Солнечные пятна и их движение

Как известно, Солнце вращается вокруг своей оси не как твёрдое тело. Угловая скорость его вращения больше на экваторе и меньше на полюсах. Вследствие этого, детали, расположенные вдоль центрального солнечного меридиана меняют своё расположение после каждого оборота Солнца .

В физике Солнца известна эмпирическая формула для сидерического (т.е., относительно звёзд) периода вращения Солнца на различных гелиографических широтах:

Однако, пятна могут вращаться не вместе с солнечным веществом, поскольку связаны с линиями магнитного поля. Как известно, солнечные пятна – это тёмные области на Солнце, температура которых понижена примерно на 1500К по сравнению с окружающими участками фотосферы. Эти области наблюдаются на диске Солнца (с помощью оптических приборов, а в случае крупных пятен - и невооружённым глазом) в виде тёмных пятен. Солнечные пятна являются областями выхода в фотосферу сильных (до нескольких тысяч гаусс) магнитных полей . Потемнение фотосферы в пятнах обусловлено подавлением магнитным полем конвективных движений вещества и, как следствие, снижением потока переноса тепловой энергии в этих областях.

Фактической основой моих исследований, в основном, были данные, полученные со спутника SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) . Спутник SOHO движется вокруг Солнца вокруг первой точки Лагранжа L1, где гравитация Земли и Солнца уравновешены, что удерживает SOHO вблизи данной точки. Точка L1 находится на расстоянии 1,5 млн. км от Земли, на линии, соединяющей центры Солнца и Земли.

Были использовны данные с аппаратуры ТЕСИС российского спутника КОРОНАС-ФОТОН (Комплексные ОРбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца) , запущенного 30 января 2009 года. Он находится на круговой орбите, высотой 500 км и наклонением 82º,5.

Полученные со спутников фотографии Солнца я располагал в системе координат.

Найдём синодический период обращения Солнца на данной широте по формуле : ТСолнца син. = 27,9 сут.

Далее находим синодический период обращения групп пятен 1042 и 1043 (по наблюдениям): Tпятен син. = t1 – t0 = 29862m - 0m = 29862m = 20,7 сут. t1, t0 – это моменты времени последовательного прохождения пятен через центральный солнечный меридиан.

Таким образом, период обращения групп пятен 1042 и 1043 меньше периода обращения Солнца на 25,8%, что значит, что пятна вращаются быстрее Солнца более чем на четверть.

По группам пятен 1039 и 1041 (в южном полушарии Солнца) вычисляем по формуле среднюю гелиографическую широту данных групп:

Найдём синодический период обращения Солнца на данной широте по формуле : ТСолнца син.. = 28,23 сут.

Далее находим синодический период обращения групп пятен 1039 и 1041 (по наблюдениям): Tпятен син. = t1 – t0 = 37831m - 0m = 37831m = 26,3 сут. t1, t0 – это моменты времени последовательного прохождения пятен через центральный солнечный меридиан.

Таким образом, период обращения групп пятен 1039 и 1041 меньше периода обращения Солнца на 6,8%, т.е. пятна вращаются быстрее Солнца более чем на одну пятнадцатую.

Итак, мы выяснили, что исследованные группы солнечных пятен вращались быстрее, чем Солнце:

• на 25,8% - в северном полушарии (широта 25°47'),
• на 6,8% - в южном полушарии (широта 29°44'),

т.е. пятна (особенно в северном полушарии) движутся быстрее Солнца. Это может говорить о том, что пятна относительно независимы от солнечного вещества и в значительной степени связаны с процессами в магнитном поле Солнца.