Современные проблемы солнечной физики и гелиостереоскопические эксперименты
<< 5. Магнитные поля на Солнце | Оглавление | 7. Физическая природа активности >>
6. Гелиосейсмология
Но как же получить информацию о внутреннем строении Солнца. Видимая поверхность, фотосфера, представляет собой слой толщиной лишь несколько сотен километров (менее одной тысячной солнечного радиуса), поэтому исследования фотосферы позволяют получить лишь косвенные данные о структуре и динамике Солнца. Новый путь к исследованию внутренних слоев Солнца открыла гелиосейсмология. Постоянные волновые движения, подобные сейсмическим волнам на Земле, сотрясают недра Солнца. Как геофизики изучают сейсмические волны, чтобы понять условия внутри Земли, так и солнечные физики используют колебания, наблюдаемые на поверхности Солнца, чтобы получить информацию о его внутренней структуре. В газообразной среде Солнца могут распространяться волны сжатия и разряжения - акустические волны - и внутренние гравитационные волны, возвращающей силой в которых является сила тяжести. Основное внимание уделяется акустическим волнам, поскольку они лучше наблюдаются. Распространение акустических волн внутри Солнца нельзя наблюдать непосредственно. Однако под воздействием волн, достигающих поверхности Солнца, наружный слой газа начинает подниматься и опускаться. Это приводит к изменению частот спектральных линий в излучаемом свете и в изменениях температуры и яркости на поверхности. Рис. 9 иллюстрирует распространение волн внутри Солнца. Отражение и преломление волн под поверхностью Солнца приводит к удержанию акустических волн внутри резонатора, образуемого поверхностью Солнца и внутренними слоями Солнца различной температуры и плотности. Волна, распространяющаяся из недр Солнца, отражается за счет резкого уменьшения плотности у солнечной поверхности. Отраженная волна, проникая внутрь Солнца, преломляется за счет увеличения скорости звука с глубиной. В результате фронт волны поворачивается и волна начинает двигаться к поверхности. Захваченные таким образом волны интерферируют сами с собой и создают резонансные моды, которые можно обнаружить по колебаниям газа на поверхности. Горизонтальная длина волны и период поверхностных колебаний зависят от периода волны, вызывающей резонанс, и глубины ее проникновения. Глубина проникновения, в свою очередь, зависит от ориентации волны в момент ее отражения. Как видно на рисунке, чем меньше угол между направлением распространения волны и направлением на центр, тем слабее преломляется волна и тем глубже она проникает. Волны, идущие под большими углами, преломляются сильнее и удерживаются в более мелком резонаторе. Анализ спектра акустических колебаний позволяет изучать внутреннюю структуру и динамику движений вещества внутри Солнца по непосредственным наблюдениям. Гелиосейсмология уже дала существенную информацию о внутренней структуре Солнца (вращении внутренних слоев, движении вещества в конвективной зоне), однако для эффективности этого метода необходимы более точные наблюдения. Чтобы разделить отдельные моды колебаний с очень близкими частотами, требуются непрерывные измерения длительностью несколько месяцев и лет. Лучше всего эта задача решается с помощью космических аппаратов, размещенных в особых точках космического пространства, о которых будет сказано в конце лекции. |
Рис. 9. Отражение и преломление волн под поверхностью Солнца, которые приводят к удержанию акустических волн внутри радиатора |
<< 5. Магнитные поля на Солнце | Оглавление | 7. Физическая природа активности >>
|
Публикации с ключевыми словами:
физика Cолнца - Солнечная активность - солнечно-земные связи
Публикации со словами: физика Cолнца - Солнечная активность - солнечно-земные связи | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
Астрометрия
-
Астрономические инструменты
-
Астрономическое образование
-
Астрофизика
-
История астрономии
-
Космонавтика, исследование космоса
-
Любительская астрономия
-
Планеты и Солнечная система
-
Солнце