Hvorfor Har Solen Pletter?

{h1}

Forklarer kilden til solspots er en temmelig hård møtrik at knække.

Paul Sutter er astrofysiker ved Ohio State University og chefforsker ved COSI science center. Sutter er også vært for Ask a Spaceman, RealSpace og COSI Science Now.

Forklarer kilden til solspots er en temmelig hård møtrik at knække. Folk har kendskab til funktionerne i århundreder - de tidlige kinesiske og middelalderlige europæiske stargazere noterede sig, når de så svage blødninger om morgenen eller aftenens sol - men det var først for nylig, at forskerne kom med et halvt tilfredsstillende svar for hvor pletterne kommer fra.

Spot pletterne

Som med de fleste ting i astronomi blev observationer af solopgange virkelig interessante ved åbningen af ​​det 17. århundrede med Galileos revolutionerende koncept om at pege et teleskop på himlen for at se, hvad der er der.

Selvfølgelig var ingen dum nok til at stirre direkte i solen, især gennem et teleskop. Der er rygter om, at Galileo - et af de mest intelligente folk nogensinde lever - gjorde det og gik blindt. Han gik faktisk blinde, men det var da han var 72, et kvart århundrede efter at han havde afsluttet sine sol observationer. [Billeder: Solopgange på Jordens nærmeste stjerne]

For at beskytte deres øjne vil observatørerne enten fokusere på sen aften eller tidlig morgen sol til deres studier, eller projektere det forstørrede lys sikkert på en skærm. På det tidspunkt var der stor debat om solopgange. Nogle mennesker spekulerede på, at funktionerne kun var en flok planeter. Men Galileo selv satte den fast ved at hvile ved at demonstrere, at pletterne var fastgjort til solfladen, der viste, at solen spredte.

Jeg er sikker på, at den næste generation af astronomer efter Galileo og venner ville have elsket at studere solopgange mere, men universet samspillede imod dem. Det følgende århundrede fremhævede et usædvanligt lille antal solopgange og et tilsvarende fald i solaktivitet som blusser og en mærkbar dæmpning i solkoronaen under formørkelser. Det var først i 1700'erne, at sunspotaktiviteten blev rammet igen.

Spot mysteriet

Sunspot observation fortsatte på trods af solens frustrerende skygge i den tid, men det centrale mysterium forblev: Hvad var det i gang med at forårsage disse pletter? I begyndelsen af ​​1900'erne pegede nogle få vigtige observationer astronomer og fysikere i den rigtige retning.

For en, sunspot aktivitet syntes at cykle hvert 11 år, fra masser af solstråler til blot et par solpletter og tilbage til masser af solpletter. Cyklusen var endog åbenbar under den underlige "Maunder Minimum", da der var meget lidt aktivitet i 1600'erne (udtrykket blev mønter meget senere).

Så er der temperaturen. Solpletter ser mørke ud, men det er kun i sammenligning med den brændende soloverflade omkring dem; de er køligere end resten af ​​solen, men stadig ragingly hot i deres egen ret. Somme tider er solstrålerne store, og nogle gange er de små, og de kan vare et par uger eller et par måneder.

Detaljerede observationer af individuelle solflader afslørede også, at disse træk var regioner af superstrengte magnetfelter. Forskere opdagede dette ved at måle lys udgivet fra hydrogen og helium i solen. Elementerne udsender meget specifikke bølgelængder af lys, kaldet spektrale linjer. I nærværelse af stærke magnetfelter fordeles disse unikke individuelle bølgelængder hver for sig i to meget tætskilte bølgelængder. Det kaldes Zeeman-effekten og har at gøre med kvantemekanik, og det er alt, hvad jeg vil sige om det i denne artikel.

Endelig fandt observatørerne, at solens magnetfelt ville vende fra nord-syd til syd-nord og tilbage til nord-syd. Disse flips sker hver - vent på det - 11 år. [Sådan fungerer solens magnetfelt (Infographic)]

Så svaret på solopgange har sikkert noget at gøre med magnetfelter.

Spot knuden

Den bedste sunspot-løsning videnskabsmænd har hidtil er Babcock-modellen, såkaldt fordi en fyr, der hedder Horace Babcock, regnede det ud. Det går sådan:

1) Start med et godt, regelmæssigt, lykkeligt heldigt nord-syd magnetfelt på solen, alle lige linjer og alt.

2). Solen er ikke lavet af sten eller noget andet faststof, så stjernens ækvator kan dreje hurtigere end regioner nær polerne. Dette vinder magnetfeltet op, vikler det ind på sig selv og gør det stærkere, som at fordoble gummibånd.

3) Samtidig koger solen. Monstrøse plumer af plasma stiger op fra nukleovnen nedenunder, når overfladen, afkøles i rummets frigid og derefter synker ned igen. Denne blanding komplicerer yderligere magnetfeltet.

4) Sommetider gennembobler de opformede, oprullede, opviklede, snoet magnetfelter overfladen af ​​solen, hvilket skaber en bue som en magnetisk orm, der popper ud af et plasma æble, for at strække en analogi.

5) Når røret med magnetfelter gennembor overfladen forhindrer det, at ny, varm gas når ud til overfladen, hvilket gør området mere køligt end gennemsnittet.

6) Har du nogensinde prøvet at vride et gummibånd for meget? På et tidspunkt giver det op og bare snaps, hvilket er den bedste måde at forklare, hvad der sker med et altomfattende magnetfelt. Efter snap'en 'nulstiller solen' til sit sædvanlige, netop justerede magnetfelt, men denne gang vendes.

Så der er det: Solopgange er funktioner forårsaget af et sammenbrudt solmagnetisk felt. Det magnetiske felt går fra glat til sammenflettet hvert 11 år og forklarer, hvorfor solopgange har de egenskaber og adfærd, de gør, og hvorfor solbeskyttelsesaktivitet er forbundet med andre magnetiske hændelser som blusser og koronal masseudkast.

Men hvorfor 11 år? Astronomer har set "starspots" på andre stjerner, og deres cykler er overalt. Hvad sker der i solen for at gøre sin cyklus 11 år, og ikke seks måneder, siger eller to årtier? Måske med yderligere 400 års observationer vil forskere kunne finde ud af det...

Lær mere ved at lytte til episoden "Hvordan får solen sine pletter?" på Ask a Spaceman podcast, tilgængelig på iTunes og på internettet på //askaspaceman.com. Takket være Michael H. for de spørgsmål, der førte til dette stykke! Spørg dit eget spørgsmål på Twitter ved hjælp af #AskASpaceman eller ved at følge Paul @ PaulMattSutter og facebook.com/PaulMattSutter.

Følg os @Spacedotcom, Facebook og Google+. Originalartikel på Space.com.


Video Supplement: Røgsignal - Pletter På Solen.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com