտողները զանազան միջոցներ են ձեռնարկում, որպեսզի բացահայտեն արեգակնային խոշոր էներգետիկ մասնիկների դեպքերի ծագումը և փորձեն մոդելներ կառուցել՝ կանխատեսելու համար դրանց ծագումը և ժամանակային զարգացումը, առվելագույն ուժգնությունը և ժամանակային աճը: Նեյտրոնային մոնիտորները կազմում են ամենաարագ արեգակնային մասնիկների հետազոտության կարևորագույն գործիքները:


Էջի սկիզբ