Семья Солнца

Для наблюдения Солнца астрономы меняют у телескопа окуляр — снимают звездный и ставят солнечный. Солнечный окуляр устроен так, что почти весь солнечный свет он пропускает в сторону и только ничтожную долю его направляет в глаз астронома.

Теперь часто наблюдения Солнца ведут с помощью очень простого прибора — целостата. Это обыкновенное, круглое и плоское зеркало, но только очень хорошего качества. Его и наводят на Солнце. Зеркало целостата отбрасывает изображение Солнца туда, куда нужно астроному. Он рассматривает уже не само Солнце, а ловит «зайчик», отраженный целостатом.

Приборы для наблюдения Солнца укрепляют на своих местах, устанавливают их неподвижно, так, чтобы они смотрели в целостат. Вращается только целостат, им управляет часовой механизм. Обычно бывает два целостата, которые передают изображение Солнца друг другу: один смотрит на Солнце и тихонько поворачивается на своей оси, он посылает изображение второму зеркалу, а второй целостат установлен на тележке с колесиками, тележка тихонько катится по круговым рельсам. Зеркало целостата на тележке принимает изображение Солнца и отражает его в телескоп или в другой астрономический прибор.

Целостаты — приборы, направляющие солнечные лучи в телескоп.

Солнце движется по небу с востока на запад, а целостаты как бы останавливают Солнце, делают его изображение неподвижным, и астрономам удобно его рассматривать.

Солнечный телескоп совсем не похож на обычный. Он зачастую имеет вид башни. Внутри башни помещены увеличительные стекла или зеркала. Наверху на площадке стоят целостаты. Один направлен на Солнце, а второй смотрит в зеркало первого и отбрасывает изображение Солнца вниз, внутрь башни. А там уже помещены все приборы астрономов.

Астрономы обычно сами не смотрят на Солнце в телескоп, а доверяют это фотографическому аппарату. Фотоаппарат видит лучше людей и, главное, навеки запоминает все, что увидел. Снимки Солнца хранят в библиотеке, в любую минуту можно достать снимок, рассматривать его как угодно, сколько угодно, делать нужные измерения и сравнивать различные снимки между собой.

Замечательный солнечный телескоп перед самой войной сконструировали советские ученые Николай Георгиевич Пономарев и Дмитрий Дмитриевич Максутов. Этот телескоп предназначался главным образом для тщательного изучения мелких подробностей на солнечной поверхности. В телескопе Пономарева изображение Солнца можно получить величиной до метра в поперечнике. Многие части этого телескопа погибли от вражеских бомбежек и обстрелов, но телескоп Пономарева и Максутова будет отстроен заново и его установят в возрожденном Пулкове.

За создание солнечного телескопа Пономарев и Максутов получили Сталинскую премию.

Что ученые увидели на Солнце

Изображение Солнца на фотографии отчасти напоминает снимок блюдца с налитым молоком, а в молоке плавают блестящие зернышки риса. Другие сравнивают вид солнечной поверхности с серым полотном, усеянным хлопьями снега. Поверхность Солнца не сплошь блестяща; она зерниста, и промежутки между сверкающими зернами выглядят в телескоп более темными, как бы сероватыми. Гершель предполагал, что зерна— это облака раскаленных паров и газов. Вероятно, это не так. В телескоп видно, как зернышки эти чрезвычайно быстро движутся, колышутся, словно подгоняемые могучим ветром. Они то сталкиваются, сливаются друг с другом, то расходятся, непрерывно меняя форму.

На увеличенных фотографиях ученые измерили величину отдельных зерен, или, как их еще называют, гранул. Зернышки оказались разного размера— от двухсот до тысячи километров в поперечнике, и величина их все время меняется. Они возникают, растут и тотчас же тают. Каждое светлое пятнышко существует очень недолго — несколько секунд, и самое большое, несколько минут.

Солнце напоминает бушующий огненный океан, на нем пенятся гребни пламенных волн, вскипают барашки. Они танцуют на поверхности, толкутся и исчезают так же быстро, как и появляются. На величавые и медлительные облака солнечные зерна никак не похожи. По всей вероятности, это и есть светящиеся гребни волн раскаленных газов.

Зернистая поверхность Солнца, его пятна и протуберанцы.

В некоторых местах среди моря рисовых зернышек и хлопьев вспыхивают особенно яркие пятнышки, прожилки, полоски. Сверкают они ослепительно. Ученые назвали их факелами. Иногда факелы возникают у края Солнца, тогда они видны немного сбоку, как бы в профиль. Они возвышаются над солнечной поверхностью подобно фонтанам. Вероятно, факелы — это фонтаны раскаленных газов и паров. Они вырываются из недр Солнца и блестящими струями падают обратно на солнечную поверхность.

Как образуется солнечное пятно

Иногда на каком-нибудь участке Солнца появляется очень много факелов. Они вспыхивают, словно предвещая приближение извержения. Действительно, в этом месте зернышки и хлопья ускоряют свое движение, они быстро расходятся в стороны, словно их разгоняет какой-то вихрь. Темные промежутки увеличиваются, сливаются друг с другом, и образуется целая группа пятен — больших и маленьких.

При этом больших пятен обычно бывает два: одно сзади, другое спереди. Маленькие помещаются возле них. Постепенно маленькие исчезают или сливаются с большими, а большие растут и округляются.

Середина пятна темная, края более светлые, сероватые. Темную часть пятна называют ядром, а сероватую опушку— полутенью. Разумеется, пятно только кажется темным, но находится среди блестящей поверхности, на самом же деле пятно очень яркое. Если погасить Солнце, а оставить одно большое пятно, так это пятно светило бы ярче, чем десяток самых ярких лун. А на ослепительном Солнце пятна кажутся нам сравнительно темными.

Ученые измерили величину пятен. Она бывает очень различна. Некоторые пятна достигают огромных размеров — свыше ста тысяч квадратных километров.

Астроном Вильсон захотел узнать, не представляет ли пятно углубления в Солнце? Он стал наблюдать одно круглое пятно и ежедневно следил за ним. Пятно, увлекаемое вращением Солнца, постепенно подходило к краю. Так как Солнце — шар, то пятно постепенно становилось боком к наблюдателю. Вильсон видел, как сначала скрылась полутень на ближней стороне пятна, затем постепенно стало скрываться ядро, а дальний край полутени еще долго оставался видимым. Словом, если вы возьмете глубокую тарелку и будете ее постепенно поворачивать от себя, то тоже увидите, что сначала от вас скроется внутренняя поверхность ближнего края тарелки, затем ее дно, самым последним скроется дальний край тарелки. Вильсон сделал вывод: солнечное пятно — это углубление, и оно имеет форму тарелки.

Другой ученый, Хэл, открыл, что вещество в пятне вращалось, будто увлекаемое вихрем. Пятно напоминало смерч. Два таких наблюдения — Вильсона и Хэла — позволили высказать догадку, что пятна — это что-то вроде огромных огненных водоворотов или вихрей. Раскаленные газы на Солнце вращаются, как гигантские воронки на поверхности бурной реки, и представляют собой углубления в солнечной поверхности.

Вид солнечного пятна, окруженного факелами.

Казалось, что найдено верное объяснение солнечным пятнам.

Многие ученые старались проверить наблюдения Вильсона и Хэла. Но выяснилось, что не все пятна скрываются на краю Солнца так, как это видел Вильсон. И не во всех пятнах можно обнаружить вихревое движение, которое заметил Хэл. И простое и ясное объяснение пятен сейчас уже вызывает сомнения.

Пятна никогда не остаются в покое. Они движутся по Солнцу, все время меняют вид и форму, то расширяются, то вытягиваются, затем светящаяся поверхность Солнца как бы надвигается на пятно, стремясь поглотить, закрыть его. Через пятно перекидываются блестящие мосты, они делят его на части, пятно уменьшается и в конце концов тает или тонет.