Механизм образования. Солнце представляет собой огромный бурлящий котел плазмы, причем внутри оно горячее, а снаружи холоднее.
Из-за этого перепада температур возникают конвекционные потоки остывшие массы идут вглубь, а на их место поднимаются более горячие. Этому процессу мешает сильное магнитное поле Солнца. Оказывается, что магнитные вихри могут локально приостановить конвекцию, не дать остывшим массам опуститься. В результате эта область на солнечной поверхности будет холоднее окружающих и поэтому будет выглядеть темнее. Это и есть темное пятно. 5 Конвективные процессы продолжают идти на глубине, однако более горячий газ не может прорваться на поверхность сквозь более холодные области, и вынужден их огибать.6 Солнечное магнитное поле имеет очень сложную структуру и непрерывно меняется.
Совместные действия циркуляции солнечной плазмы в конвективной зоне и дифференциального вращения Солнца постоянно возбуждает процесс усиления слабых магнитных полей и возникновения новых. Видимо это обстоятельство и является причиной возникновения на Солнце пятен.
Пятна то появляются, то исчезают. Их количество и размеры меняются. Но, примерно, каждые 11 лет число пятен становится наибольшим. Тогда говорят, что Солнце активно. С таким же периодом 11 лет происходит и переполюсовка магнитного поля Солнца. Естественно предположить, что эти явления связанны между собой.1 Развитие активной области начинается с усиления магнитного поля в фотосфере, что приводит к появлению более ярких участков - факелов температура фотосферы Солнца в среднем 6000К, в области факелов примерно на 300К выше. Дальнейшее усиление магнитного поля приводит к появлению пятен. 1 В начале 11-летнего цикла пятна в небольшом количестве начинают появляться на сравнительно высоких широтах 35 - 40 градусов, а за тем постепенно зона пятнообразования спускается к экватору, до широты плюс 10 - минус 10 градусов, но на самом экваторе пятен, как правило, не бывает.1 Галилео Галилей одним из первых заметил, что пятна наблюдаются не всюду на Солнце, а, главным образом, на средних широтах, в пределах так называемых королевских зон. Сначала обычно появляются одиночные пятна, но затем из них возникает целая группа, в которой выделят два больших пятна - одно - на западном, другое - на восточном краю группы.
В начале нашего века выяснилось, что полярности восточных и западных пятен всегда противоположны.
Они образуют как бы два полюса одного магнита, а потому такую группу называют биполярной. Типичное солнечное пятно имеет размеры несколько десятков тысяч километров.1 Галилей, зарисовывая пятна, отмечал вокруг некоторых из них серую каемку.
Действительно, пятно состоит из центральной, более темной части - тени и более светлой области - полутени.1 Солнечные пятна иногда бывают видны на его диске даже невооруженным глазом. Кажущаяся чернота этих образований вызвана тем, что их температура примерно на 1500 градусов ниже температуры окружающей их фотосферы и соответственно непрерывное излучение от них гораздо меньше. Одиночное развитое пятно состоит из темного овала - так называемой тени пятна, окруженного более светлой волокнистой полутенью.
Неразвитые мелкие пятна без полутени называют порами. Зачастую пятна и поры образуют сложные группы. 1 Типичная группа пятен изначально возникает в виде одной или нескольких пор в области невозмущенной фотосферы. Большинство таких групп обычно исчезают через 1-2 суток. Но некоторые последовательно растут и развиваются, образовывая достаточно сложные структуры. Солнечные пятна могут быть больше в диаметре, чем Земля. Они часто объединяются в группы.
Они формируются за несколько дней и обычно исчезают за неделю. Некоторые большие пятна, хотя, могут сохраняться в течение месяца. Большие группы солнечных пятен более активны, чем маленькие группы или отдельные пятна.1 Наиболее вероятной гипотезой периодического повторения солнечной активности считают возмущения от планет гигантов, которое смещает центр тяжести Солнечной системы. Но это далеко не единственная гипотеза.
Наряду с 12-летним циклом солнечной активности выделяют еще вековой цикл его нарастания и убывания. По разным данным он может варьироваться. Есть данные в пользу 60-летнего и 86-летнего цикла.2 3.3