مرور ضوء النجوم عبر الهالة الشمسية. سر الهالة الشمسية. موقع الشمس في المجرة

لديه ارتفاع في درجة الحرارة. على السطح ، تبلغ درجة الحرارة حوالي 5500 درجة مئوية. للشمس جو يسمى الهالة. تتكون هذه المنطقة من غاز مفرط التسخين - بلازما. تصل درجة حرارته إلى أكثر من 3 ملايين درجة. ويحاول العلماء معرفة سبب ارتفاع حرارة الطبقة الخارجية للشمس عن كل شيء تحتها.

إن المشكلة التي تحير العلماء بسيطة للغاية. نظرًا لأن مصدر الطاقة يقع في مركز الشمس ، يجب أن يصبح جسمها باردًا بشكل متزايد أثناء تحركه بعيدًا عن المركز. لكن الملاحظات تشير إلى خلاف ذلك. وحتى الآن ، لا يستطيع العلماء تفسير سبب ارتفاع درجة حرارة الهالة الشمسية عن طبقاتها الأخرى.

سر قديم

على الرغم من درجة حرارتها ، فإن الإكليل الشمسي عادة ما يكون غير مرئي للمراقب الأرضي. هذا بسبب السطوع الشديد لبقية الشمس. حتى الأدوات المتطورة لا يمكنها سبرها دون مراعاة الضوء المنبعث من سطح الشمس. لكن هذا لا يعني أن وجود الهالة الشمسية هو اكتشاف حديث. يمكن رؤيته في الأحداث النادرة ولكن المتوقعة التي أبهرت الناس لآلاف السنين. هذه كاملة.

في عام 1869 ، استغل علماء الفلك مثل هذا الكسوف لدراسة الطبقة الخارجية للشمس التي انفتحت فجأة للمراقبة. وأشاروا إلى مطياف الشمس لدراسة مادة الهالة المراوغة. وجد الباحثون خطًا أخضر غير مألوف في طيف الهالة. المادة غير المعروفة كانت تسمى كورونيوم. ومع ذلك ، بعد سبعين عامًا ، أدرك العلماء أنه عنصر مألوف - الحديد. لكنها تسخن إلى ملايين الدرجات غير المرئية من قبل.

قالت نظرية مبكرة أن الموجات الصوتية (فكر في تقلص مادة الشمس وتمددها مثل الأكورديون) يمكن أن تكون مسؤولة عن درجة حرارة الهالة. يشبه هذا من نواحٍ عديدة الطريقة التي تلقي بها الموجة قطرات من الماء بسرعة عالية على الشاطئ. لكن المجسات الشمسية لم تتمكن من العثور على موجات ذات قوة تفسر درجة حرارة الإكليل المرصودة.

منذ ما يقرب من 150 عامًا ، كان هذا اللغز أحد الألغاز العلمية الصغيرة والمثيرة للاهتمام ، وفي الوقت نفسه ، فإن العلماء واثقون من أن معرفتهم بدرجة الحرارة على السطح وفي الهالة صحيحة تمامًا.

المجال المغناطيسي للشمس: كيف يعمل؟

جزء من المشكلة هو أننا لا نفهم الكثير من الأشياء الصغيرة التي تحدث على الشمس. نحن نعلم كيف تؤدي وظيفتها في تدفئة كوكبنا. لكن نماذج المواد والقوى المشاركة في هذه العملية ببساطة غير موجودة حتى الآن. لا يمكننا حتى الآن الاقتراب بدرجة كافية من الشمس لدراستها بالتفصيل.

الإجابة على معظم الأسئلة حول الشمس هذه الأيام هي أن الشمس عبارة عن مغناطيس معقد للغاية. تحتوي الأرض أيضًا على مجال مغناطيسي. ولكن على الرغم من المحيطات والصهارة الجوفية ، فإنها لا تزال أكثر كثافة من الشمس. وهي مجرد مجموعة كبيرة من الغاز والبلازما. الأرض جسم أكثر صلابة.

الشمس أيضا تدور. ولكن نظرًا لأنها ليست صلبة ، فإن أقطابها وخط الاستواء يدوران بسرعات مختلفة. تتحرك المادة صعودًا وهبوطًا في طبقات الشمس ، كما هو الحال في وعاء من الماء المغلي. هذا التأثير يسبب اضطراب في خطوط المجال المغناطيسي. تنتقل الجسيمات المشحونة التي تشكل الطبقات الخارجية للشمس على طول خطوط مثل القطارات عالية السرعة. السكك الحديدية. تنكسر هذه الخطوط وتعيد الاتصال ، وتطلق كميات هائلة من الطاقة (التوهجات الشمسية). أو أنها تنتج دوامات مليئة بالجسيمات المشحونة التي يمكن إخراجها بحرية من هذه القضبان إلى الفضاء بسرعة هائلة (القذف الكتلي الإكليلي).

لدينا العديد من الأقمار الصناعية التي تتعقب الشمس بالفعل. بدأ برنامج Solarer Pro ، الذي تم إطلاقه هذا العام ، ملاحظاته. وستواصل عملها حتى عام 2025. يأمل العلماء أن تقدم البعثة إجابات للعديد من الأسئلة المحيرة حول الشمس.

إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.

يعد الكسوف من بين أكثر الظواهر الفلكية إثارة. ومع ذلك ، لا توجد وسيلة تقنية يمكنها أن تنقل بشكل كامل الأحاسيس الناشئة عن المراقب. ومع ذلك ، وبسبب قصور العين البشرية ، فإنه لا يرى كل شيء دفعة واحدة. لا يمكن الكشف عن تفاصيل هذه الصورة الرائعة ، بعيد المنال عن العين ، والتقاطها إلا من خلال تقنية خاصة للتصوير الفوتوغرافي ومعالجة الإشارات. مجموعة متنوعة من الكسوف بعيدة كل البعد عن استنفاد الظواهر في نظام الشمس والأرض والقمر. تلقي الأجسام الفضائية القريبة نسبيًا بظلالها على بعضها البعض بانتظام (من الضروري فقط أن يكون هناك مصدر قوي للإشعاع الضوئي في الجوار). بمشاهدة مسرح الظل الكوني هذا ، يحصل علماء الفلك على الكثير من المعلومات الشيقة حول بنية الكون. صور فياتشيسلاف خونديريف

في منتجع شابلا البلغاري ، كان 11 أغسطس 1999 أكثر أيام الصيف اعتيادية. السماء الزرقاء، رمال ذهبية ، بحر لطيف دافئ. لكن لم يذهب أحد إلى الماء على الشاطئ - كان الجمهور يستعد للمراقبة. كان هنا أن بقعة مائة كيلومتر من الظل القمري يجب أن تعبر ساحل البحر الأسود ، وبلغت مدة المرحلة الكاملة ، وفقًا للحسابات ، 3 دقائق و 20 ثانية. يتوافق الطقس الممتاز تمامًا مع البيانات طويلة المدى ، لكن الجميع نظر بقلق إلى السحابة المعلقة فوق الجبال.

في الواقع ، كان الكسوف قد بدأ بالفعل ، ولم يكن هناك سوى عدد قليل من الناس مهتمين بمراحلها الجزئية. شيء آخر هو المرحلة الكاملة ، التي قبل بدايتها كانت لا تزال هناك نصف ساعة. كانت كاميرا SLR الرقمية الجديدة ، التي تم شراؤها خصيصًا لهذه المناسبة ، في حالة استعداد تام. يتم التفكير في كل شيء بأدق التفاصيل ، ويتم التدرب على كل حركة عشرات المرات. لن يكون للطقس وقت للتدهور ، ومع ذلك ، لسبب ما ، كان القلق يتزايد. ربما الحقيقة هي أن الضوء قد تضاءل بشكل ملحوظ وأصبح أكثر برودة بشكل حاد؟ ولكن هذا ما ينبغي أن يكون عليه مع اقتراب المرحلة الكاملة. ومع ذلك ، فإن الطيور لا تفهم هذا - فجميع الطيور القادرة على الطيران ارتفعت في الهواء وصرخت في دوائر فوق رؤوسنا. هبت الريح من البحر. في كل دقيقة أصبح أقوى ، وبدأت الكاميرا الثقيلة ترتجف على حامل ثلاثي القوائم ، والذي كان حتى وقت قريب يبدو موثوقًا للغاية.

لم يكن هناك ما أفعله - قبل دقائق قليلة من اللحظة المحسوبة ، مع المخاطرة بإفساد كل شيء ، نزلت من التل الرملي إلى سفحها ، حيث أطفأت الشجيرات الريح. بضع حركات ، وحرفيًا في اللحظة الأخيرة ، يتم إعداد التقنية مرة أخرى. لكن ما هذه الضوضاء؟ الكلاب تنبح وتعوي ، ثغاء الأغنام. يبدو أن جميع الحيوانات القادرة على إصدار الأصوات تفعل ذلك كما لو كانت المرة الأخيرة! الضوء يتلاشى كل ثانية. الطيور في السماء المظلمة لم تعد مرئية. كل شيء ينحسر دفعة واحدة. ينير الهلال الخيطي للشمس شاطئ البحر ليس أكثر إشراقًا من البدر. فجأة خرج. من تبعه في الثواني الأخيرة بدون مرشح مظلم ، في اللحظات الأولى ربما لا يرى شيئًا.

استبدلت حماستي المليئة بالصدمة بصدمة حقيقية: لقد بدأ بالفعل الكسوف ، الذي حلمت به طوال حياتي ، والثواني الثمينة تطير ، ولا يمكنني حتى رفع رأسي والاستمتاع بأندر مشهد - التصوير يأتي أولاً! في كل مرة يتم فيها الضغط على الزر ، تلتقط الكاميرا تلقائيًا سلسلة من تسع لقطات (في وضع "التصحيح"). مرة اخرى. المزيد والمزيد. أثناء نقر الكاميرا على الغالق ، ما زلت أجرؤ على الانفصال والنظر إلى التاج من خلال المنظار. من القمر الأسود ، تنتشر العديد من الأشعة الطويلة في جميع الاتجاهات ، وتشكل تاجًا لؤلؤيًا مع لون قشدي مصفر ، وتومض بروزات وردية زاهية على حافة القرص. طار أحدهم بعيدًا بشكل غير عادي عن حافة القمر. تتباعد أشعة التاج تدريجياً وتندمج مع خلفية السماء الزرقاء الداكنة. أثر الوجود يجعلني لا أقف على الرمال ، بل أقف في السماء. وبدا الوقت وكأنه يختفي ...

فجأة ، ضرب ضوء ساطع عيني - كانت حافة الشمس هي التي طفت من خلف القمر. كيف انتهى كل هذا بسرعة! تكون بروزات وأشعة الهالة مرئية لبضع ثوانٍ أخرى ، ويستمر إطلاق النار حتى آخر مرة. تم الانتهاء من البرنامج! بعد بضع دقائق ، اشتعلت النيران مرة أخرى. نسيت الطيور على الفور الخوف من الليل غير العادي العابر. لكن لسنوات عديدة ، حافظت ذاكرتي على الشعور بالجمال المطلق وعظمة الكون ، والشعور بالانتماء إلى أسراره.

كيف تم قياس سرعة الضوء لأول مرة؟

لا يحدث الكسوف فقط في نظام الشمس والأرض والقمر. على سبيل المثال ، لعبت أكبر أربعة أقمار للمشتري ، اكتشفها جاليليو جاليلي عام 1610 دورا هامافي تطوير الملاحة. في تلك الحقبة ، عندما لم يكن هناك كرونومتر بحري دقيق ، كان من الممكن معرفة توقيت غرينتش ، الذي كان ضروريًا لتحديد خط طول السفينة ، بعيدًا عن شواطئها الأصلية. تحدث كسوف الأقمار الصناعية في نظام المشتري كل ليلة تقريبًا ، عندما يدخل أحد الأقمار الصناعية في الظل الذي يلقيه المشتري ، أو يختبئ عن رؤيتنا خلف قرص الكوكب نفسه. من خلال معرفة اللحظات المحسوبة مسبقًا لهذه الظواهر من التقويم البحري ومقارنتها بالتوقيت المحلي الذي تم الحصول عليه من الملاحظات الفلكية الأولية ، يمكن للمرء تحديد خط الطول. في عام 1676 ، لاحظ عالم الفلك الدنماركي Ole Christensen Römer أن كسوف أقمار المشتري انحرف قليلاً عن اللحظات المتوقعة. تقدمت ساعة كوكب المشتري بما يزيد قليلاً عن ثماني دقائق ، ثم بعد حوالي ستة أشهر ، تأخرت بنفس المقدار. قارن رومر هذه التقلبات مع موضع كوكب المشتري بالنسبة إلى الأرض وتوصل إلى استنتاج مفاده أن الأمر برمته يتأخر في انتشار الضوء: عندما تكون الأرض أقرب إلى المشتري ، يتم ملاحظة خسوف أقمارها الصناعية في وقت سابق ، وعندما تكون أبعد من ذلك. بعيدًا لاحقًا. الفرق ، الذي كان 16.6 دقيقة ، يتوافق مع الوقت الذي سافر فيه الضوء بقطر مدار الأرض. لذلك قام رومر بقياس سرعة الضوء لأول مرة.

لقاءات في العقد السماوية

من قبيل الصدفة المذهلة ، أن الحجم الظاهري للقمر والشمس متماثلان تقريبًا. بفضل هذا ، في دقائق نادرة من الكسوف الكلي للشمس ، يمكنك رؤية البروز وهالة الشمس - هياكل البلازما الخارجية للغلاف الجوي الشمسي ، "تطير" باستمرار إلى الفضاء الخارجي. إذا لم يكن لدى الأرض مثل هذا القمر الصناعي الضخم ، في الوقت الحالي ، لم يكن أحد ليخمن وجوده.

تتقاطع المسارات المرئية عبر سماء الشمس والقمر عند نقطتين - العقد التي تمر من خلالها الشمس مرة واحدة كل ستة أشهر. في هذا الوقت أصبح الخسوف ممكنًا. عندما يلتقي القمر بالشمس عند إحدى العقد ، كسوف الشمس: يشكل الجزء العلوي من مخروط الظل القمري ، الذي يستقر على سطح الأرض ، بقعة ظل بيضاوية ، والتي يتم إزاحتها على طول سطح الأرض بسرعة كبيرة. فقط الأشخاص الذين يدخلون إليه سيرون القرص القمري ، وهو يغطي الشمس بالكامل. بالنسبة لمراقب نطاق الطور الكلي ، سيكون الكسوف جزئيًا. علاوة على ذلك ، قد لا يتم ملاحظته في المسافة - بعد كل شيء ، عندما يتم تغطية أقل من 80-90 ٪ من القرص الشمسي ، يكون الانخفاض في الإضاءة غير محسوس تقريبًا للعين.

يعتمد عرض نطاق الطور الكلي على المسافة إلى القمر ، والتي تختلف من 363 إلى 405 ألف كيلومتر بسبب الانحراف في مداره. في أقصى مسافة ، لا يصل مخروط الظل القمري إلى سطح الأرض قليلاً. في هذه الحالة ، تكون الأبعاد المرئية للقمر أصغر قليلاً من الشمس ، وبدلاً من الكسوف الكلي ، يحدث كسوف حلقي: حتى في المرحلة القصوى ، تبقى حافة مضيئة من الغلاف الضوئي الشمسي حول القمر ، منعك من رؤية الهالة. يهتم علماء الفلك ، بالطبع ، في المقام الأول بالكسوف الكلي ، حيث تصبح السماء مظلمة لدرجة أنه يمكن ملاحظة الهالة المشعة.

خسوف القمر (من وجهة نظر مراقب افتراضي على القمر ، سيكون بالطبع شمسيًا) يحدث أثناء اكتمال القمر عندما يمر قمرنا الطبيعي في العقدة المقابلة لمكان الشمس ويدخل إلى مخروط الظل الذي يلقيه بواسطة الأرض. لا يوجد ضوء شمس مباشر داخل الظل ، لكن الضوء المنكسر في الغلاف الجوي للأرض لا يزال يضرب سطح القمر. عادة ما يرسمها بلون مائل إلى الحمرة (وأحيانًا بني مخضر) نظرًا لحقيقة أن الإشعاع طويل الموجة (الأحمر) يمتص أقل من الموجة القصيرة (الأزرق). يمكن للمرء أن يتخيل الرعب الإنسان البدائيأغمق فجأة قرص القمر الأحمر المشؤوم! ماذا يمكننا أن نقول عن كسوف الشمس ، عندما بدأ ضوء النهار فجأة ، الإله الرئيسي لكثير من الناس ، بالاختفاء من السماء؟

ليس من المستغرب أن يكون البحث عن أنماط بترتيب الكسوف من أولى المهام الفلكية الصعبة. الألواح المسمارية الآشورية تعود إلى 1400-900 قبل الميلاد. هـ ، تحتوي على بيانات عن ملاحظات منهجية للخسوف في عصر الملوك البابليين ، بالإضافة إلى ذكر فترة ملحوظة تبلغ 65851/3 يومًا (ساروس) ، يتكرر خلالها تسلسل خسوف القمر والشمس. ذهب الإغريق إلى أبعد من ذلك - من خلال شكل الظل الزاحف على القمر ، استنتجوا أن الأرض كروية وأن الشمس أكبر منها بكثير.

كيف يتم تحديد كتل النجوم الأخرى

الكسندر سيرجيف

ستمائة "مصدر"

مع المسافة من الشمس ، يتلاشى الإكليل الخارجي تدريجياً. حيث تندمج في الصور مع خلفية السماء ، يكون سطوعها أقل مليون مرة من سطوع البروز والهالة الداخلية المحيطة بها. للوهلة الأولى ، من المستحيل تصوير الهالة بطولها بالكامل من حافة القرص الشمسي إلى الاندماج مع خلفية السماء ، لأنه من المعروف جيدًا أن النطاق الديناميكي لمصفوفات التصوير والمستحلبات أصغر بآلاف المرات. لكن الصور التي يوضحها هذا المقال تثبت عكس ذلك. المشكلة لها حل! ما عليك سوى الانتقال إلى النتيجة ليس للأمام مباشرةً ، ولكن حولها: بدلاً من إطار "مثالي" واحد ، تحتاج إلى التقاط سلسلة من اللقطات مع تعريضات مختلفة. ستكشف الصور المختلفة مناطق الإكليل على مسافات مختلفة من الشمس.

تتم معالجة هذه الصور أولاً بشكل منفصل ، ثم يتم دمجها مع بعضها البعض وفقًا لتفاصيل أشعة الهالة (لا يمكن الجمع بين الصور على طول القمر ، لأنه يتحرك بسرعة بالنسبة للشمس). معالجة الصور الرقمية ليست سهلة كما تبدو. ومع ذلك ، تُظهر تجربتنا أنه يمكن تجميع أي صور لكسوف واحد معًا. زاوية واسعة مع تقريب ، تعريض قصير وطويل ، احترافي وهواة. في هذه الصور ، هناك أعمال لخمسة وعشرين مراقبا صوروا كسوف عام 2006 في تركيا والقوقاز وأستراخان.

ستمائة صورة أصلية ، بعد أن خضعت للعديد من التحولات ، تحولت إلى مجرد صور منفصلة قليلة ، ولكن ماذا! الآن لديهم كل التفاصيل الأصغر للإكليل والبروز ، والكروموسفير للشمس والنجوم حتى الدرجة التاسعة. لا يمكن رؤية مثل هذه النجوم ، حتى في الليل ، إلا من خلال مناظير جيدة. أشعة الهالة "عملت" حتى 13 نصف قطر قياسي للقرص الشمسي. والمزيد من الألوان! كل ما هو مرئي في الصور النهائية له لون حقيقي يطابق الأحاسيس البصرية. وقد تم تحقيق ذلك ليس بالتلوين الاصطناعي في الفوتوشوب ، ولكن باستخدام الإجراءات الرياضية الصارمة في برنامج المعالجة. يقترب حجم كل صورة من الجيجابايت - يمكنك عمل مطبوعات يصل عرضها إلى متر ونصف دون أي فقد في التفاصيل.

كيفية صقل مدارات الكويكبات

يُطلق على النجوم المتغيرة الكسوف أنظمة ثنائية قريبة حيث يدور نجمان حول مركز مشترك للكتلة بحيث يتحول المدار إلينا. ثم يتفوق النجمان بانتظام على بعضهما البعض ، ويرى المراقب الأرضي تغيرات دورية في سطوعهما الكلي. أشهر نجم متغير خسوف هو Algol (beta Perseus). مدة الدورة الدموية في هذا النظام هي 2 يوم 20 ساعة و 49 دقيقة. خلال هذا الوقت ، لوحظ حد أدنى على منحنى الضوء. عمق واحد ، عندما يختفي النجم الأبيض الصغير والساخن Algol A تمامًا خلف العملاق الأحمر الخافت Algol B. في هذا الوقت ، ينخفض ​​السطوع الكلي للنجم الثنائي بمقدار 3 مرات تقريبًا. لوحظ انخفاض أقل وضوحًا في السطوع ، بنسبة 5-6٪ ، عندما يمر Algol A على خلفية Algol B ويضعف سطوعه قليلاً. تكشف الدراسة الدقيقة لمنحنى الضوء عن الكثير من المعلومات المهمة حول نظام النجوم: حجم لمعان كل من النجمين ، ودرجة استطالة مدارهما ، وانحراف شكل النجوم عن الكروي تحت تأثير قوى المد والجزر ، والأهم من ذلك ، كتل النجوم. بدون هذه المعلومات ، سيكون من الصعب إنشاء واختبار نظرية حديثة لبنية النجوم وتطورها. يمكن أن تحجب النجوم ليس فقط بالنجوم ، ولكن أيضًا بالكواكب. عندما مر كوكب الزهرة عبر قرص الشمس في 8 يونيو 2004 ، فكر عدد قليل من الناس في الحديث عن الكسوف ، لأن بقعة كوكب الزهرة الصغيرة المظلمة لم يكن لها أي تأثير تقريبًا على تألق الشمس. ولكن إذا حل محلها عملاق غازي مثل المشتري ، فسيحجب حوالي 1٪ من مساحة القرص الشمسي ويقلل من سطوعه بنفس المقدار. يمكن بالفعل تسجيل هذا باستخدام الأدوات الحديثة ، واليوم توجد بالفعل حالات لمثل هذه الملاحظات. وبعضها من صنع فلكيين هواة. في الواقع ، فإن الكسوف "خارج المجموعة الشمسية" هو الطريقة الوحيدة المتاحة للهواة لرصد الكواكب حول النجوم الأخرى.

الكسندر سيرجيف

بانوراما في ضوء القمر

لا يقتصر الجمال الاستثنائي لكسوف الشمس على التاج المتلألئ. بعد كل شيء ، هناك أيضًا حلقة متوهجة على طول الأفق بأكمله ، مما يخلق إضاءة فريدة في لحظة المرحلة الكاملة ، كما لو كان غروب الشمس يحدث من جميع جوانب العالم في وقت واحد. لكن قلة من الناس تمكنوا من رفع أعينهم عن التاج والنظر إلى الألوان المذهلة للبحر والجبال. هذا هو المكان الذي يأتي فيه التصوير البانورامي. ستُظهر عدة لقطات مترابطة معًا كل ما يفلت من العين أو لم يقطع في الذاكرة.

اللقطة البانورامية في هذه المقالة خاصة. تغطيته الأفقية 340 درجة (دائرة كاملة تقريبًا) وعموديًا تقريبًا إلى الذروة. فقط عليها فحصنا لاحقًا السحب الرقيقة ، والتي كادت أن تفسد ملاحظاتنا - فهي دائمًا تغيير في الطقس. وبالفعل ، بدأ المطر في غضون ساعة بعد نزول القمر من قرص الشمس. لا تنكسر نفاثات الطائرتين المرئية في الصورة فعليًا في السماء ، ولكنها تذهب ببساطة إلى ظل القمر وتصبح غير مرئية بسبب هذا. على الجانب الأيمن من البانوراما ، يكون الكسوف على قدم وساق ، وعلى الجانب الأيسر من الصورة ، انتهت المرحلة الكاملة للتو.

إلى اليمين وأسفل التاج يوجد عطارد - فهو لا يبتعد أبدًا عن الشمس ، ولا يمكن للجميع رؤيته. حتى أقل بريق كوكب الزهرة ، وعلى الجانب الآخر من الشمس - المريخ. تقع جميع الكواكب على طول خط واحد - مسير الشمس - الإسقاط على سماء الطائرة ، حيث تدور جميع الكواكب بالقرب منها. فقط أثناء الكسوف (وأيضًا من الفضاء) يمكن أن نرى نظامنا الكوكبي يحيط بالشمس من حافة كهذه. في الجزء المركزي من البانوراما ، تظهر الأبراج Orion و Auriga. نجوم ساطعةلون كابيلا وريجل أبيض ، في حين أن العملاق الأحمر منكب الجوزاء والمريخ لونهما برتقالي (يكون اللون مرئيًا عند التكبير). يشعر المئات من الأشخاص الذين شاهدوا الكسوف في مارس 2006 وكأنهم رأوه بأعينهم. لكن اللقطة البانورامية ساعدتهم - تم نشرها بالفعل على الإنترنت.

كيف يجب أن تلتقط الصور؟

في 29 مارس 2006 ، في قرية كيمير على ساحل البحر الأبيض المتوسط ​​في تركيا ، تحسبا لبداية كسوف كامل ، تبادل المراقبون المتمرسون الأسرار مع المبتدئين. أهم شيء في الكسوف هو عدم نسيان فتح العدسات. هذه ليست مزحة ، هذا يحدث بالفعل. ويجب ألا تكرر بعضكما البعض ، وأن تصنع نفس الإطارات. دع الجميع يطلقون النار على ما يمكن أن يتحول بمعداته إلى أفضل من الآخرين. بالنسبة للمراقبين المسلحين بكاميرات واسعة الزاوية ، فإن الهدف الرئيسي هو الهالة الخارجية. يجب أن نحاول التقاط سلسلة من الصور لها بسرعات غالق مختلفة. يمكن لمالكي Telephoto الحصول على صور مفصلة للإكليل الأوسط. وإذا كان لديك تلسكوب ، فأنت بحاجة إلى تصوير المنطقة الواقعة على حافة القرص القمري وعدم إضاعة الثواني الثمينة في العمل مع المعدات الأخرى. ثم سمع النداء. وبعد الكسوف مباشرة ، بدأ المراقبون في تبادل الملفات مع الصور بحرية من أجل تجميع مجموعة لمزيد من المعالجة. أدى هذا لاحقًا إلى إنشاء بنك للصور الأصلية من كسوف 2006. لقد فهم الجميع الآن أنه من الصور الأصلية إلى الصورة التفصيلية للتاج بأكمله لا يزال بعيدًا جدًا جدًا. الأوقات التي كانت تعتبر فيها أي صورة حادة للكسوف تحفة فنية وكانت النتيجة النهائية للملاحظات قد ولت بشكل نهائي. عند العودة إلى المنزل ، كان الجميع ينتظرون العمل على الكمبيوتر.

الشمس النشطة

تتميز الشمس ، مثل النجوم الأخرى المشابهة لها ، بحالات نشاط تحدث بشكل دوري ، عندما تكون في غلافها الجوي نتيجة لذلك. تفاعلات معقدةتتحرك البلازما مع المجالات المغناطيسية ، تنشأ العديد من الهياكل غير المستقرة. بادئ ذي بدء ، هذه هي البقع الشمسية ، حيث يتم تحويل جزء من الطاقة الحرارية للبلازما إلى طاقة المجال المغناطيسي وإلى الطاقة الحركية لحركة تدفقات البلازما الفردية. البقع الشمسية أكثر برودة بيئةوتبدو مظلمة على خلفية فوتوسفير أكثر إشراقًا - طبقة الغلاف الجوي الشمسي التي تأتي إلينا معظمضوء مرئي. حول البقع وفي جميع أنحاء المنطقة النشطة ، يصبح الغلاف الجوي ، الذي يتم تسخينه بشكل إضافي بواسطة طاقة الحقول المغناطيسية المبللة ، أكثر إشراقًا ، وتصبح الهياكل التي تسمى المشاعل (مرئية في الضوء الأبيض) و flocculi (تُلاحظ في الضوء أحادي اللون للخطوط الطيفية الفردية ، على سبيل المثال ، الهيدروجين).

يوجد فوق الغلاف الضوئي طبقات أكثر تخلخلًا من الغلاف الجوي الشمسي بسمك 10-20 ألف كيلومتر ، تسمى الكروموسفير ، وفوقها تمتد الهالة لملايين الكيلومترات. فوق مجموعات البقع الشمسية ، وأحيانًا بعيدًا عنها ، غالبًا ما تظهر سحب ممتدة - بروزات مرئية بوضوح خلال المرحلة الكلية للكسوف على حافة القرص الشمسي في شكل أقواس وانبعاثات وردية زاهية. الإكليل هو الجزء المخلخل والساخن جدًا من الغلاف الجوي للشمس ، والذي يبدو أنه يتبخر في الفضاء المحيط ، مكونًا تيارًا مستمرًا من البلازما يبتعد عن الشمس ، يسمى الرياح الشمسية. هو الذي يعطي الإكليل الشمسي مظهرًا مشعًا يبرر اسمه.

من حركة المادة في ذيول المذنبات ، اتضح أن سرعة الرياح الشمسية تزداد تدريجياً مع المسافة من الشمس. بالابتعاد عن الشمس بوحدة فلكية واحدة (نصف قطر مدار الأرض) ، "تطير" الرياح الشمسية بسرعة 300-400 كم / ث بتركيز جسيمي من 1-10 بروتونات لكل سنتيمتر مكعب. عند مواجهة عقبات على شكل أغلفة مغناطيسية كوكبية في طريقها ، يشكل تدفق الرياح الشمسية موجات صدمة تؤثر على أجواء الكواكب والوسط بين الكواكب. من خلال مراقبة الهالة الشمسية ، نحصل على معلومات حول حالة طقس الفضاء في الفضاء الخارجي من حولنا.

أقوى مظاهر النشاط الشمسي هي انفجارات البلازما تسمى مشاعل شمسية. وهي مصحوبة بإشعاع مؤين قوي ، بالإضافة إلى مقذوفات قوية للبلازما الساخنة. بالمرور عبر الهالة ، تؤثر تدفقات البلازما بشكل ملحوظ على هيكلها. على سبيل المثال ، تتشكل فيه تشكيلات على شكل خوذة ، وتتحول إلى أشعة طويلة. في الواقع ، هذه أنابيب ممدودة من الحقول المغناطيسية ، تنتشر على طولها تيارات من الجسيمات المشحونة بسرعات عالية (بشكل أساسي البروتونات والإلكترونات النشطة). في الواقع ، يعكس الهيكل المرئي للهالة الشمسية شدة وتكوين وهيكل واتجاه الحركة وخصائص أخرى للرياح الشمسية ، والتي تؤثر باستمرار على كوكبنا. أثناء الومضات يمكن أن تصل سرعته إلى 600-700 وأحيانًا أكثر من 1000 كم / ثانية.

في الماضي ، لوحظ الإكليل فقط خلال الكسوف الكلي للشمس وفقط بالقرب من الشمس. في المجموع ، تراكمت حوالي ساعة من الملاحظات. مع اختراع فقرة التاج غير الخسوف (تلسكوب خاص يتم فيه ترتيب كسوف اصطناعي) ، أصبح من الممكن مراقبة المناطق الداخلية من الإكليل باستمرار من الأرض. من الممكن دائمًا أيضًا تسجيل البث الراديوي للإكليل ، حتى من خلال السحب وعلى مسافات بعيدة من الشمس. لكن في النطاق البصري ، لا تزال المناطق الخارجية من الإكليل مرئية من الأرض فقط في المرحلة الكلية لكسوف الشمس.

مع تطور طرق البحث خارج الغلاف الجوي ، أصبح من الممكن تصوير الهالة بأكملها مباشرة بالأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. تأتي الصور الأكثر إثارة للإعجاب بانتظام من مرصد SOHO Solar Orbital Heliospheric ، الذي أطلق في أواخر عام 1995 بجهود مشتركة لوكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا. في صور سوهو ، تكون أشعة الهالة طويلة جدًا ، ويمكن رؤية العديد من النجوم. ومع ذلك ، في المنتصف ، في منطقة التاج الداخلي والوسطى ، الصورة مفقودة. "القمر" الاصطناعي في التاج هو كبير جدًا ويحجب أكثر من القمر الحقيقي. لكن من المستحيل خلاف ذلك - تشرق الشمس بشدة. لذا فإن صور الأقمار الصناعية لا تحل محل الملاحظات من الأرض. لكن الصور الفضائية والأرضية للإكليل الشمسي تكمل بعضها البعض بشكل مثالي.

يراقب سوهو أيضًا سطح الشمس باستمرار ، ولا يمثل الكسوف عائقًا أمامه ، لأن المرصد يقع خارج نظام الأرض والقمر. تم تجميع العديد من الصور فوق البنفسجية التي التقطتها SOHO حول المرحلة الإجمالية من كسوف 2006 معًا ووضعها مكان صورة القمر. الآن يمكننا أن نرى أي المناطق النشطة في الغلاف الجوي للنجم الأقرب إلينا مرتبطة بسمات معينة في هالة النجم. قد يبدو أن بعض "القباب" ومناطق الاضطراب في الهالة ليست ناجمة عن أي شيء ، ولكن في الواقع يتم إخفاء مصادرها ببساطة عن المراقبة على الجانب الآخر من النجم.

الكسوف "الروسي"

يُطلق على الكسوف الكلي القادم للشمس اسم "روسي" في العالم ، حيث سيتم ملاحظته بشكل أساسي في بلدنا. بعد ظهر يوم 1 أغسطس 2008 ، ستمتد فرقة الطور الكاملة من المحيط المتجمد الشمالي تقريبًا على طول خط الزوال إلى ألتاي ، مروراً تمامًا بنيجنيفارتوفسك ونوفوسيبيرسك وبارناول وبايسك وجورنو ألتيسك - على طول الطريق السريع الفيدرالي M52. بالمناسبة ، سيكون هذا هو الكسوف الثاني في Gorno-Altaisk خلال ما يزيد قليلاً عن عامين - في هذه المدينة تتقاطع نطاقات الكسوف لعامي 2006 و 2008. أثناء الكسوف ، سيكون ارتفاع الشمس فوق الأفق 30 درجة ، وهو ما يكفي لتصوير الهالة ومثالي للتصوير البانورامي. عادة ما يكون الطقس في سيبيريا في هذا الوقت جيدًا. لم يفت الأوان بعد لتجهيز بعض الكاميرات وشراء تذكرة طائرة.

لا ينبغي تفويت هذا الكسوف. التالية كسوف كاملسيكون مرئيًا في الصين في عام 2009 ، ومن ثم لن تتطور الظروف الجيدة للرصد إلا في الولايات المتحدة في عامي 2017 و 2024. في روسيا ، سيستمر الانقطاع لما يقرب من نصف قرن - حتى 20 أبريل 2061.

إذا كنت ذاهبًا ، فإليك نصيحة جيدة: لاحظ في مجموعات وشارك الصور المستلمة ، أرسلها للمعالجة المشتركة إلى مرصد الزهرة: www.skygarden.ru. بعد ذلك سيكون شخص ما محظوظًا بالتأكيد في المعالجة ، وبعد ذلك سيرى الجميع ، حتى أولئك الذين يبقون في المنزل ، بفضلك ، كسوف الشمس - نجم متوج بتاج.

بالفعل يوم السبت 11 أغسطس 2018 ، ستنطلق مهمة جديدة لدراسة الشمس - مسبار باركر الشمسي (أو المسبار الشمسي باركر) إلى الفضاء. في غضون سنوات قليلة ، سيقترب الجهاز من الشمس أكثر من أي شيء من صنع الإنسان تمكن من القيام به حتى الآن. افتتاحية N + 1بمساعدة سيرجي بوجاتشيف ، كبير الباحثين في مختبر علم فلك الأشعة السينية الشمسي في معهد ليبيديف الفيزيائي ، قررت معرفة سبب إرسال العلماء للجهاز إلى هذا المكان الحار وما هي النتائج المتوقعة منه.

عندما ننظر إلى سماء الليل ، نرى عددًا كبيرًا من النجوم - وهي الفئة الأكثر عددًا من الكائنات في الكون والتي يمكن ملاحظتها من الأرض. يتم إنتاج كرات الغاز الضخمة هذه في "أفران" الطاقة النووية الحرارية من قبل الكثيرين العناصر الكيميائيةأثقل من الهيدروجين والهيليوم ، اللذان بدونهما ما كان لكوكبنا وكل الحياة عليه ولأنفسنا.

النجوم على بعد مسافات كبيرة من الأرض - المسافة إلى أقربها ، Proxima Centauri ، تقدر بعدة سنوات ضوئية. لكن هناك نجم واحد يستغرق ضوءه ثماني دقائق فقط للوصول إلينا - هذه هي شمسنا ، ومراقبتها تساعدنا في معرفة المزيد عن النجوم الأخرى في الكون.

الشمس أقرب إلينا مما تبدو للوهلة الأولى. بمعنى ما ، الأرض داخل الشمس - تغسلها باستمرار بتدفق الرياح الشمسية القادمة من الهالة - الجزء الخارجي من الغلاف الجوي للنجم. إن تيارات الجسيمات والإشعاعات القادمة من الشمس هي التي تتحكم في "طقس الفضاء" بالقرب من الكواكب. ويعتمد ظهور الشفق والاضطرابات في الأغلفة المغناطيسية الكوكبية على هذه التدفقات ، بينما تؤدي التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية إلى تعطيل الأقمار الصناعية ، وتؤثر على تطور أشكال الحياة على الأرض ، وتحدد الحمل الإشعاعي على مهمات الفضاء المأهولة. علاوة على ذلك ، تحدث عمليات مماثلة ليس فقط في النظام الشمسي ، ولكن أيضًا في أنظمة الكواكب الأخرى. لذلك ، فإن فهم العمليات في الهالة الشمسية والغلاف الشمسي الداخلي يتيح لنا التنقل بشكل أفضل في سلوك "محيط" البلازما المحيط بالأرض.

هيكل الشمس

ويكيميديا ​​كومنز

"نظرًا لبعد الشمس ، نتلقى جميع المعلومات عنها تقريبًا من خلال الإشعاع الذي تولده. حتى بعض المعلمات البسيطة ، مثل درجة الحرارة ، التي يمكن قياسها بميزان حرارة عادي على الأرض ، يتم تحديدها للشمس والنجوم بطريقة أكثر تعقيدًا - من خلال طيف الإشعاع الخاص بهم. ينطبق هذا أيضًا على الخصائص الأكثر تعقيدًا ، مثل المجال المغناطيسي. المجال المغناطيسي قادر على التأثير على طيف الإشعاع ، وتقسيم الخطوط فيه - وهذا ما يسمى بتأثير زيمان. وبسبب حقيقة أن المجال يغير طيف إشعاع النجم بالتحديد ، يمكننا تسجيله. إذا لم يكن مثل هذا التأثير موجودًا في الطبيعة ، فلن نعرف أي شيء عن المجال المغناطيسي للنجوم ، حيث لا توجد طريقة للتحليق مباشرة إلى نجم "، كما يقول سيرجي بوجاتشيف.

لكن هذه الطريقة لها أيضًا قيود - خذ على الأقل حقيقة أن غياب الإشعاع يحرمنا من المعلومات. إذا تحدثنا عن الشمس ، فإن الرياح الشمسية لا تصدر ضوءًا ، لذلك لا توجد طريقة لتحديد درجة حرارتها وكثافتها وخصائصها الأخرى عن بُعد. لا ينبعث منها ضوء أو مجال مغناطيسي. نعم ، في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي الشمسي ، تمتلئ الأنابيب المغناطيسية بالبلازما المضيئة وهذا يجعل من الممكن قياس المجال المغناطيسي بالقرب من سطح الشمس. ومع ذلك ، فإن مثل هذه القياسات مستحيلة بالفعل على مسافة نصف قطر شمسي واحد من سطحه. وهناك أمثلة كثيرة من هذا القبيل. كيف تكون في مثل هذه الحالة؟ الجواب بسيط للغاية: أنت بحاجة إلى إطلاق مجسات يمكنها الطيران مباشرة إلى الشمس ، والغطس في غلافها الجوي والرياح الشمسية ، وإجراء القياسات مباشرة على الفور. مثل هذه المشاريع منتشرة على نطاق واسع ، على الرغم من أنها أقل شهرة من تلك الخاصة بالتلسكوبات الفضائية ، التي تقوم بالمراقبة عن بعد وتوفر بيانات أكثر إثارة (مثل الصور الفوتوغرافية) من المجسات التي تنتج تدفقات مملة من الأرقام والرسوم البيانية. لكن إذا تحدثنا عن العلم ، إذن ، بالطبع ، يمكن مقارنة عدد قليل من الملاحظات عن بُعد من حيث القوة والإقناع بدراسة كائن يقع في مكان قريب ، "يتابع بوغاتشيف.

أسرار الشمس

تم إجراء ملاحظات للشمس منذ ذلك الحين اليونان القديمةو في مصر القديمة، وعلى مدار السبعين عامًا الماضية ، قام أكثر من اثني عشر من الأقمار الصناعية ومحطات الكواكب والتلسكوبات ، بدءًا من Sputnik-2 إلى المراصد الفضائية العاملة اليوم ، مثل SDO أو SOHO أو STEREO ، بمراقبة (وتراقب) سلوك الأقرب إلينا النجوم ومحيطها. ومع ذلك ، لا يزال لدى علماء الفلك العديد من الأسئلة المتعلقة ببنية الشمس ودينامياتها.

على سبيل المثال ، لأكثر من 30 عامًا ، كان العلماء يواجهون مشكلة النيوترينوات الشمسية ، والتي تتمثل في عدم وجود نيوترينوات إلكترونية مُسجلة تنتج في لب الشمس نتيجة للتفاعلات النووية ، مقارنة بعددها المتوقع نظريًا. هناك لغز آخر يتعلق بالتسخين الشاذ للهالة. تبلغ درجة حرارة هذه الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي للنجم أكثر من مليون درجة كلفن ، بينما يتم تسخين السطح المرئي للشمس (الغلاف الضوئي) ، الذي يقع فوقه الكروموسفير والإكليل ، إلى ستة آلاف درجة كلفن فقط. يبدو هذا غريباً ، لأنه منطقياً ، يجب أن تكون الطبقات الخارجية للنجم أكثر برودة. لا يكفي نقل الحرارة المباشر بين الغلاف الضوئي والهالة لتوفير درجات الحرارة هذه ، مما يعني أن آليات التسخين الإكليلي الأخرى تعمل هنا.

هالة الشمس خلال الكسوف الكلي للشمس في أغسطس 2017.

مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / جوبالسوامي

هناك نوعان من النظريات الرئيسية لشرح هذا الشذوذ. وفقًا للأول ، فإن الموجات المغناطيسية الصوتية وموجات ألفين مسؤولة عن نقل الحرارة من منطقة الحمل الحراري والفوتوسفير للشمس إلى الغلاف اللوني والكورونا ، والتي تتناثر في الإكليل ، مما يزيد من درجة حرارة البلازما. ومع ذلك ، فإن هذا الإصدار له عدد من العيوب ، على سبيل المثال ، لا يمكن للموجات المغناطيسية الصوتية أن تضمن نقل كمية كبيرة بما فيه الكفاية من الطاقة إلى الإكليل بسبب التشتت والانعكاس مرة أخرى إلى الفوتوسفير ، وتحول موجات ألفين طاقتها إلى طاقة بلازما حرارية نسبيًا ببطء. بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن هناك دليل مباشر لفترة طويلة على انتشار الموجات من خلال الهالة الشمسية - لم يكن حتى عام 1997 أن سجل المرصد الفضائي SOHO أول موجات شمسية مغناطيسية صوتية بتردد واحد ملي هرتز ، والتي توفر فقط عشرة بالمائة من الطاقة اللازمة لتسخين الهالة إلى درجات الحرارة المرصودة.

تتعلق النظرية الثانية بالتسخين الشاذ للإكليل بالميكروفيلات التي تحدث باستمرار والناشئة عن إعادة الاتصال المستمر للخطوط المغناطيسية في المناطق المحلية من المجال المغناطيسي في الغلاف الضوئي. تم اقتراح هذه الفكرة في الثمانينيات من قبل عالم الفلك الأمريكي يوجين باركر ، واسمه المسبار والذي تنبأ أيضًا بوجود الرياح الشمسية ، وهي تيار من الجسيمات عالية الطاقة المشحونة تنبعث باستمرار من الشمس. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد نظرية الانفجارات الدقيقة أيضًا. من الممكن أن تعمل كلتا الآليتين على الشمس ، لكن هذا يحتاج إلى إثبات ، ولهذا من الضروري الطيران إلى الشمس على مسافة قريبة إلى حد ما.

سر آخر للشمس مرتبط بالإكليل - آلية تكوين الرياح الشمسية التي تملأ النظام الشمسي بأكمله. عليه أن ظواهر طقس الفضاء مثل الأضواء الشمالية أو العواصف المغناطيسية تعتمد. يهتم علماء الفلك بآليات نشأة وتسارع الرياح الشمسية البطيئة المولودة في الإكليل ، وكذلك دور المجالات المغناطيسية في هذه العمليات. هنا أيضًا ، هناك العديد من النظريات مع كل من الأدلة والعيوب ، ومن المتوقع أن يساعد مسبار باركر في تحديد نقاط i.

"بشكل عام ، في الوقت الحاضر ، هناك نماذج مطورة بما فيه الكفاية للرياح الشمسية والتي تتنبأ بالكيفية التي يجب أن تتغير بها خصائصها عندما تبتعد عن الشمس. دقة هذه النماذج عالية جدًا عند مسافات ترتيب مدار الأرض ، لكن ليس من الواضح مدى دقة وصفها للرياح الشمسية على مسافات قريبة من الشمس. ربما يستطيع باركر المساعدة في ذلك. سؤال آخر مثير للاهتمام هو تسارع الجسيمات على الشمس. بعد التوهجات ، تأتي تيارات من عدد كبير من الإلكترونات والبروتونات المتسارعة إلى الأرض. ومع ذلك ، ليس من الواضح تمامًا ما إذا كان تسارعها يحدث مباشرة على الشمس ، ثم تتحرك ببساطة نحو الأرض عن طريق القصور الذاتي ، أو ما إذا كانت هذه الجسيمات تتسارع بشكل إضافي (وربما بشكل كامل) في طريقها إلى الأرض بواسطة المغناطيسية بين الكواكب حقل. ربما ، عندما تصل البيانات التي تم جمعها بواسطة مسبار بالقرب من الشمس إلى الأرض ، يمكن أيضًا التعامل مع هذه المشكلة. هناك العديد من المشكلات المماثلة الأخرى التي يمكن حلها بنفس الطريقة - بمقارنة القياسات المماثلة بالقرب من الشمس وعلى مستوى مدار الأرض. بشكل عام ، تهدف المهمة إلى حل مثل هذه القضايا. لا يسعنا إلا أن نأمل أن يكون الجهاز ناجحًا "، كما يقول سيرجي بوجاتشيف.

مباشرة إلى الجحيم

سيتم إطلاق مسبار باركر في 11 أغسطس 2018 من مجمع الإطلاق SLC-37 في قاعدة كيب كانافيرال الجوية ، وسيتم إطلاقه إلى الفضاء بواسطة مركبة الإطلاق الثقيلة Delta IV Heavy - وهذا هو أقوى صاروخ قيد التشغيل ، يمكن أن تطلق في مدار منخفض ما يقرب من 29 طنًا من البضائع. من حيث القدرة الاستيعابية ، يتم تجاوزها فقط ، ولكن هذا الناقل لا يزال في مرحلة الاختبار. للوصول إلى مركز النظام الشمسي ، من الضروري إطفاء السرعة العالية جدًا التي تتمتع بها الأرض (وجميع الأشياء الموجودة عليها) بالنسبة للشمس - حوالي 30 كيلومترًا في الثانية. بالإضافة إلى الصاروخ القوي ، سيتطلب ذلك سلسلة من مناورات الجاذبية بالقرب من كوكب الزهرة.

وفقًا للخطة ، ستستمر عملية الاقتراب من الشمس سبع سنوات - مع كل مدار جديد (هناك 24 في المجموع) ، سيقترب الجهاز من النجم. سيتم تمرير الحضيض الأول في 1 نوفمبر ، على مسافة 35 نصف قطر شمسي (حوالي 24 مليون كيلومتر) من النجم. بعد ذلك ، بعد سلسلة من سبع مناورات جاذبية بالقرب من كوكب الزهرة ، سيقترب الجهاز من الشمس إلى مسافة حوالي 9-10 نصف قطر شمسي (حوالي ستة ملايين كيلومتر) - سيحدث هذا في منتصف ديسمبر 2024. هذا هو سبع مرات أقرب من الحضيض في مدار عطارد ، ولم تقترب أي مركبة فضائية من صنع الإنسان من الشمس (السجل الحالي ينتمي إلى جهاز هيليوس- B ، الذي اقترب من النجم على ارتفاع 43.5 مليون كيلومتر).

مخطط الرحلة إلى الشمس ومدارات العمل الرئيسية للمسبار.

المراحل الرئيسية للعمل في كل من المدارات.

اختيار مثل هذا الموقف للملاحظات ليس عرضيًا. وفقًا لحسابات العلماء ، على مسافة عشرة أنصاف أقطار من الشمس ، توجد نقطة ألفين - المنطقة التي تتسارع فيها الرياح الشمسية كثيرًا بحيث تترك الشمس ، ولم تعد الأمواج المنتشرة في البلازما تؤثر عليها. إذا كان المسبار يمكن أن يكون بالقرب من نقطة ألفين ، فيمكننا أن نفترض أنه دخل الغلاف الجوي الشمسي ولمس الشمس.

دقق في "باركر" في الحالة المجمعة ، أثناء التثبيت على المرحلة الثالثة من مركبة الإطلاق.

"تتمثل مهمة المسبار في قياس الخصائص الرئيسية للرياح الشمسية والغلاف الجوي الشمسي على طول مساره. الأدوات العلمية الموجودة على متنها ليست فريدة من نوعها ، فهي لا تتمتع بخصائص قياسية (باستثناء القدرة على تحمل تدفقات الإشعاع الشمسي عند المسبار الشمسي باركر هو مركبة فضائية بأدوات تقليدية ، ولكن في مدار فريد. تم التخطيط لمعظم (ربما جميع الأدوات العلمية) في جميع أجزاء المدار ، باستثناء الحضيض الشمسي ، حيث المركبة الفضائية هي الأقرب إلى الشمس ، بمعنى أن مثل هذا البرنامج العلمي يؤكد أن المهمة الرئيسية للمهمة هي دراسة الرياح الشمسية والغلاف الجوي الشمسي ، وعندما يغادر الجهاز الحضيض الشمسي ، فإن البيانات من نفس الأجهزة سوف تتحول إلى أدوات عادية ، ومن أجل الحفاظ على موارد الأدوات العلمية ، سيتم ببساطة تحويلها إلى الخلفية حتى النهج التالي. وبهذا المعنى ، القدرة على الوصول إلى مسار معين والقدرة على لكي تنبض بالحياة في وقت معين - هذه هي العوامل التي سيعتمد عليها نجاح المهمة بشكل أساسي "، كما يقول سيرجي بوجاتشيف.

جهاز الدرع الواقي من الحرارة "باركر".

جريج ستانلي / جامعة جونز هوبكنز

منظر للواقي الحراري في مرحلة التثبيت على المسبار.

ناسا / جونز هوبكنز إيه بي إل / إد ويتمان

دقق في "باركر" باستخدام واقي حراري مثبت.

ناسا / جونز هوبكنز إيه بي إل / إد ويتمان

للبقاء بالقرب من النجم ، يكون المسبار مزودًا بدرع حراري يعمل بمثابة "مظلة" تختبئ تحتها جميع الأدوات العلمية. سيتحمل الجزء الأمامي من الدرع درجات حرارة تزيد عن 1400 درجة مئوية ، بينما يجب ألا يتجاوز الجزء الخلفي من الدرع ، حيث توجد الأدوات العلمية ، ثلاثين درجة مئوية. يتم توفير هذا الاختلاف في درجة الحرارة من خلال التصميم الخاص لهذه "المظلة الشمسية". بسمك إجمالي يبلغ 11.5 سم فقط ، يتكون من لوحين مصنوعين من مركب الكربون-الجرافيت ، وبينهما طبقة من رغوة الكربون. يحتوي الجزء الأمامي من الدرع على طبقة واقية وطبقة خزفية بيضاء تزيد من خصائصه الانعكاسية.

بالإضافة إلى الدرع ، تم تصميم نظام التبريد لحل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة باستخدام 3.7 لتر من الماء المضغوط منزوع الأيونات كمبرد. تم تصنيع الأسلاك الكهربائية للجهاز باستخدام مواد ذات درجة حرارة عالية مثل أنابيب الياقوت والنيوبيوم ، وخلال الاقتراب من الشمس ، ستتم إزالة الألواح الشمسية تحت الدرع الحراري. بالإضافة إلى التسخين القوي ، سيتعين على مهندسي البعثة مراعاة ضغط الضوء القوي من الشمس ، والذي سيتداخل مع الاتجاه الصحيح للمسبار. ولتسهيل هذا العمل ، تم تركيب مستشعرات شمسية على المسبار في أماكن مختلفة ، مما يساعد على التحكم في حماية المعدات العلمية من تأثير الشمس.

أدوات

يتم "شحذ" جميع الأدوات العلمية للمسبار تقريبًا لدراسة المجالات الكهرومغناطيسية وخصائص البلازما الشمسية المحيطة بها. الاستثناء الوحيد هو تلسكوب بصري WISPR (تصوير المجال الواسع للمسبار الشمسي) ، وتتمثل مهمته في الحصول على صور الإكليل الشمسي والرياح الشمسية والغلاف الشمسي الداخلي وموجات الصدمة وأي هياكل أخرى يلاحظها الجهاز.

تعتبر شمسنا نجمة فريدة حقًا ، فقط لأن توهجها جعل من الممكن خلق ظروف مناسبة للحياة على كوكبنا الأرض ، والتي ، إما من خلال مصادفة مذهلة للظروف ، أو من خلال تصميم الله العبقري ، على مسافة مثالية من الشمس. منذ العصور القديمة ، كانت الشمس محل اهتمام الإنسان عن كثب ، وإذا كان الكهنة والشامان والكهنة في العصور القديمة يوقرون نجمنا كإله (في جميع الطوائف الوثنية كانت هناك آلهة شمسية) ، الآن يدرس العلماء الشمس بنشاط : علماء الفلك والفيزياء وعلماء الفيزياء الفلكية. ما هي بنية الشمس وما هي خصائصها وعمرها وموقعها في مجرتنا ، اقرأ المزيد عن كل هذا.

موقع الشمس في المجرة

على الرغم من حجمها الضخم بالنسبة لكوكبنا (والكواكب الأخرى) ، على نطاق المجرة ، فإن الشمس بعيدة عن أكبر نجم ، ولكنها صغيرة جدًا ، وهناك نجوم أكبر بكثير من الشمس. لذلك ، يصنف علماء الفلك النجم الخاص بنا على أنه قزم أصفر.

بالنسبة لموقع الشمس في المجرة (وكذلك نظامنا الشمسي بأكمله) ، فهي تقع في مجرة ​​درب التبانة ، بالقرب من حافة ذراع الجبار. المسافة من مركز المجرة 7.5-8.5 ألف فرسخ فلكي. بعبارات بسيطة ، أنت وأنا لسنا بالضبط في ضواحي المجرة ، لكننا أيضًا بعيدون نسبيًا عن المركز - نوع من "منطقة المجرة النائمة" ، ليس في الضواحي ، ولكن ليس في المركز أيضًا.

هذا ما يبدو عليه موقع الشمس على خريطة المجرة.

خصائص الشمس

وفقًا للتصنيف الفلكي للأجرام السماوية ، تنتمي الشمس إلى نجم من الفئة G ، فهي أكثر إشراقًا من 85٪ من النجوم الأخرى في المجرة ، وكثير منها أقزام حمراء. قطر الشمس 696342 كم ، كتلتها 1.988 × 1030 كجم. إذا قارنا الشمس بالأرض ، فإنها أكبر 109 مرات من كوكبنا وكتلة 333000 مرة.

مقارنة أحجام الشمس والكواكب.

على الرغم من أن الشمس تبدو صفراء لنا ، إلا أن لونها الحقيقي أبيض. يتم إنشاء رؤية اللون الأصفر من خلال جو النجم.

تبلغ درجة حرارة الشمس 5778 درجة كلفن في الطبقات العليا ، ولكن مع اقترابها من اللب ، تزداد أكثر ويكون جوهر الشمس شديد الحرارة - 15.7 مليون درجة كلفن

تتمتع الشمس أيضًا بمغناطيسية قوية ، يوجد على سطحها أقطاب مغناطيسية شمالية وجنوبيّة ، وخطوط مغناطيسية تعيد تشكيلها بتردد 11 عامًا. في وقت إعادة الترتيب هذه ، تحدث انبعاثات شمسية مكثفة. كما يؤثر المجال المغناطيسي للشمس على المجال المغناطيسي للأرض.

هيكل وتكوين الشمس

تتكون شمسنا بشكل أساسي من عنصرين: (74.9٪) والهيليوم (23.8٪). بالإضافة إلى وجودها بكميات صغيرة: (1٪) ، كربون (0.3٪) ، نيون (0.2٪) ، حديد (0.2٪). ينقسم داخل الشمس إلى طبقات:

• النواة،
• مناطق الإشعاع والحمل الحراري ،
• فوتوسفير
• أجواء.

يحتوي لب الشمس على أعلى كثافة ويحتل حوالي 25٪ من إجمالي حجم الطاقة الشمسية.

هيكل الشمس تخطيطي.

في اللب الشمسي تتشكل الطاقة الحرارية من خلال الاندماج النووي ، الذي يحول الهيدروجين إلى هيليوم. في الواقع ، اللب هو نوع من المحركات الشمسية ، وبفضله ، يبعث نجمنا الحرارة ويدفئنا جميعًا.

لماذا تشرق الشمس

بنفس الطريقة ، يحدث وهج الشمس بسبب العمل الدؤوب لللب الشمسي ، وبشكل أكثر دقة ، التفاعل النووي الحراري الذي يحدث باستمرار فيه. يحدث احتراق الشمس بسبب تحويل الهيدروجين إلى هيليوم ، وهذا هو التفاعل الحراري النووي الأبدي الذي يغذي نجمنا باستمرار.

البقع الشمسية

نعم ، هناك بقع على الشمس. البقع الشمسية هي مناطق أكثر قتامة على سطح الشمس ، وهي أغمق لأن درجة حرارتها أقل من درجة حرارة الغلاف الضوئي المحيط بالشمس. تتشكل البقع الشمسية نفسها تحت تأثير الخطوط المغناطيسية وإعادة تشكيلها.

رياح مشمسة

الرياح الشمسية هي تدفق مستمر للبلازما يأتي من الغلاف الجوي الشمسي ويملأ الكل النظام الشمسي. تتشكل الرياح الشمسية بسبب حقيقة أنه بسبب ارتفاع درجة الحرارة في الهالة الشمسية ، لا يمكن للطبقات التي تعلوها أن تتوازن مع الضغط في الهالة نفسها. لذلك ، هناك طرد دوري للبلازما الشمسية في الفضاء المحيط. يوجد مقال منفصل بالكامل حول هذه الظاهرة على موقعنا.

كسوف الشمس هو حدث فلكي نادر يكون فيه القمر هو الشمس ، كليًا أو جزئيًا.

من الناحية التخطيطية ، يبدو كسوف الشمس هكذا.

تطور الشمس ومستقبلها

يعتقد العلماء أن عمر نجمنا 4.57 مليار سنة. في ذلك الوقت البعيد ، تشكلت من جزء من سحابة جزيئية ممثلة بالهيليوم والهيدروجين.

كيف ولدت الشمس؟ وفقًا لإحدى الفرضيات ، بدأت السحابة الجزيئية للهيليوم والهيدروجين بالدوران بسبب الزخم الزاوي وفي نفس الوقت بدأت في التسخين بشكل مكثف مع زيادة الضغط الداخلي. في نفس الوقت ، تركزت معظم الكتلة في المركز ، وتحولت إلى الشمس نفسها. أدت القوة والضغط إلى زيادة الحرارة والاندماج النووي ، بفضل كل من الشمس والنجوم الأخرى.

هكذا يبدو تطور النجم ، بما في ذلك الشمس. وفقًا لهذا المخطط ، فإن شمسنا حاليًا في مرحلة نجم صغير ، والعصر الشمسي الحالي في منتصف هذه المرحلة. في حوالي 4 مليارات سنة ، ستتحول الشمس إلى عملاق أحمر ، وتتوسع أكثر وتدمر كوكب الزهرة ، وربما أرضنا. إذا استمرت الأرض ككوكب في البقاء على قيد الحياة ، فستظل الحياة عليها بحلول ذلك الوقت مستحيلة. نظرًا لأن توهج الشمس في غضون ملياري عام سيزداد كثيرًا لدرجة أن جميع محيطات الأرض سوف تغلي ببساطة ، وسوف يتم حرق الأرض وتتحول إلى صحراء مستمرة ، وستكون درجة الحرارة على سطح الأرض 70 درجة مئوية ، وإذا كانت الحياة ممكن ، ثم فقط في أعماق الأرض. لذلك ، لا يزال أمامنا ما يزيد عن مليار سنة لإيجاد ملجأ جديد للبشرية في المستقبل البعيد جدًا.

لكن بالعودة إلى الشمس ، وتحولت إلى عملاق أحمر ، فإنها ستبقى على هذه الحالة لحوالي 120 مليون سنة ، ثم تبدأ عملية تقليص حجمها ودرجة حرارتها. وعندما يتم حرق الهيليوم المتبقي في نواته في فرن ثابت للتفاعلات النووية الحرارية ، ستفقد الشمس استقرارها وتنفجر وتتحول إلى سديم كوكبي. من المحتمل جدًا أن تتعرض الأرض في هذه المرحلة ، وكذلك المجاورة لها ، للدمار بفعل انفجار شمسي.

بعد 500 مليون سنة أخرى ، سيتشكل قزم أبيض من السديم الشمسي ، والذي سيستمر لتريليونات السنين أخرى.

• داخل الشمس ، يمكنك وضع مليون كوكب أرضي ، بحجم كوكبنا.
• في الشكل ، تشكل الشمس كرة شبه كاملة.
• 8 دقائق و 20 ثانية - خلال هذا الوقت يصل إلينا شعاع الشمس من مصدره ، على الرغم من حقيقة أن الأرض تبعد 150 مليون كيلومتر عن الشمس.
• تأتي كلمة "الشمس" نفسها من الكلمة الإنجليزية القديمة التي تعني "الجنوب" - "الجنوب".
• ولدينا أخبار سيئة لك ، في المستقبل ستحرق الشمس الأرض ، ثم تدمرها تمامًا. ومع ذلك ، لن يحدث هذا قبل ملياري سنة.

الشمس والفيديو

وفي الختام ، فيلم وثائقي علمي مثير للاهتمام من قناة ديسكفري - "ما تخفيه الشمس".

عند كتابة المقال ، حاولت أن أجعله ممتعًا ومفيدًا وذو جودة عالية قدر الإمكان. سأكون ممتنا لأي تعليقوالنقد البناء في شكل تعليقات على المقال. يمكنك أيضًا كتابة رغبتك / سؤالك / اقتراحك على بريدي الإلكتروني [بريد إلكتروني محمي]أو على الفيسبوك ، مع احترام المؤلف.