Kolebaniya i volny na Solnce

Zavisimost' perioda kolebanii ot gorizontal'noi dliny volny dlya pyatiminutnyh kolebanii, zahvachennyh v podfotosfernom volnovode. V deistvitel'nosti iz-za konechnogo vremeni zhizni kolebanii i neodnorodnostei v atmosfere eta ideal'naya kartina neskol'ko razmyvaetsya. Razdvoenie pri malyh dlinah voln proishodit iz-za vrasheniya Solnca.

Vpervye kolebaniya na Solnce obnaruzheny R. Leitonom (SShA) v 1962 g. po periodich. doplerovskim smesheniyam spektr. linii (sm. Doplera effekt). Eto byli pyatiminutnye kolebaniya (nazvany po prodolzhitel'nosti ih perioda). Amplituda kolebanii - ot 100-200 m/s v fotosfere do 1-2 km/s v hromosfere. Gorizontal'naya (vdol' poverhnosti Solnca) dlina volny ~ 10³-10⁴ km. Moshnost' kolebanii zavisit ot chastoty i gorizontal'noi dliny volny. Spustya primerno 15 let bylo ustanovleno, chto spektr pyatiminutnyh kolebanii sostoit iz otdel'nyh polos (ris.). Takaya struktura spektra pozvolila ustanovit', chto pyatiminutnye kolebaniya - eto rezonansnye kolebaniya verhnih sloev konvektivnoi zony (sm. Konvekciya). Rezonansnyi sloi, ili atmosfernyi volnovod, sozdatsya za scht togo, chto vyshe i nizhe nek-rogo urovnya v atmosfere Solnca iz-za uvelicheniya skorosti zvuka volny otrazhayutsya i ne mogut vyiti za predely etogo sloya. Polosy na ris. pokazyvayut, pri kakih imenno chastotah i dlinah volny okazyvayutsya zapertymi v volnovode. Polozhenie polos v spektre opredelyaetsya stroeniem konvektivnoi zony. T.o., issledovaniya kolebanii na Solnce pozvolili "zaglyanut'" v nedostupnye dlya neposredstv. nablyudeniya podfotosfernye sloi Solnca. Eksperimental'no obnaruzheno, chto kazhdaya iz polos v spektre pyatiminutnyh kolebanii rassheplyaetsya na dve iz-za vrasheniya Solnca. Chastota kolebanii dlya nepodvizhnogo nablyudatelya okazyvaetsya razlichnoi dlya voln, begushih v napravlenii vrasheniya i protiv nego. Dlya fiksirovannoi dliny volny men'shie periody sootvetstvuyut volnam, begushim v storonu vrasheniya. Grebni ih chashe probegayut cherez fiksirovannuyu tochku na diske Solnca, t.k. skorosti rasprostraneniya voln i vrasheniya Solnca skladyvayutsya. Velichina rasshepleniya opredelyaetsya skorost'yu vrasheniya Solnca. Poskol'ku atmosfernyi volnovod dlya voln razlichnyh chastot nahoditsya na razlichnoi glubine, udatsya opredelit', kak izmenyaetsya skorost' vrasheniya Solnca s glubinoi, chto ochen' vazhno dlya teorii generacii magn. polya Solnca.

V sil'nyh magn. polyah aktivnyh oblastei na Solnce atmosfernye (akustich. i gravitac.) volny prevrashayutsya v magnitoatmosfernye, k-rye predstavlyayut soboi magnitogidrodinamich. volny v atmosfere, nahodyasheisya v pole tyazhesti. V solnechnyh pyatnah nablyudayutsya kolebaniya s periodom okolo trh min. Eto takzhe rezonansnye kolebaniya, a rezonatorom yavl. hromosfera nad pyatnom. Stroenie hromosfery nad solnechnymi pyatnami izucheno nedostatochno, i nablyudenie kolebanii pozvolyaet utochnit' sushestvuyushie modeli. Korona nad aktivnymi oblastyami sostoit iz otdel'nyh arok, izognutyh vdol' silovyh linii magn. polya. Blagodarya vmorozhennosti magn. silovyh linii koronal'nye arki, koncy k-ryh kak by zakrepleny v hromosfere, mogut sovershat' gorizontal'nye al'venovskie kolebaniya podobno izognutoi uprugoi strune. Pervye nablyudeniya takih kolebanii arok uzhe udalos' provesti.

Vse perechislennye rezonansnye kolebaniya v solnechnoi atmosfere mogut vozbuzhdat'sya volnovym shumom iz konvektivnoi zony. Odnako ustanovit', sushestvuet li deistvitel'no takoi istochnik voln na Solnce, do sih por ne udalos', t.k. rezonansnye kolebaniya mogut vozbuzhdat'sya i iz-za razlichnogo roda neustoichivostei.

V teh sluchayah, kogda edinyi volnovoi process ohvatyvaet vs Solnce v celom, govoryat o pul'saciyah (kolebaniyah) Solnca kak zvezdy. V 1976 g. sovetskie astronomy A.B. Severnyi, V.A. Kotov i T.T. Cap na Krymskoi astrofizich. observatorii otkryli pul'sacii Solnca s periodom 2 ch 40 min. Eto otkrytie vyzvalo burnye diskussii uchnyh, t.k. pul'sacii okazyvayutsya edva ulovimymi dlya samoi sovershennoi apparatury. Amplituda kolebanii 20 km, chto sostavlyaet ~ 10^-3% diametra Solnca. Nablyudayutsya takzhe pul'sacii Solnca s periodami 20-40 min i 5 min. Poyavilos' napravlenie - gelioseismologiya, k-raya zanimaetsya issledovaniem nedr Solnca na osnove dannyh o ego pul'saciyah. Neitrinnaya astronomiya i gelioseismologiya sdelali vozmozhnym eksperimental'noe issledovanie solnechnyh nedr, kazavsheesya ranee fantasticheskim.

Lit.:
Gibson E., Spokoinoe Solnce per. s angl., M., 1977; Zhugzhda Yu., Locans V., Rezonansnye kolebaniya v solnechnyh pyatnah, per. s angl., Pis'ma v Astronomicheskii zhurnal, 1981, t. 7, 1; Koks Dzh.P., Teoriya zvezdnyh pul'sacii, per, s angl., M., 1983; Proceedings of the 66th IAU Colloquium: Problems in solar and stellar oscillations (1-5 September 1981 Crimean Astrophysical Observatory) Solar Physics, 1983, v. 82; Severnu A.V., Kotov V.A., Tsap T.T., Nature, 1976, v. 259, p. 87.

(Yu.D. Zhugzhda)