Очерки о Вселенной - Воронцов-Вельяминов Борис Александрович (книги бесплатно без TXT) 📗
Рис. 127. Различные формы солнечной короны. Слева - формы короны в эпоху малого количества пятен на Солнце (период минимума солнечной деятельности), справа - в эпоху, когда на Солнце много пятен (период максимума солнечной деятельности)
Форма короны при разных затмениях различна, и еще безвременно скончавшийся в 1908 г. пулковский астроном Ганский обнаружил, что эта форма зависит от фазы солнечной активности.
Когда пятен и протуберанцев на Солнце много, у короны «растрепанный» вид. Ее искривленные лучи торчат во все стороны, как волосы на голове человека, только что вскочившего со сна. Когда же на Солнце пятен мало, то корона вытягивается вдоль солнечного экватора наподобие крыльев или опахал.
В 1942 г. советский астроном Н. М. Субботина высказала интересное предположение, что знаменитое изображение крылатого Солнца у египтян, этот их священный и любимый, наравне со скарабеем, символ, есть не что иное, как изображение Солнца с его короной.
Во всяком случае корона, хорошо видимая при затмении невооруженным глазом, не могла не производить потрясающего впечатления на наблюдательных египетских жрецов, которые к тому же обоготворяли Солнце и придумали изображение крылатого Солнца.
На некоторых фотографиях затмений в эпохи, промежуточные между - максимумом и минимумом пятен, солнечная корона выглядит как крылья гигантской бабочки, вспорхнувшей на небо и усевшейся на его фиолетово-синем бархатном фоне.
Рис. 128. Солнечная корона во время затмения 30 июня 1954 г
Несколько тысяч лет назад строители египетских пирамид взирали на чудесное и загадочное явление короны, на крылатое Солнце, но приходится признать, что и для нас оно представляет все еще немало загадок.
Мы не знаем еще точно происхождения короны и причины ее лучистости, хотя искривление корональных лучей от полюсов к экватору Солнца очень похоже на искривление силовых линий магнитного поля около намагниченного шара. Корона не спокойное, статическое образование, а пополняется непрерывно веществом, исходящим из Солнца наружу, Огромная протяженность короны и ее спектр (не чисто газовый) не позволяет нам решиться назвать корону самой внешней частью солнечной атмосферы.
Если она образуется отчасти притекающей к Солнцу метеоритной пылью, как думают некоторые, то ее, конечно, нельзя назвать атмосферой, но если она состоит из вещества, распыленного вокруг себя Солнцем, то чем тогда она не своеобразная, грандиозная атмосфера! Во всяком случае таковой должна являться внутренняя газовая корона, так как она прилегает к газам солнечной атмосферы и образует кругом последней сравнительно неширокий слой.
Рис. 129. Крылатое Солнце - священный символ в Древнем Египте, по-видимому, изображало Солнце с протуберанцами и лучами короны
Внешняя корона дает спектр, который является копией спектра Солнца - непрерывный и с теми же темными линиями. Предполагают, что внешняя корона состоит из электронов, а дальше от Солнца - и из твердых частиц метеоритной пыли, рассеивающих солнечный свет. Академик В. Г. Фесенков указывал, что внешнюю корону в части ее, состоящей из приближающейся к Солнцу метеоритной пыли, нет нужды представлять себе доходящей почти до самой поверхности Солнца. Она может обрываться на расстоянии около 0,1 астрономической единицы от него, так как ближе метеоритные частички будут уже испаряться. Это, однако, не помешает нам видеть корону в Качестве сияния, окружающего Солнце, и медленно растущей в яркости с кажущимся приближением к поверхности Солнца в проекции на небесную сферу.
Еще одну загадку представлял собой спектр внутренней короны, состоящий из ярких линий. Но о ней мы расскажем ниже.
Наконец несколько лет назад радионаблюдения обнаружили, что корона Солнца окружена невидимым грандиозным продолжением - внешней короной. Ее радиоизлучение слишком слабо, чтобы его можно было измерить. Но концентрация электронов в в этой короне достаточна для того, чтобы в ней происходило преломление радиолучей. В. В. Виткевич предложил наблюдать ежегодные случаи, когда очень мощный источник радиоизлучения - Крабовидная туманность (о которой говорится в разделе «Сверхвзрывы сверхновых звезд») покрывается этой короной при движении Солнца по эклиптике. Из-за рефракции радиолучей в короне «видимое» радиотелескопом положение Крабовидной туманности и ее форма временно меняются. Так и было открыто существование внешней короны, прослеженной к 1967 г. на расстоянии до 100 радиусов Солнца, что составляет половину его расстояния от Земли!
Как три астронома обманули природу
Этот «обман», как и многие другие «обманы», был основан на глубоком знании свойств той же природы. Помехи, создаваемые нашему исследованию одними свойствами природы, мы обходим, используя другие ее свойства.
26 октября 1868 г. на заседании Парижской Академии наук было зачитано только что полученное письмо английского астрофизика Нормана Локьера. Оно было датировано 20 октября и содержало описание способа, который Локьер изобрел для наблюдения протуберанцев в любое время, а не только во время полных затмений.
Этим способом Локьер с успехом наблюдал ежедневно то, что раньше удавалось наблюдать в течение нескольких минут затмения, однажды в несколько лет, да и то лишь предпринимая для этого далекие путешествия в полосу полного затмения.
Не успели еще присутствующие прийти в себя от восторга и изумления от этого ценного изобретения Локьера, как секретарь Академии взял второй конверт с почтовым штемпелем Гунтур (Индия) и зачитал письмо, вынутое им из этого конверта. Его написал французский ученый Жюль Жансен еще 19 августа, но оно только что добралось до Парижа. Жансен сообщал об открытом им способе наблюдать протуберанцы ежедневно, вне солнечного затмения. Способ Жансена оказался совершенно тождественным способу, независимо от него и в то же время открытому Локьером. Обоих ученых разделяло расстояние в четверть земной окружности.
Жансен отправился в далекое морское путешествие в Индию с целью наблюдать полное затмение Солнца 18 августа 1868 г. Наведя спектроскоп на протуберанцы, вздымавшиеся над краем Солнца и ставшие видимыми, как только Луна скрыла Солнце, Жансен увидел, что спектр протуберанцев состоит из ярких линий.
В его мозгу блеснула неожиданная мысль, и он тотчас же крикнул откружающим: «Я увижу эти протуберанцы и без затмения!». И действительно: на следующее утро он уже показывал их всем желающим, хотя затмение давно кончилось.
Рис. 130. Наблюдения протуберанцев с помощью спектроскопа
Идея Жансена и Локьера состояла в увеличении контраста между протуберанцами и небом вблизи солнечного края за счет различия их спектров. В обычное время видеть протуберанцы мешает яркий фон неба, освещенного Солнцем.
Установим широкую щель спектроскопа (S на рис. 130) касательно к изображению Солнца (RPR) в фокусе телескопа так, чтобы в нее попадало изображение протуберанца. Тогда свет протуберанца распределится по нескольким его ярким цветным изображениям (например С в спектре, изображенном справа) соответственно испускаемым им длинам волн. Свет же неба, также попавший в щель спектроскопа, распределится по всему непрерывному спектру, ибо свет неба - это рассеянный свет Солнца и его спектр - это спектр Солнца.
В результате яркость цветных изображений протуберанца на фоне непрерывного спектра повысится, контраст будет сильнее, чем при обычном наблюдении, и протуберанцы станут видны. Мало того, что они становятся видны, видно еще, из каких газов они состоят, так как изображения протуберанцев в спектре получаются лишь в тех длинах волн, которые испускаются составляющими их газами.
