ХРОМОСФЕРНЫЕ ФАКЕЛЫ, ФЛОККУЛЫ И ВОЛОКНА. СПИКУЛЫ

Чаще всего получают спектрогелиограммы в лучах линий К (CaII) и . При фотографировании в лучах кальция, именно в крыльях линии К, получается изображение, очень похожее на обыкновенную фотографию Солнца в белом свете (рис. 19). Лишь факелы видны теперь не только на краю диска, но и на его середине, и особенно хорошо вокруг пятен. В лучах или (см. рис. 17), близких к центру линии, Солнце выглядит существенно иным: отдельные яркие факельные площадки разрастаются в факельные поля, которые частично или полностью закрывают лежащие ниже пятна. Такие поля называют теперь хромосферными факелами, тем самым подчеркивая, что фотосферные и хромосферные факелы — проявление на разных уровнях одного и того же явления: явления активной области на Солнце (см. § 6). Вместе с тем на спектрогелиограммах проявляется отчетливая грануляция, несколько более грубая, чем у фотосферы (около 10" в поперечнике), покрывающая солнечный диск сплошной сеткой. Хромосферные гранулы имеют несколько волокнистый вид. Их называют флоккулами (от латинского floccus — клочок, пушинка). В моменты весьма устойчивых изображений флоккулы разбиваются на гранулы, соответствующие фотосферным гранулам. Наконец, в лучах наблюдаются самые высокие слои кальциевой атмосферы, т. е. хромосферы.

Рис. 19. Спектрогелиограммы Солнца в линии К. полученные 29 нюня 1927 г. Верхний снимок получен в (на расстоянии 1,25 А от центра линии), средний — в (на расстоянии 0,25 А от центра), нижний — в (центр линии). Первая спектрогелиограмма мало отличается от прямого фотосферного снимка: последняя дает картину хромосферного слоя на высоте 3—4 тыс. км

Факельные поля здесь еще более расширяются и закрывают все пятна, сетка флоккул выступает с большей отчетливостью, а кроме того, как совершенно новое явление, появляются темные волокна. Светлые области, поля и флоккулы указывают на местное повышение температуры соответствующего уровня, темные — на понижение ее. Кальциевые факелы, наблюдаемые на краю диска, совпадают с обычными факелами.

В лучах На спектрогелиограммы имеют отличный вид, так как сетка флоккул видна менее отчетливо, а волокна — более резко и с лучше

Рис. 20. Спектрогелиограмма Солнца в лучах полученная 4 апреля 1959 г. (обсерватория Юккль). Огромное темное волокно в нижней части диска Солнца, когда оно вышло на край Солнца, наблюдалось как длительно существующий протуберанец очерченными контурами (рис. 20). Флоккулы имеют более волокнистый вид, чем на кальциевых спектрогелиограммах. В лучах мы наблюдаем самые верхние слои водородной атмосферы.

Другие линии бальмеровской серии показывают на спектрогелиограммах более глубокие области; то же справедливо в отношении линии и линий других металлов.

Как уже указывалось выше, солнечный спектр в далекой ультрафиолетовой области с не содержит фраунгоферовых линий, но состоит из ряда эмиссионных линий на очень слабом непрерывном фоне. Этот фон соответствует в данном случае излучению высоких, сравнительно холодных слоев атмосферы, так как коэффициент непрерывного поглощения в этой области спектра у Солнца относительно велик.

Наоборот, хромосферные газы, включая металлы, представленные сравнительно большим числом атомов, в частотах линий светятся достаточно интенсивно. Таким образом, далекий ультрафиолетовый спектр Солнца есть хромосферный спектр, и при фотографировании Солнца в лучах такой эмиссионной линии (а не избранной части линии) получается хромосферное изображение Солнца, подобное спектрогелиограммам в лучах или но на высотах еще более значительных (рис. 21).

Рис. 21. Четыре фотографин Солнца 13 марта 1959 г. Слева вверху — в лучах , полученная бесщелевым спектрографом-монохроматором во время полета ракеты на высоту около 200 км. Справа вверху и слева внизу — спектрограммы в лучах CaII и соответственно. Справа внизу — снимок фотосферы в белом свете. Пятна полностью закрыты водородными облаками в лучах . В лучах и видно волокно, которое на снимке в выглядит весьма темным и широким

Вне солнечного диска хромосферу успешно рассматривают и фотографируют во время солнечных затмений, о чем сказано выше. Того же достигают, устраивая искусственное затмение, когда закрывают диск Солнца в фокусе телескопа непрозрачной заслонкой. Всего лучше это получается с применением внезатменного коронографа (КПА 111), так как при этом остается мало рассеянного света. Но даже и в этом случае хромосферу нужно рассматривать в монохроматическом свете той или иной спектральной линии, чтобы повысить контраст между излучением хромосферы и фоном неба. Для этой цели служит интерференционно-поляризационный фильтр (или даже достаточно узкий интерференционный фильтр), а у спектрогелиографа, как обычно, вторая щель.

Экспозицию приходится увеличивать, так как излучение хромосферы слабее, чем излучение хромосферной линии над солнечным диском.

Рис. 22. Солнечные хромосферные спикулы одной и той же области солнечного края, полученные с ИПФ в лучах Напрн разных отклонениях рабочей длины волны от (см. рис. 17). Фотография Данна, заимствованная из Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1972, v.10

Изображение диска Солнца, не будь он прикрыт заслонкой, было бы при этом сильно передержано.

Хорошие фотографии хромосферы показывают ее волокнистое строение (рис. 22) и выступающие выше среднего однородного уровня струи или спикулы, которые имеют непродолжительное существование, незначительную толщину и обычно небольшой наклон к поверхности Солнца в сторону экватора. Спикулы нельзя считать продолжением гранул, так как среднее расстояние между ними около 7". Они начинают выделяться над фоном хромосферы с высоты 6" над фотосферой и простираются до высоты 10—12. Большая яркость позволяет считать их более горячими, чем аморфный фон хромосферы, но лишь до высоты около 6—7 тыс. км, что подтверждается и специальными исследованиями.

Сквозь очень узкий интерференционно-поляризационный фильтр и при особо хорошем состоянии атмосферы спикулы можно наблюдать и на диске Солнца (рис. 23) в виде тонких волокон, светлых и темных, располагающихся «кустиками», внутри которых они стоят более или менее упорядоченно. На менее четких фотографиях эти группы видны как пятна, получившие название mottles (крапинки). Общее мгновенное число спикул оценивается в 10е, тогда как гранул в 5—6 раз больше, а долговечность спикул — около 15 минут.

Рис. 23. Фотография Солнца вблизи края диска в лучах крыла линии На с отклонением от ее центра на . Показывает многочисленные спикулы на фоне хромосферного излучения. Фотография Дайна, заимствованная из Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1972, v. 10