26.3. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

26.3.1. Солнечная атмосфера

Основные слои солнечной атмосферы показаны на рис. 26.12, а. Самый нижний слой, фотосфера с внешним радиусом имеет толщину и может считаться видимой поверхностью Солнца.

Рис. 26. 12. Радиочастотное представление спокойного Солнца: а — строение солнечной атмосферы (не в масштабе); б - зависимость частот колебаний плазмы, циклотронных колебаний и колебаний, возникающих при столкиовеиии электронов с иоиамн, от высоты слоя над фотосферой. (См. [245].)

Эта фотосфера испускает непрерывный спектр излучения, преимущественно на оптических частотах, который хорошо согласуется со спектром излучения абсолютно черного тела, имеющего температуру 6000° К. Над фотосферой лежит область толщиной несколько сот километров, часто называемая реверсирующим слоем. Еще выше расположена хромосфера, простирающаяся над фотосферой на расстояние от 500 до Кинетическая температура электронов в хромосфере достигает 30 000° К. Выше хромосферы на расстоянии до нескольких миллионов километров простирается корона, электронная температура которой равна приблизительно 106° К и уменьшается с увеличением расстояния от поверхности Солнца. Среднее расстояние от Солнца до Земли составляет при этом солнечная фотосфера видна под углом

Как и можно было ожидать, Солнце излучает энергию в диапазоне радиочастот; имеется несколько гипотез относительно этого

излучения. В одной из гипотез, принадлежащих Смерду [245], плотность электронов в хромосфере определяется выражением

где высота над фотосферой, Плотность электронов в короне радиусом находится по формуле

Физические свойства атмосферы Солнца можно описать тремя производными частотами, что следует из разд. 18.2:

— частотой колебаний плазмы

— циклотронной частотой

где — плотность магнитного потока на поверхности;

— частотой колебаний, возникающих при столкновении электронов с ионами, находимой по формуле

На графике рис. 26.12, б представлены зависимости всех трех частот от расстояния данного слоя от фотосферы, причем вычислялась для экватора. Для любого заданного значения радиочастоты можно определить следующие безразмерные величины:

Частоты колебаний, возникающих при столкновении электронов с ионами, таковы, что обычно на всех частотах и во всех частях солнечной атмосферы, представляющих определенный интерес с точки зрения изучения шумов, обусловленных Солнцем. Коэффициент рефракции определяется выражением

так что распространение радиоволн возможно лишь в тех областях, где

При прохождении радиоволн через корону часть их поглощается, а направление распространения несколько меняется. Иногда на пути распространения радиоволн встречаются слои с плотностью электронов, определяемой выражением (26.34), достаточной для полного отражения. Подобные положения встречаются для обыкновенных лучей при для необыкновенных (т. е. волн, имеющих то же направление вращения вектора интенсивности, что

и у свободных электронов) — при Геометрическое место точек, в которых коэффициент рефракции равен нулю, образует оболочку, расположенную в пределах солнечной атмосферы. Эта оболочка представляет собой тот внутренний предел, до которого могут проходить и отражаться радиолучи сданной частотой колебаний. Рассматриваемые условия исследованы в работе [234] и представлены в виде номограмм в работе [38]. Уровни нулевого коэффициента рефракции для обыкновенного луча отображаются на рис. 26.12, б кривой с индексом