Протуберанцы

Рис. 1. Эруптивный протуберанец.

Рис. 2. Волокно.

Типичный П. имеет вид гигантской светящейся арки, к-рая опирается на хромосферу и образована струями более плотного и холодного, чем окружающая корона, газа. Высота такого П. 15-100 тыс. км при длине 60-6000 тыс. км и толщине всего 4-15 тыс. км. При хорошем разрешении видно, что П. состоит из множества тонких нитей. Описанный наиболее распространенный тип П. наз. спокойным. Этому типу соответствуют упомянутые выше волокна. Время их жизни может достигать многих месяцев. Спокойные П. наиболее устойчивы и медленно изменяют свой облик. Они возникают либо вдали от групп солнечных пятен, либо вблизи них на поздних стадиях их развития. В последнем случае П. (волокно) располагается по линии раздела полярностей магн. поля активной области или на ее периферии. При этом одним своим концом волокно направлено на ведущее (по вращению Солнца) пятно.

С течением времени волокна медленно смещаются к полюсам Солнца, их длина увеличивается, а ориентация постепенно принимает восточно-западное направление. Примерно через 10 оборотов Солнца волокна достигают полярной области, где могут существовать еще ок. 5 месяцев. Часто встречается др. тип П. - т.н. активные П., в к-рых наблюдаются быстрые изменения и активные движения. Многие спокойные П. также переживают активную стадию, длящуюся от десятков минут до неск. суток, нередко заканчивающуюся полным исчезновением П. или превращением его (обычно под действием возникшей вблизи вспышки на Солнце) в эруптивный П., т.е. в выброс вещества в корону, происходящий со скоростями порядка неск. сотен км/с. Обычно скорость выброшенного вещества меньше параболической скорости, и вещество в конце концов вновь падает на Солнце. Вещество эруптивных П. может подниматься до высот, сравнимых с радиусом Солнца.

После солнечных вспышек могут возникнуть П. четвертого типа- петлеобразные П., или П. солнечных пятен, когда в короне в окрестности пятен наблюдается возникновение как бы из ничего ярких центров истечения вещества, к-рое по дугообразным траекториям стекает вниз в хромосферу. Все явление длится несколько часов.

Рис. 3. Схема поддержки спокойного протуберанца магнитным полем. Стрелки указывают направление втекания вещества.

В спектрах П. наблюдаются прежде всего линии излучения водорода, гелия, ионизованного кальция и др. металлов. Ширина, интенсивность и др. особенности этих линий указывают на то, что для П. характерны темп-ры 6-8 тыс. К при концентрации частиц см^-3. Т.о., газовое давление внутри П. примерно такое же, как и в короне (темп-ра короны в 100 раз выше темп-ры П., а плотность в такое же число раз меньше). Обладая большей скоростью, вещество П. должно "тонуть" в более разреженной среде. Длительное существование П. показывает, что его вещество удерживают магн. силы. Наличие магн. полей в П. напряженностью в неск. сотен эрстед установлено спектроскопическими наблюдениями. Поле в окрестности П. имеет вид анфилады арок (рис. 3). Плазма П. не может свободно двигаться поперек магн. поля, поэтому П. как бы висит на силовых линиях магн. поля. Устойчивость П. объясняется прогибом силовых линий в вершинах арок, к-рые оказываются в состоянии удерживать вещество П., несмотря на действие силы тяжести. Возникновение этого прогиба силовых линий связано, возможно, с общей конфигурацией магн. поля над П. и выносом части магн. полей солнечным ветром. Накопление вещества П. в образующейся таким путем седловине магн. поля, скорее всего, связано с относительным уменьшением роли магнитогидродинамических волн (см. Магнитогидродинамика), нагревающих плазму (до седловины им приходится пройти более длинный путь вдоль силовых линий магн. поля, чем до той же высоты вне арки). Охлаждение вещества в седловине приводит к сжатию газа и засасыванию его через силовые трубки магн. поля из более глубоких слоев. В П. накапливается значительная масса вещества, к-рое затем медленно просачивается вниз в результате различного типа неустойчивостей плазмы. В итоге за 1-2 суток вещество П. может полностью обновиться.

Лит. см. при статье Солнце

(Э.В. Кононович)