Высочайшие в мире фонтаны

Во время полных затмений Солнца даже невооруженным глазом видны выходящие из атмосферы гигантские фонтаны раскаленного газа, называемые протуберанцами. Впервые в истории такой протуберанец был отмечен в Древней Руси в 1185 г., но физическая природа протуберанцев была выяснена лишь многими веками позднее. Выброс газов происходит со скоростями, доходящими до нескольких сотен километров в секунду, но, как ни огромны эти скорости, они, как правило, недостаточны для отрыва протуберанцев от Солнца. На солнечной поверхности критическая скорость, при которой тело может уже преодолеть солнечное тяготение и улететь в бесконечность, составляет 617 км/сек. Газы протуберанцев, быстро вздымающиеся вверх, растягиваются в обширные облака, и рассеиваясь, снова оседают вниз. Высота выброса протуберанцев колоссальна. Например, в 1928 г. наблюдали протуберанец, достигший высоты 900 000 км, т. е. 1,3 солнечного радиуса. Это в 2 1/2 раза больше расстояния от Луны до Земли. В 1946 г. наблюдался протуберанец еще вдвое более высокий. При огромной скорости извержения изменения в протуберанцах происходят очень быстро, буквально на наших глазах.

Кроме таких протуберанцев, называемых изверженными, или эруптивными, и состоящими почти из всех газов, входящих в состав хромосферы, на краю Солнца видны еще спокойные протуберанцы. Они имеют вид огромных облаков, плавающих над хромосферой и соединяющихся с ней отдельными колоннами или отростками; они излучают линии водорода, ионизованного кальция и гелия. Длина их доходит иногда до 600 000 км - это в 50 раз больше диаметра Земли, а между тем такой протуберанец» - сравнительно лишь небольшой, временный придаток солнечной атмосферы.

Средний протуберанец плавает на такой высоте над поверхностью хромосферы, что по ней под протуберанцем свободно мог бы катиться земной шар. При средней толщине, равной диаметру Земли, при длине 20 000 км и высоте 50 000 км протуберанец имеет объем в 100 раз больше объема Земли, но так как он состоит из разреженных газов, то его масса равна всего лишь 1018 г, или массе куба воды с длиной стороны в 15 км, т. е. все же больше массы мелких астероидов.

Рис. 125. Фотографии, показывающие изменение вида протуберанца

Число протуберанцев на Солнце меняется ото дня ко дню, но в среднем оно растет и убывает вместе с размером площади, занятой солнечными пятнами. Кроме того, изверженные протуберанцы зарождаются вблизи солнечных пятен, тогда как спокойные протуберанцы встречаются в любых местах солнечной поверхности.

Протуберанцы видны «в профиль» на краю Солнца во время полных затмений, но их можно видеть и «сверху» в проекции на солнечный диск. Имея, как и хромосфера, температуру около 10000°, они поглощают свет фотосферы в длинах волн, соответствующих поглощательной способности атомов, из которых они состоят. Поэтому на спектрогелиограммах они видны как длинные темные волокна. С помощью особого метода, описываемого ниже, можно постоянно наблюдать протуберанцы на краю Солнца. Таким образом, мы можем наблюдать протуберанцы ежедневно по всему солнечному диску.

Рис. 126. Еще одна фотография протуберанца. Сложные движения вещества протуберанца свидетельствуют о наличии на Солнце электромагнитных сил

Протуберанцы поддерживаются на большой высоте, по-видимому, электромагнитными силами, но величина их как от места к месту, так и в одном и том же месте в связи с какими-то физическими процессами меняется, иногда даже скачками. Скорости движения протуберанцев, как это недавно выяснилось, тоже иногда меняются скачками.

Звезды, так же как Солнце, должны иметь фотосферу и атмосферу, состоящую из обращающего слоя и хромосферы. Отличие их по температуре, составу и по строению от того, что есть на Солнце, и обусловливает различие между спектрами Солнца и звезд, когда таковое отмечается. На звездах тоже должны быть извержения протуберанцев, хотя непосредственно их нельзя видеть.

За последнее время Лио во Франции, на Гарвардской обсерватории (США) и у нас в Крымской обсерватории, применяя особые светофильтры, пропускающие только излучение красной водородной спектральной линии, испускаемой протуберанцами, удалось заснять их на кинофильм. На этом кинофильме можно видеть в ускоренном темпе, как с поверхности Солнца выбрасываются и затем рассеиваются гигантские газовые арки. На нем видно также, как на некотором расстоянии над поверхностью Солнца возникает внезапно свечение протуберанца и как затем оно распространяется не от Солнца, а в направлении к поверхности последнего. Особенно забавно выглядят еще незадолго до этого неизвестные протуберанцы, которые поднимаются над поверхностью Солнца косо, как струя из водопроводного шланга, и которые затем, как бы подумав немного, убираются обратно в Солнце, откуда они высунулись. Они уходят назад по тому же самому пути, напоминая вытянувшегося червяка, который неожиданно сокращается. Эти замечательные снимки проливают новый свет на природу протуберанцев и указывают на наличие электромагнитных сил в процессе их изменений.