3. Типичная эволюция активной области

Попробуем нарисовать хотя бы схематичную картину жизни наиболее развитой активной области. В какой-то степени ее можно уподобить жизни человека, разделив на четыре стадии развития. Первая стадия, о которой мы уже говорили, может быть названа «детством» активной области. Как можно было убедиться из предшествующего описания, ее скоротечность чаще всего не позволяет нам узнать о ней ничего, кроме того, что она наступила или уже прошла. Многие из активных областей «умирают» еще в «детстве», не успев обзавестись даже порой.

Вслед за «детством» активной области приходит «юность», вторая стадия ее жизни. Этой стадии присуща бурность и неустойчивость развития. Она начинается довольно быстрым увеличением яркости и размеров факельной площадки и короналыюй конденсации. Вскоре на месте темных дорожек в фотосферных факелах появляются поры и мелкие пятна. В свете линий ионизованного кальция Н и К их возникновению обычно предшествует кратковременное небольшое потемнение факельной площадки в местах появления активных областей. Оформление пятен в группу начинается с ведущей ее части. Хвостовая часть запаздывает со своим возникновением на 2 - 3 суток. Появление группы пятен ведет к заметному изменению строения магнитного поля факельной площадки. В это время взаимодействие новой магнитной области со старой создает ситуацию, когда отсутствует равновесие магнитных потоков противоположных полярностей факельной площадки и пятен. Если в самой факельной площадке напряженность поля не превышает 1000 Гс, то в пятнах она выше 1500 Гс. Таким образом, появление группы солнечных пятен окончательно дает «добро» на дальнейшее существование факельной площадки в виде биполярной магнитной области, имеющей форму эллипса. К этому времени вокруг границы факельной площадки вытягиваются и удлиняются маленькие темные волоконца, которые лучше всего видны в свете красной линии водорода На. Изредка даже на этой стадии ранней «юности» эволюции группы пятен происходят слабые солнечные вспышки.

Дальнейшее развитие активной области во многом зависит от «жизненного тонуса», который магнитное поле «заложило» в группу солнечных пятен. Окончательно оформившись в «зрелые» пятна, обладающие полутенью, главные пятна группы продолжают расти за счет многочисленных мелких пятен и пор, располагающихся между ними. Постепенно они все больше раздвигаются вдоль оси группы к западу и востоку. Напряженность магнитного поля их возрастает, иногда достигая 3 - 4 тыс. Гс. При этом магнитная структура группы пятен и всей факельной площадки сильно усложняется. Вблизи границы раздела полярностей продольной составляющей ее магнитного поля возникают новые поля. Иногда образуется «залив» одной полярности внутри другой. Примерно через 5 - 7 дней после появления (а иногда и раньше) группа солнечных пятен набирает полную силу. И именно тогда ее «спокойную» жизнь нарушают недолговечные протуберанцы и солнечные вспышки, в том числе сильные. Они приводят к значительным изменениям в структуре группы пятен, нередко «непоправимым». В это же время появляется спорадическая корональная конденсация. А факельная площадка и постоянная корональная конденсация все еще продолжают увеличивать свою яркость и расширяются.

После периода максимального развития появляются первые признаки «увядания» группы солнечных пятен. Сначала исчезают мелкие пятна и поры в центральной ее части, затем дробится на «куски» хвостовое пятно к, наконец, сохраняется только ведущее пятно группы. Обычно оно самое живучее и порой может просуществовать даже несколько месяцев. Практически одновременно с группой пятен исчезает и постоянная корональная конденсация. Факельная площадка становится не столь яркой, хотя все еще расширяется. Зато волокна, которые раньше были небольшими и недолговечными и располагались почти перпендикулярно к экватору Солнца, теперь становятся значительно большими и устойчивыми, причем угол их наклона к экватору постепенно уменьшается.

В это время сильно упрощается строение магнитного поля факельной площадки. Образуются два хвоста, имеющих полярность, характерную для тыловой ее части; эти хвосты направлены к востоку от ее центра, и вся область приобретает характерную треугольную форму. Постепенно граница между противоположными полярностями магнитной области становится все более четкой. При этом влияние дифференциального вращения Солнца особенно сильно сказывается на форме магнитной области и соответствующей ей факельной площадки. Тогда же начинает уменьшаться и напряженность ее поля.

И вот тут наступает третья стадия жизни активной области, которую можно было бы назвать стадией «зрелости». Основной ее особенностью является устойчивость. Факельная площадка пока еще сравнительно яркая, но уже не та, что в былые времена. Размер ее продолжает расти, но это уже «не к добру». Она становится несколько «рыхлее», чем в пору своей «юности». Зато волокно, «напитавшись соками» породившей его факельной площадки, выглядит значительно внушительнее. Теперь оно длинное и довольно толстое и тянется почти вдоль параллели, тем самым наглядно демонстрируя свою устойчивость. Проходит примерно три месяца и факельная площадка, потеряв свою яркость и значительно сократившись в размерах, исчезает. Остается только волокно и существенно ослабевшая магнитная область, пока еще биполярная.

Так начинается четвертая, последняя стадия в жизни активной области - ее «старость». Эта стадия тоже длится не менее трех месяцев, если не больше. Волокно постепенно дробится на части, уменьшается в размерах и исчезает. А магнитная область все еще держится, хотя только в редких случаях ей удается сохранить свою биполярность дольше одного месяца. При этом напряженность ее поля едва отличима от напряженности поля окружающей среды. Затем один из ее полюсов настолько ослабевает, что магнитную область начинают принимать за униполярную. Проходит еще какое-то время и она как бы растворяется в окружающей среде.

Вот, пожалуй, и все, что можно рассказать в самых общих чертах о жизни активной области в том идеальном случае, когда ей удалось «развернуться» в полную силу. Обычно она существует 6-8 месяцев, а в исключительных случаях до полутора лет. Как мы уже отмечали, весьма трудно определить, какое из явлений солнечной активности обусловливает то или иное развитие активной области. Скорее можно заметить многостороннюю связь этих явлений и даже многостороннюю направленность всего процесса. В большей степени это в общем не относится лишь к магнитному полю активной области, которое выглядит наиболее устойчивым и как будто бы развивается в одном направлении. Поэтому вполне вероятно, что магнитное поле служит основой активной области. Однако имеются веские основания предполагать, что магнитные поля сами обусловлены крупномасштабными движениями вещества или по крайней мере, не являются единственной причиной наблюдаемых активных процессов.

Наиболее подробно изучены вторая и третья стадии эволюции активных областей. Это вполне понятно, поскольку как раз в это время происходит развитие и разрушение факельных площадок, которые гораздо лу1;ше доступны наблюдениям, чем магнитные области. Именно факельные площадки или, точнее, кальциевые флоккулы, позволяют достаточно надежно выделять границы активных областей. Иногда эти две стадии называют «флоккульной» или «факельной» фазой их развития. Характерной особенностью всей истории активной области, в частности, и на ее «флоккульной» фазе, является быстрое ее развитие и гораздо более медленное разрушение. Это свойство обнаруживается буквально во всех ее явлениях от фотосферы до короны, в том числе и в наиболее бурном процессе образования солнечных вспышек. Большая часть энергии выделяется активной областью вблизи времени ее максимального развития, т. е. через 6 - 11 суток после ее рождения.