iqdepo // A Nap légkörének jelenségei (Dimenzió #20)

A NAP LÉGKÖRÉNEK JELENSÉGEI

A korábban már említett granulák a fotoszféra átlagosan 1000 km átmérőjű
képződményei, élettartamuk 6-10 perc körüli. Egy-egy granula belsejében 1-2
km/s-os sebességgel áramlik felfelé az anyag, ez a tartomány világosabbnak
látszik, mivel forróbb a környezeténél. Energiája egy részét a felszínre
jutva kisugározza, majd a granula külső, sötétebb részén az immár hidegebb
anyag visszaáramlik. A granulák teljesen beborítják a fotoszférát, szemcsés,
márványos megjelenést adva annak. A szpikulák hosszúkás, kúp alakú
képződmények, szélességük 700-1000 km alapjuknál, magasságuk 5-15 ezer km,
így a koronába is felnyúlhatnak. Hatalmas számban találhatók a napkorongon,
átlagos élettartamuk 4-10 perc körüli. Megfigyeléseink szerint a
szupergranulák határainál, az összesűrűsödő erővonalaknál helyezkednek el.

A fotoszféra legfeltűnőbb objektumai a napfoltok. Ezek a környezetüknél
sötétebbnek látszanak, mivel 1000-2000 fokkal hidegebbek annál. Egy
egyedülálló napfolt átlagos átmérője 1000 km, területén a fotoszféra 100 km-
es mélységig besüllyed, élettartama nagyságrendileg 1 hét. Két rész
különböztethető meg a belsejében: középpontjában látható a sötétebb umbra,
mely a folt teljes területének mintegy 20%-át fedi le, ezt övezi a
sugárirányban szálas szerkezetű, világosabb penumbra. A napfoltok általában
csoportosan figyelhetők meg, a csoportok mérete százezer km-es nagyságrendű,
élettartamuk változó, általában 1 hónap körüli.

A Nap erős mágneses térrel rendelkezik, amit valószínűleg a töltéssel
rendelkező anyagtömegek mozgása idéz elő a konvektív zónában, illetve a
sugárzási zóna felső részében. A differenciális rotáció következtében az
egyenlítő lehagyja a pólusokat, és az erővonalak megnyúlnak, feltekerednek,
hatalmas energia halmozódik fel bennük. Az erős csavarodás hatására az
erővonal hurkok ki is emelkedhetnek a Nap felszínéből. Valószínűleg ilyenkor
jön létre a fotoszféra némely jelensége, többek között a napfoltok is. A
napfoltok száma és a Nap aktivitása nem állandó és egyenletes, hanem a
mágneses ciklusoknak megfelelően periodikus változásokat mutat. Két
napfoltminimum között eltelt időt napfoltciklusnak nevezzük, ennek átlagos
hossza 11 év, de több éves eltérést is mutathat. A Nap aktivitása egyébként
nemcsak időben, hanem helyileg is változik. A fotoszféra jelenségeinek egy
része az úgynevezett aktív régiókban csoportosul, itt jelennek meg a
napfoltok is. Ezek a ciklus elején 30-40 fokos naprajzi szélességnél tűnnek
fel, majd az idő előrehaladtával egyre közelebb húzódnak az egyenlítőhöz. A
Nap egyes részeinek sebessége a differenciális rotáción túl is eltér néhány
m/s-mal a "normális" értéktől, ezeket nevezzük aktív szélességeknek.
Helyzetük szintén az egyenlítőhöz közelít a ciklus során, rajtuk
helyezkednek el az aktív régiók. Itt fejlődnek ki a napfoltok is, melyek
először egy kis pórus formájában tűnnek fel, majd többnyire egy vezető (elől
haladó) és egy követő foltcsoporttá alakulnak. Kialakulásuk után hamar az
egyenlítővel párhuzamos irányba állnak be, az egyik csoportnál valószínűleg
kilépnek, a másiknál pedig visszatérnek az erővonalak a Nap belsejébe.

A Nap északi és déli féltekéjének polaritása ellentétes. Egy adott
féltekén az összes vezető folt polaritása azonos, és ellentétes a másik
félteke vezető foltjaival, míg a vezető és követő foltok polaritása szintén
ellentétes. A polaritások a 11 év körüli napfoltciklusnak megfelelően
rendszeresen cserélődnek. A napfoltok száma és a napaktivitás nemcsak 11
éves ciklusokat mutat, hanem ennél hosszabb időtartamú változásai is
ismeretesek - előfordult, hogy több évtizeden keresztül szinte egyetlen folt
sem mutatkozott a Napon.

A fáklyamezők a fotoszféra, illetve a felette elhelyezkedő kromoszféra
képződményei. A fotoszféránál néhányszáz fokkal melegebbek, így annál
fényesebb képződmények, gyakran a napfoltok körül mutatkoznak, de 35 fokos
szélesség felett is megfigyelhetők. A fáklyák élettartama változó,
legtöbbször csak órákban mérhető, de elérheti az egy hónapot is.

A protuberanciák a fotoszféra felett lebegő hatalmas gáztömegek, a Nap
légkörének talán leglátványosabb képződményei. Anyaguk sűrűbb és hidegebb a
kromoszféránál, átlagos méretük 100 ezer km körüli. Két fő típusukat érdemes
megemlíteni: a nyugodt és az aktív protuberanciákat. A nyugodt
protuberanciák élettartama nagyságrendileg egy hónap, anyagukat a
fotoszférából kinyúló erővonalak tartják lebegve, illetve azok mentén
áramlanak vissza a Napba. Az aktív vagy robbanó protuberanciák ezzel
ellentétben gyors változásokat mutató, rövidéletű képződmények. A bennük
lévő anyag néhányszáz km/s-os sebességgel lökődik ki, a nagyobb
protuberanciák anyagának egy része el is hagyhatja a Napot. A korong szélén
lévő protuberanciákat az égi háttér előtt világosnak látjuk, míg ha a
protuberancia a korong előtt helyezkedik el, sötétebbnek mutatkozik, mint a
fotoszféra - ekkor filamenteknek nevezzük őket.

Flerek (napkitörések): Rövid életű, néhány perces, rendkívül heves, a
napfoltokhoz kapcsolódó robbanásos jelenségek. Gyakoriságuk változó, a
naptevékenység maximumakor többször tíz kisebb-nagyobb flerjelenség történik
naponta. Valószínűleg ellentétes mágneses terek találkozásakor hirtelen
felszabaduló energia hozza létre őket. Hőmérsékletük többször tízmillió fok
is lehet, azaz meghaladhatja a Nap belsejében uralkodó hőmérsékletet.
Anyaguk kilövellési sebessége eléri az 1000 km/s-ot, így egyetlen alkalommal
akár több millió tonnányi anyag is elhagyhatja a Napot.

A kromoszféra a fotoszféra felett elhelyezkedő kb. 10 ezer km vastag
réteg. Amint a fotoszférából kifelé haladunk, folyamatosan csökken a
hőmérséklet, és nemsokára eléri a 4500 K-es minimumot - itt kezdődik a
kromoszféra. Ennek anyaga ritka, teljes napfogyatkozások alkalmával vékony
rózsaszín rétegként figyelhető meg a Nap felszíne felett. Átlagos
hőmérséklete 10 ezer K. Felső határánál egy néhányszáz km-es átmeneti réteg
található, melyben felfelé haladva rendkívül gyorsan nő a hőmérséklet, mely
végül eléri az egymillió fokot, itt a sűrűség 10^-16 g/cm3.

A korona a kromoszféra után következő réteg, 10-20 ezer km-rel kezdődik a
fotoszféra felett, ez a Nap légkörének legkülső, ritka tartománya. A belső
korona kb. 2 napsugárnyira terjed ki a Nap felszínétől, itt a maximális
hőmérséklet 1,5 millió K. A külső koronában 1 millió K körüli a hőmérséklet,
ennek határát gyakorlatilag nem lehet meghúzni, ugyanis folyamatosan megy át
a ritka bolygóközi térbe. A kromoszféra és a korona magas hőmérsékletéért a
fotoszféra vad jelenségei a felelősek. Többek között a lentről származó
akusztikus lökéshullámok, magnetohidrodinamikus hullámok fűtik fel azt - a
jelenség pontos háttere egyelőre nem ismert. A korona szálas szerkezetet
mutat, napfoltmaximumkor közel gömbszerű, napfoltminimumkor a pólusoknál
belapul, ekkor látványosabb. A magas hőmérséklet következtében a korona
anyaga eléri és meg is haladja a szökési sebességet, ezért rendkívül gyorsan
áramlik kifelé. Ezt a részecskeáramot nevezzük napszélnek, melynek révén a
Nap másodpercenként 3 millió tonnányi anyagot veszít. Induló sebessége 4000
km/s körüli, a Naptól távolodva fokozatosan lassul, a Föld távolságában
átlagosan 400 km/s-os, sűrűsége itt általában 10 részecske cm3-enként. A
korona anyaga nem egyenletesen szóródik szét. A napszél nagy része ugyanis
az úgynevezett koronalyukakból fúj a pólusok környékén, itt a mágneses
erővonalak nem alkotnak zárt hurkot. Ezek a régiók sötétebbnek mutatkoznak
környezetüknél, bennük a gáz sűrűsége kisebb, mint a környező koronában, és
a hőmérséklet is csak feleakkora.

A kiáramlott töltött részecskék mágneses teret is visznek magukkal, amely
a Nap tengelyforgása következtében felcsavarodik, és spirális alakot ölt a
Naprendszerben. A napszél természetesen impulzusmomentumot is szállít a
Napból, aminek következtében központi csillagunk tengelyforgása kismértékben
lassul. A Nap északi és déli részéről kiáramló töltött részecskék tömegét a
Nap egyenlítői síkja közelében elhelyezkedő semleges áramréteg választja
ketté. Ez a sík kisebb-nagyobb szabálytalanságok miatt deformálódik,
hullámos lesz. Ennek következtében a bolygók síkjában ellentétes polaritású
szektorok váltakoznak, az égitestek hol északi, hol déli polaritású részekbe
lépnek be. A Napból a napszél formájában kiáramlott részecskék folyamatosan
ütköznek bolygónk magnetoszférájával. Amikor felerősödik áramlásuk, a Földön
sarki fényt és geomágneses viharokat lehet megfigyelni. Hasonló hatást
válthatnak ki a napflerek által kidobott részecsketömegek.

A Nap mindegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt került a fősorozatra, akkor
sugárzása a jelenleginél közel 30%-kal gyengébb volt. Üzemanyaga még kb. 5
milliárd évre elegendő magjában, majd elfogyta után vörös óriás állapotba
kerül. Erős sugárzása elpárologtatja a bolygók vizét és légkörét, a Merkúr,
a Vénusz és talán még a Föld is a Nap kiterjedt belsejében fognak keringeni.
Végül központi csillagunk külső rétegei elszállnak, és a szénben, oxigénben
gazdag mag fehér törpe állapotban marad vissza.

Dimenzió #20

Csillagnézők

(csillagászattörténet, csillagászat, űrkutatás, fizika, asztrofizika)

Legnépszerűbb számunk

Legnépszerűbb cikkünk

Dimenziók