4. Фотосфера.

Фотосферою називається шар сонячної атмосфери, який є основним джерелом неперервного випромінювання Сонця. Газ фотосфери частково прозорий і сонячне випромінювання йде на землю з різних глибин фотосфери.

Яскравість диска Сонця зменшується від центра до краю. Це зменшення яскравості спостерігається в інтегральному світлі і в монохроматичному.

Нехай спостерігається елемент сонячного диска, кутова відстань якого від видимого центра сонячного диска . Тоді емпіричний закон потемніння сонячного диска має вигляд:

I()=I(0)(1-u+ucos)

де I(0) – інтенсивність випромінювання в центрі диска;

I() – інтенсивність під кутом до нормалі.

U – коефіцієнт потемніння u0,6.

I()=0,4I(0)

Інтенсивність випромінювання на краю диска значно менша ніж у центрі. Потемніння пояснюється збільшенням температури і поглинанням енергії з глибиною в фотосфері. Очевидно, що в центрі диска ми сприймаємо випромінювання від глибших і більш гарячих шарів Сонця розрахунки показують, що на зовнішній межі фотосфери температура становить 4800, а на внутрішній Т=8000.

Таким чином, фотосфера являє собою порівняно тонкий шар газу з температурою 5000 на зовнішній поверхні і 8000 на внутрішній. Густина змінюється від 0.410 до 510, тиск від

0,110 до 2,510

Грануляція. Конвективні процеси.

Фотосфера має зернисту будову. Ці окремі зерна називають гранулами. Кутові розміри гранул 1-2”, що відповідає довжині 750-1000 км. Гранули не стійкі утворення. Вони на 15-25% яскравіші за проміжки між ними. Це означає, що температура їх на 350-400 вища.

За допомогою спектрального аналізу встановлено, що гранули пов'язані з підніманням та опусканням газу в фотосфері Сонця. Зміщення ліній відповідає швидкості 1.

Конвекція в поверхневих шарах може початись з двох причин : 1) внаслідок збільшення непрозорості матерії з глибиною; 2) внаслідок зміни з глибиною ступеня іонізації.

Підрахунки показують, що конвекція в фотосфері настає тільки при певному ступені іонізації водню. Іонізація Н із глибиною зростає. Коли водень стає повністю іонізованим, конвекція припиняється. Конвекцією пояснюється грануляста структура фотосфери. Гранула ототожнюється з конвективною коміркою, в якій нагріта речовина піднімається вгору, а в проміжках між гранулами опускається до низу.

СОНЯЧНІ ПЛЯМИ І ФАКЕЛИ

Плями спостерігаються як поодинці так і групами. Розміри плям найчастіше. Спостерігалась пляма діаметром близько 185000 км.

Зароджуються плями у вигляді невеликого утворення 3”-4” в цей період вона називається порою. З часом її розміри збільшуються, а структура змінюється. Через 1-2 дні після виникнення в середній частині плями утворюється перетяжка і вона ділиться на дві , одна з яких (західна) вона називається ведучою, а друга – хвостовою. Така група називається біполярною групою тому що магнітні поля в обох групах мають протилежну полярність. Скоро після цього навколо ведучої а потім і хвостової плями менш темна напівтінь, яка має характерну радіальну структуру. Найбільший розвиток групи відбувається тоді ,коли навколо головних плям появляється багато дрібніших часто оточених спільною напівтінню. Після цього плями починають поступово зменшуватись і зчезають. При цьому розмір всієї активної області збільшується і вона “розповзається”. В центрі плями яскравість в 3-5 раз менша ніж поверхні Сонця. На основі закону Стефана-Больцмана це означає що температура плями на 1000 менша за температуру фотосфери.

Спектр плями характерний тим, що в ньому спостерігається розчеплення деяких ліній поглинання, а це свідчить про існування магнітних полів.

Пляма, в якій магнітні силові лінії виходять з-під поверхні має північну полярність . Пляма має вигляд кратера, дно якого утворює тінь, а похилі стінки-півтінь. Це тому, що густина і температура речовини в плямі менша ніж поза нею і рівень поверхні з оптичною площиною знаходиться в ній нижче. Глибина кратера для великих плям може досягати 1500-2000 км.

Це ефект Вільсона.

На рівні фотосфери газ зі швидкістю рухається в напрямі від центра плями назовні, а у хромосфері над плямою газ рухається до центра плями з швидкістю до 5 .У цьому полягає суть ефекту Евершеда.

ПОХОДЖЕННЯ МАГНІТНИХ ПОЛІВ

Остаточної відповіді на це питання не має. Можливо, що внаслідок неоднорідності обертання Сонця виникає циркуляція газів, яка породжує магнітні вихори.

Невеликі магнітні поля, які існують поблизу плям підсилюють конвекцію. Це пояснюється тим, що слабке поле не може зупинити рух речовини, воно лише послаблює турбулентність і впорядковує рух газу чим підсилює конвекцію. Тому біля плям спостерігаються області великої яскравості які називаються факелами.