i i “7-1-Javornik-naslov” — 2009/3/31 — 13:08 — page 1 — #1 i i i i i i List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 7 (1979/1980) Številka 1 Strani 17–24 Miroslav Javornik: NAŠE SONCE Ključne besede: astronomija. Elektronska verzija: http://www.presek.si/7/7-1-Javornik.pdf c© 1979 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c© 2009 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo- ljeno. ASTRONOMIJA NAšE SONCE Vsi s e r adi pr eda ja mo sonc u, le t u in ta m pa kdo za zna t udi s po r o č i lo, ki ga pri na ša svet l oba s se boj . Govor i nam o se sta- vu Sonc a, o do ga j anju v nje govi notranj osti in o pojav ih na nje govi povr š in i. Vse kar se dogaj a na Soncu , je zanimivo , ker pr i ča k uj e mo, da je tak o tudi na dru gih podobni h zvezda h . Te s o p r ed al e č , da bi na njih zazna l i kak šno pod robnost. Zaradi bli - žin e pojavi na Soncu vpli vajo t ud i na življ enje na Zemlj i. Po- leg sve t lobe in toplote, ki ju dobimo s Sonca, prilet i ob vel i kanskih izb ruhih s s onč n e površin e v Zemlji no ozračje množi ca nae le kt re nih delce v .Ti povz r oč a j o r adij ske mo tnje, motnje v n ~ vad ni h kompas i h i n pola r ni si j. Zadn j i č as pos kuš ajo mete orolQ gi ugotoviti tud i njihov vpl iv na vreme. Veči n a s ve t lob e pr ih aja i z fotos fere , t an ke, koma j 500 km deb e le pl asti Sonca . Ime Photos pomeni v g rš čini svetlo ~o . Fotosf~ ra je edi na plast Sonca, ki jo l ahko ast ro nomi - amaterji br ez te žav opaz uj e jo. Sve tl oba i z glob lj i h plast i ne pr i de ni ti do povr šine Sonca. Opazo~anj e šib ke svet lo be v i š j i h plast i sončne atmosfe r e pa je mož no le s pos ebni mi i nstrumenti. Amater jem PQ sta ne dos top no l e ob popol ni h so n č nih mr ki h, ko s ve tlobo iz fQ tos f e r e zakr i je Luna . Sonc e nav ad no opazuj emo ta ko , da sl i ko Sonca za oku l a r j em tel~ s kopa proj i cira mo na bel zas lonI . Na površini opa z i mo vrsto po j a vov . Najznač i lne jše so so nčn e pe ge, ki ji h ra zloč imo že z r- Prej se mor amo prepričati, a l i je tel eskop grajen tako , da mu sončna sve- tloba ne škod i . Lahko se zažge okular al i pregreje objektiv. Posebej ve l j a poudariti, da ne smemo n ikdar opa zova t i Sonca neposredno skozi teleskop, ke r bi s i t ako zagotovo poškodovali oko . 17 manjšim č e le sk o p om (sl . 1). Le t op i s i z Japonske i n Kitajs ke pr l caJO, da so pe ge opazo vali že nekaj stol etij pr ed na šim š t e t j em. Tudi Evr opa ni zaost a ja- la. Le 350 l e t pred naši m š t etjem j e opazova l pege Ari s tot el ov u č enec Teo fras t. Vsi t i zgodn j i zap i s i se na našaj o na pege , ki s o jih l ahk o vide li s pr ost i m oč e s o m in s o pome mbni l e za zg o- dovin o. S i st ema tič n o so z a če li opaz ovati Son ce še l e z dal jno- gl ed i . Za odkr it e lja pe g št ej emo Gal il ea Ga lil e j a , čep ra v so s koraj enak o zas l užni t udi nj ego vi sodob ni ki. Ugot ov il je , da s e nj i hov a l e ga na s o n čn e m di s ku sp r eml nJ a iz d nev a v dan, ker se vrt ijo hkr ati s Sonc em. Iz gi ba nja peg je oce n i lo bhodn i ča s Sonc a oko l i l astne os i na me s ec dni. Ta r e - zu l t at j e vel j ave n š e da nes s t em , da s e vrtita sončna pola n~ kol iko poča sneje in e kvat or neko l iko hit r e j e . ·Bol j kot vr ed - nos t obhodn eg a ča sa je bil o za t edanjo astron om i jo pomem bno sp oznanje, da s e Sonc e vr ti oko l i svoje osi. Vpli vni cer kveni kr ogi s o tedaj še ved no verj eli , da j e Zeml ja s r e di š č e s ve ta . Mo čno s o napadal i nove nazor e in nova od kr i tj a , ki bi Zeml j o vrgl i z njenega pres tola i n na njen o me st o pos tavi li Sonce. Galile o Gal il ei je mora l zato pre d i nkvizi ci j o javno pre kl ica- ti svoja sp ozn anja . Mn og i d ru gi astron omi s e ni s o upali objav i ti r ezu ltat ov s voji h opa zovanj . Ve nda r vs e to ni za us ta v i l o na pr ed ka. Sl. 1: Fo t ogr afi ja Sonca s pegami 18 , \ • ... .. '"' . o " .~ / ...~.{- ",1."'''' , : ~'f H-. "~ O. • • I •• ,O Sl . 2: Ga l i le j ev za p is o opazovanju sončn i h peg iz le ta 161 2. 19 V sredin i pre teklega stoletja, skoraj fetrt tisof letja za Gal! l ej e v i m porofilom, so ugotovili v pojav ljanju peg dolo fen red. Povprefno l e t no štev i lo peg narašfa in upada pr i bl i žno vsakih 11 let (s l. 3) . To narašfanje in upadanj e ni popo lnoma periodi fno, t a ko da n i - so možne na tanfne napovedi . Na zafetku ci kla se poja vijo nove pege bližje sonfnemu po lu , nato pa se pofasi gostijo proti ekvatorju . Tik pred koncem c ikla, ko je število s onfnih peg najmanJse, se pege s t a r e ga cikla poja v ijo ob ekvatorju, medtem ko bl i že pol u že na s t a j a j o pege novega cik la . Pegavost Sonca j e šv icarski ast ronom Rud olf Wol f povezal s poj mo m akti vno sti Sonca. Za nj e n pr ik az je l e t a 1848 pred laga l i z raf un rel a t i vn eg a štev i la peg i z š t e vi la peg (p) in šte v i la nj ih ov ih s kup in (g) : R = k ( 10 g + p ) Cepra v nj e gova fo rmula n i ma g lobjega pom ena, se upor ablj a še da nes. Do blje no š te v i lo imen u j emo Wolfovo I tevi lo . Konsta nta k v nJe J je od visna od te l eskop a i n povefa ve , s ka tero opazu j emo. Nanjo v pl i vaj o tudi atmosferski pogoj i in se veda na f i n š t e t ja peg . Vsak opa zova l ec šteje pege po svoj e. Za l as t na opazovanja je vzel Wo l f vr ednos t 1. Upor abljal je re fraktor z od prtin o 8 cm i n 54-kratno pov efa vo . Ta tel esk op s e š e danes upora bl ja v zur ichškem observatoriju kot sta nda rd za dolofanje Wolfovega š tevi la. Vsi observatorij i na s vetu pošil jajo v Zur ich svo ja opazo van j a, da jih us kl adi j o in i zda j o rezultate . Pege so razl ifnih vel ikost i . Najmanjše j e komaj mog ofe razlof! t i z veli kim t el e s kopom. Naj vef je, ki so ze lo re dke, l a hko vi- d imo že s pr os ti m ofesom . Na nje b i l a hko po l ož il i tudi vef de - se t Zemelj . Manjše pe ge i zg i nej o že v neka j urah ali dneh. Ve- fje l a hko os tanej o tud i po vef mesecev . Pri vefj ih l ahk o opazi mo tud i strukt uro. Srednji de l peg e je temnejši . Ta del pege imen uje mo umbra (se nca) . Svet lejši del je penu mbra (po lsenc a ) (s 1. 4) . 20 Sl . 3: Spreminjanje povpr ečnega letnega števila peg 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 . -, 1950 1960 1970 200 180 160 140 ; 120 100 80 60 40 20 O 1980 Sl. 4: Fotograf ija vee j e son čne pege z dobr o vidno strukturo. Posnel i so jo s t el es kopom, ki ga je v višje plasti Zeme l j s kega ozr ačja ponesel ba lon . 21 Pege naj v ečkrat na s topajo v parih al i skupinah . V dvojici lež i ta pegi na vadno vzd o l ž s ončnega vz por ed ni ka . Svetl oba, ki pri - haja z njih, odkri va pri s ot nos t moč nih magnetnih pol j . V eni od pe g je s ev e r n i , v dr ug i pa j už ni magnet ni po l . Magnetne si l ni ce i zvirajo i z e ne pe ge i n se s t e ka j o v drugo. Tud i v eč ja skupina pe g i ma dve ma gne tni območj i - seve rn i i n j už ni magne- t ni pol , med katerima pote kaj o s i l nice. Vs e dvo ji c e in sk upi ne imaj o na isti pol obli e nako obr nj e na pol a. Na dru gi polob li st a pola obr njena nas pr ot no (s l. 5 ) . V nas lednji per iod i se dv oji cam in sk upina m na pol obl a h po la za me nja t a . Sl . 5: Dvoj ic i s on čn ih peg Pege s o pogos to zd r už e ne z nepra vi l nimi sve t li mi zap latami , ki ji m prav i mo ba kl e (l ati ns ko : fac ul ae ) . Bakle lež ijo v zgor nj ih pl a steh so nčn e atm os f e r e. Mno go kra t se pojav ijo tam, kjer p ra~ kar nast a ja sončn a pe ga i n osta ne j o tu di nekaj časa po tem, ko je pega že izginila. Sl. 6 : Si l n ica magne tnega po l ja, k i po te~d tik pod površino, se po mnogo obra t i h t esn o navi j e oko l i Sonca . 22 V bl iž ini ve č jih sk upi n peg pr i de pogost o t ud i do e ks ploz ivnih i zbru hov s novi s son čn e povr š i ne. Spremljata j i h močno sevanje r ad i jski h val ov i n snopi naele kt renih de lc ev, ki s eg aj o tudi pr e ko Zem lj i neg a tira. Na svet l i s o n č ni povr š i ni s e peg e vi di j o te mne , ke r hla dne jš i plin v nj ih sl abše se va od okol išk ega plina. V resni ci so pege d ~v olj sv etle. Nj i hov na s t an ek s i dan es r az la ga mo tak ole : Son- ce ima ši bko ma gne t no pol j e podobno kot Zemlja. V ne kem t re nu! ku t o polje s pomi nja na polje paličastega mag neta. Ke r je s o n ~ na sn ov do be r e le kt r i čni prev odnik, "no si" silnice s seboj 2. Zarad i hitrejšega vrtenja ekvatorja se silni ce navijejo okoli Sonca, postane jo vse gos tejš e in vse bolj vzporedne z vzpored - ni ki ( s l . 6). V ob m o č j u m o č neg a magnetnega polja je sončna s nov re d kejša. Ko postane mag netn o polj e do volj mo čno, i zri ne vzgon šop silni c skozi so n čno površi no. Nastane dvojica peg z nasprotnim a poloma (s1. 7). sončni pegi Sl. ] : Nastanek dvpjice peg. Vzgon izrine šop magnetnih silnic skozi sonč­ no povr š ino. 2 Poskusimo pojasniti to na prim eru: Vzemimo prevodno zanko med poloma mag neta. Skoznjo potekajo magnetne silnice . Ko pričnemo zanko vleči iz magne! nega polja, se v njej inducira napetost in steče tok, katerega magnetno P9 • lje skuša ohraniti pretok siln ic skozi zanko. Za kratek čas, dokler tok ne zamre, se siln ice magnetnega polja - potegnejo za zanko. Pri zanki iz ideal- nega prevodnika tok ovi ne bi zamrli. Hkrati z zanko bi potegnil i tudi sil- nice magnetnega polja. Pravimo, da v idealnem prevodniku si lnice "zamrzne- jo" . Sončna snov, ki jo v večji meri sestavljajoionizirani atomi in e lek- troni, je dovolj idealen prevodnik. 23 Tak o p i s razl oZS nas top dvoj i c , nji hovo vzporednost z ekuator- jem in orfentacfjo magnetnlh polov. Je vedno pa o s t a j a da lga v r s t a aezaanfh podrobnostf i n vpraSanj , na ka te re ne vema odggu vora. Tako na prf mer i e n i hEe n i tadovol d l vo po f asni 1 p e r i o d i t ' nega ponav l jan j a 'peg. i Aktivnost Sonca j e v e r j e t a o r a z l o g sa ratlZEna vremenska obdob j a na ZemljJ. Mnogi menijo, da so ledene dobe nastopfle r Easu, ko s o peg@ p~ekrfle veEji del sonEne porrJine. 1 Ysak dan oparuje Sance i n r p r e m l j a dogodke n a n j e g o v i povrsini prece j astronomov. Podatk i , ki ji h dobimo, bodo pomagal i odgo- vor - i t i na msrsikatero v p r a s a n j e . Ye l iko lahko xvemo t u d i o f i - ' zqkalnih zakonfh, k? v e l j a j o xa snov na Soncu, Pogoje, kakrlnf. sa na Soncu, b I v l a b o ~ a t o r f j u t e t k o uresnitlli.