slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Наше Солнце PowerPoint Presentation
Download Presentation
Наше Солнце

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 71

Наше Солнце - PowerPoint PPT Presentation


  • 204 Views
  • Uploaded on

Наше Солнце. Богод В.М. Специальная астрофизическая обсерватория Российской Академии наук. Солнце и Земля. Человечество издавна воспринимало Солнце как источник всей жизни на Земле. СОЛНЦЕ есть БОГ. Aton, the Sun, was declared God by king Echnathon in ancient Egypt.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Наше Солнце' - zlata


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Наше Солнце

Богод В.М.

Специальная астрофизическая обсерватория

Российской Академии наук

slide2

Солнце и Земля

Человечество издавна воспринимало Солнце как источник всей жизни на Земле.

СОЛНЦЕ есть БОГ

Aton, the Sun, was declared God by king Echnathon in ancient Egypt

Sungod Huitzilopochtli in the center of the Aztec calender

slide3

Солнечные пятна

Первые научные исследования Солнца

slide4

Загадочность солнечных затмений

Человечество издавна испытывало ужасы и красоту затмений

slide5

Путь от божества к научному объекту

Scheiner, 1625

История наблюдений солнечной поверхности

MDI on SOHO, 2001

Galilei, from 1610

slide6
Прямой взгляд вовнутрь Солнца!
  • Высокая плотность в ядре.
  • Ядерные реакции.
  • Поток нейтрино.
  • Зона лучистого переноса энергии.
  • Конвективная зона.
  • Вынос магнитного поля на поверхность.
slide7

Проникновение в глубины Солнца!

Гелиосейсмология

  • Солнце вибрирует под воздействием звуковых волн идущих изнутри наружу.
  • Звуковые волны создаются процессами внутри Солнца.
  • Наблюдая колебания солнечной поверхности можно построить внутреннюю структуру Солнца.

Поверхностные колебания снятые со спутника SOHO со скоростью 40000 изображений в минуту

slide8

A что внутри Солнца?

  • Методом гелиосейсмологии SOHO MDI изучается подповерхностная структура Солнца
  • Вынос магнитных полей на поверхность конвекцией.
slide9

Пятна

на Солнце

в год минимума

активности

Fig. 10-2, p. 202

soho mdi
SOHO MDI магнитограммагоды максимума активности
  • Магнитные поля пятен.
  • Активные области.
  • Вспышки.
  • Корональные выбросы масс.
slide11
Звезда по имени Солнце

ИмяСолнце

ГалактикаМлечный путь

Спектральный класс G2

Величина + 4.8

Расстояние до Земли 149,598,000 кмт.е., 1 а.е.

РадиусRs 696,000 кмт.e., 109 RE

Масса Ms 1.989 x 1030кгт.e., 333.000 ME

Средняя плотность 1.409 гсм-3

Температура поверхности 5800 K

Период вращения 27.25 дней(синодический), на экваторе

25.38 дней (сидерический), на экваторе

Возраст 4.60 млрд. лет

Количество планет 9, плюс множество мелких

Ближайшая звезда Альфа Центавра, на расст. 4.37 световых лет Ближайшая галактикаМагеллановы облака, на 165,000 световых лет

Изменение расст. до Земли +/- 1.69 % (+ в июле, - в январе)

Видимый диаметр 31’ 59.3” = 1913.3 “т.е. 0.5 градусов

Видимый радиус 959.65” т.е. 1000 секудн дуги

1 arcsec на Солнце,с Земли 725 км

Выход энергии 3.82 x 1033Ватт

Поступление энергии на Землю 1,370 Ватт/м2

slide12

Современные проблемы Физики Солнца

  • Внутренние слои Солнца: какова структура и динамика? Проблема солнечного ядра.
  • Корона: почему она существует и как она разогревается ?
  • Цикличность и проблема солнечного динамо.
  • Природа вспышек и прогноз солнечной активности.
  • Солнечный ветер: где он ускоряется и как?
  • Проблема Космической Погоды.
slide13

Солнечные пятна

Солнечные пятна это темные области (тень, полутень) на диске Солнца

Они являются следствием сильных магнитных полей, которые препятствуют притоку энергии изнутри Солнца.

Частота появления пятен меняется с 11-летним циклом солнечной активности

slide14

Солнечные пятна.

Активная область.

Вспышки.

Корональные выбросы

масс

Размер Земли

Fig. 10-16, p. 208

slide15

Мелкие магнитные трубки в структуре грануляции

Размер ячеек~100 км

Требуемое разрешение 0.14 “

Нагрев короны

микровспышками

slide16
Природа вспышки.Накопление и выделение энергии.Прогноз активности.
slide17

Спутник SOHOHe II 304 A Вспышечная активность в рентгене.

slide18

Корональные петли

в активной области

Fig. 10-15, p. 208

slide20

Фотосфера- видимая поверхность с температурой около 5,800ºK.

Солнечные пятна образованы магнитными полями на фотосфере. Температура их на 2000К холоднее и поэтому меньше излучают света.

Теньиполутень.Внутренняя часть пятна окруженная менее темной областью.

Хромосфера – самый низкий слой солнечной атмосферы. Ее температура около 10000 К.

Солнечные вспышки. Взрывы на солнечной поверхности.

Протуберанцы.Огромные массы горячей плазмы поддерживаемые магнитным полем.

Корона. Внешняя атмосфера с высокой температурой свыше миллиона К с малой плотностью. Хорошо наблюдается во время затмений.

Количество солнечных пятен изменяется с ходом цикла солнечной активности. Каждые 11 лет магнитная полярность Солнца меняется, так что реальный цикл составляет 22 года.

slide21
Циклы солнечной активности и проблема динамо
  • В оптическом диапазоне индикатором солнечной активности является усредненное (за день, или за месяц, или за год), число пятен (или их общая площадь). Во второй половине XVII века на Земле наблюдалось общее похолодание.
how does it work solar wind and magnetic substorms
How does it work? Solar Wind and Magnetic Substorms

Излучение солнечного ветра

slide23

Модель(Паркера) спирального межпланетного магнитного поля

rot(E) = rot(VXB) = 0

soho lasco
Исскуственное затмениена борту спутника SOHO коронограф LASCOВидны корональные выбросы масс,солнечный ветер
29 2006
Солнечное затмение 29 марта 2006г. на территории России начнется в 14 часов 59 минут по московскому времени на Черноморском побережье. Лунная тень практически одновременно покроет города Новороссийск, Геленджик, Туапсе, Сочи. Далее лунная тень начнет движение по Северному Кавказу (со скоростью порядка 1 км/с), пройдя через Каспий, пересечет территорию Казахстана, и пройдет юг Западной Сибири. Двигаясь дальше на восток, в 16 часов 30 минут по московскому времени тень Луны начнет покидать Землю в Центральной Сибири. Но частное затмение будет продолжаться еще более часа.К обстоятельствам солнечного затмения 29 марта 2006г.
slide29

Полное затмение Солнца

Яркость Солнца ослаблена в миллион раз

slide31

Солнечные радио обсерватории по всему миру

Радиогелиограф Нобеяма

84 параболических антенн с диаметром 80 cm с общей протяженностью 490 m в направлении восток-запади 220 m на север-юг.

29 20061
Солнечное затмение 29 марта 2006г. на территории России начнется в 14 часов 59 минут по московскому времени на Черноморском побережье. Лунная тень практически одновременно покроет города Новороссийск, Геленджик, Туапсе, Сочи. Далее лунная тень начнет движение по Северному Кавказу (со скоростью порядка 1 км/с), пройдя через Каспий, пересечет территорию Казахстана, и пройдет юг Западной Сибири. Двигаясь дальше на восток, в 16 часов 30 минут по московскому времени тень Луны начнет покидать Землю в Центральной Сибири. Но частное затмение будет продолжаться еще более часа.К обстоятельствам солнечного затмения 29 марта 2006г.
slide34

Полное затмение Солнца

Яркость Солнца ослаблена в миллион раз

slide37

Тонкая структура короны. Протуберанцы.

Максимальная длительность~7.5 минут

slide38

Diamond Ring Effect

Касательное затмение.

Наблюдение на краю зоны полной фазы.

Аналогичная картина ожидается при наблюдении

затмения 29 марта 2006г. в районе горы Пастухова.

slide40

Прохождение лунной тени по поверхности Земли

slide41

Корона

Форма короны отражает структуру магнитных полей

slide44
Орбиты Земли и Луны слегка эллиптичны

Апогей = положение с наибольшим удалением от Земли

Earth

Перигелий = положение ближайшее к Солнцу

Moon

Перигелий= положение ближайшее к Земле

Солнце

Апогей = положение с наибольшим удалением от Солнца

(Эсцентриситеты преувеличены для наглядности)

slide46
О прецессии орбиты Луны относительно плоскости эклиптики
  • 1. Угол наклона орбиты Луны к плоскости эклиптики равен 5°
    • 2. Луна пересекает плоскость эклиптики в двух точках (узлах), в которых возможны затмения.
slide47

О частоте происхождения затменийВлияние наклона орбиты Луны

  • Полные затмения возможны только в точках пересечения траекторий эклиптики и Луны
slide48

О частоте происхождения затмений

  • Затмения происходит только при новолуниях
  • Частные затмения в точках 3 и 5, а также в 10 и 12
  • Полные затмения в точках 4 и 11
slide49
Комбинация различных движений Луны

29 ½ дневное орбитальное вращение Луны вокруг Земли,

5º,2 наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики

Прецессия лунной орбиты относительно эклиптики,

Затмения повторяются сериями в течение 18 лет и 11-1/3 дня цикл Сароса (42-43 затмения из них 14 полных)

Но эти серии происходят в различных положениях на Земле для различных циклов Сароса

Ежегодно на Земле происходят два полных затмения и 4 частных.

Однако, в данном месте Земли полное затмение может происходить раз в 300 лет.

Как часто происходят затмения Солнца?

slide50
В оптике. Основные научные задачи связаны с изучением короны в полной фазе затмения.

Полное затмение ослабляет светимость диска Солнца в миллион раз, и это позволяет исследовать морфологию магнитных полей и плотности плазмы на больших расстояниях от лимба Солнца

В радиодиапазоне. Радиоастрономические задачи, в основном, связаны с картографированием активных областей с высоким пространственным разрешением, которое обеспечивает резкий край Луны.Предел разрешения определяется обычно нестабильностями, создаваемыми атмосферными флуктуациями и инструментальными шумами радиоприемного комплекса, который часто состоит из небольшой параболлической антенны и радиометрического приемника на определенную частоту . При удачных наблюдениях становится возможным приблизиться к пределу разрешения, накладываемым дифракцией радиоволн на лимбе Луны, который достигает 1-3 угловых секунд.

Солнечное затмение. Научные задачи.
slide51
В частности, на радиотелескопе РАТАН-600 будут поставлены следующие цели.

1 Исследование рассеяния корональной плазмы с высотой, по изучению слабого коронального излучения вплоть до мест образования солнечного ветра. Эти исследования будут проведены в широком спектральном диапазоне радиоволн. Здесь весьма важно использование большой поверхности радиотелескопа РАТАН-600 в многоазимутальных наблюдениях.. Следует отметить, что область невозмущенной короны на расстояниях от 1000км до нескольких десятков миллионов км малоизучена. Получение новых данных в этой области позволит уточниить модель солнечной атмосферы и лучше понять природу высокой температуры спокойной короны, которая достигает миллиона градусов.

2. Изучение корональной структуры солнечной атмосферы над Северным полюсом Солнца. Природа полярной корональной дыры.

3. Дополнительно будет также получена информация о характере радиоизлучения полярных факелов. Это совершенно новая задача определяется интересом, вызванным работами пулковского ученого В.И.Макарова, доказывающего наличие связи пространственного распределения полярных факелов с ходом следующего максимума солнечной активности, который наступит примерно через пять лет.

Таким образом, мы надеемся, что радиоастрономические наблюдения РАТАН-600, полученные в ходе затмения Солнца 29 марта 2006г., дадут новые сведения о физической природе структур полярных образований на Северном полюсе Солнца

Научные задачи

slide53

Корональная дыра

на северном полюсе

Солнца

X-ray corona

Yohkoh SXT

3-5 Million K

27 2006
Сканы Солнца в микроволновом диапазоне 27 марта 2006г.
5 2 27 2006
Радиокарта ССРТ на волне 5.2см в Иркутске для 27 марта 2006г
1 7 27 2006
Радиокарта на волне 1.7см Радиогелиографа в Нобеяма для 27 марта 2006г
very l arge a rray
Very Large Array, США

VLAсостоит из 27-ми 25-метровых антенн,расположенных в виде буквы Y на территории в 35 км в поперечнике. Приемники на диапазон 90-0.7 см

slide59
Сибирский Солнечный Радио Телескоп, Иркутск

128 x 2 параболических антенн диаметром 2.5 метров, расстояние между которыми 4.9, протяженность по 622.3 м

owens valley radio observatory ovro
Owens Valley Radio Observatory (OVRO)

2 чаши по 27 м и 5 по 2 м

slide61
РАТАН-600, САО РАН, Н.Архыз

Южный сектор с Перископическим отражателем + Панорамный Анализатор Спектра (ПАС)

  • высокая чувствительность по потоку (0.001 с.е.п.),
  • широкое перекрытие спектра (от 1 см до 30 см)
  • детальный анализ спектра (5 % )
  • высокая точность измерения степени поляризации (<0.03%)
slide62

Солнечные обсерватории по всему миру

Пик дю Миди, Франция

Расположена на высоте 2877 м во ФранцузскихПиренеях, вблизи северной оконечности горной цепи. Первое незатменное наблюдение солнечной короны

slide64

Межпланетные космические зонды

С 1973 спутники Скайлаби Гелиосположили начало новой эры солнечных и гелиосферных исследований

slide65

Космическая солнечная обсерватория

SOHO
  • Главные научные задачи:
  • Внутренние слои Солнца: какова структура и динамика?
  • Корона: почему она существует и как она разогревается ?
  • Солнечный ветер: где он ускоряется и как?
  • The Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) – солнечная и гелиосферная обсерватория – совместный космический проект ESA(Европейского космического агенства) и NASA.
  • Наблюдения Солнца с 1996.
  • Большинство данных доступно в Интернете в режиме реального времени!
slide66
Моделирование затмения для РАТАН-600

Слева вверху: моделирование затмения для

местоположения РАТАН-600. "Первый контакт"

(то есть соприкосновение лунного диска с

солнечным) произойдет около 10:00 UT, а в

12:25 UT затмение закончится.

Слева внизу: моделирование изменения потока

радиоизлучения в процессе затмения.

Поток представлен в виде "скана",

регистрируемого на РАТАН-600.

  • Справа: ход лунной тени по поверхности Земли.
  • Полоса полной фазы отмечена синим цветом.
  • Зеленой стрелкой указано примерное
  • местоположение радиотелескопа РАТАН-600
  • САО РАН и Горной Астрономической Станции
  • Пулковской обсерватории - на Северном
  • Кавказе, между Черным и Каспийским морями.
trace
Трейс (TRACE)- обсерватория для исследования вспышек
slide68
Спутниковыенаблюдения Солнца

УФ и рентгеновский спектр Солнца были получены с 1940-х, когда

Инструменты стали работать на ракетах и спутниках

Скайлаб с телескопом Аполлон

NRL V-2 ракета - USA - (1946) Первые наблюдения в ЕUV.

NRL V-2 ракета - USA - (1949) Первые наблюдения в рентгене.

Луна 1 - СССР (Январь 2, 1959) открытие солнечного ветра

slide69
Спутник Йоко

(Yohkohпо японски- "луч") - космическая обсеватория для изучения рентгеноского и гамма-излучения Солнца. Запущена 31 Августа 1991 года с Кагаошима, Япония. Йоко является проектом Institute for Space and Astronautical

Sciences.

Спутник был построен в Японии, а в наблюдательные инструменты внесли свой вклад США и Англия.

14 декабря 2001 потеряно управление

В 2002 г проект завершен.

Инструменты:

1.Bragg Crystal Spectrometer (BCS)

2.Wide Band Spectrometer (WBS)

3. Soft X-Ray Telescope (SXT)

4. Hard X-Ray Telescope (HXT).

9 лет безупречной работы!

slide70
Космическая погода: почему мы должны беспокоиться?
  • Нынешняя цивилизация гораздо больше зависит от технологий, чем в 1989
  • Наиболее быстро растущим сектором рынка коммуникаций является спутниковое
    • Телевидение/радио,
    • Удаленный телефонный сервис, сотовые телефоны, пейджеры
    • Интернет, финансовый оборот
    • Изменения в технологиях
    • more sensitive payloads
    • Высокие эксплуатационные качества компонентов
    • Облегченный вес и низкая стоимость
  • Человек в космосе
    • Больше и дольше пилотируемых полетов

Космическая погода станет очень важной для общества в будущем.

slide71
Часть материалов взято из:

http://www.astro.wisc.edu/astro104/evolution_of_total_solar.htm

http://www.mreclipse.com/Special/SEprimer.html

Fred Espenak's excellent eclipse site's total eclipse page

АстроКА - Солнечное затмение 29 марта 2006 года

NASA Eclipse pages:

http://umbra.nascom.nasa.gov/eclipse/20060329/text/toc.html

http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/SEmono/TSE2006/TSE2006.html