Магнитные явления на Солнце1) — Исследование этих явлений ведется пока только на обсерватории Mount Wilson (Америка), обладающей для этого исключительными по своей мощности инструментами. Исследования эти начались еще в 1908г. Однако, в русской литературе о них писалось мало, а потому представляется не лишним познакомить с ними читателей "Природы".
Исследования эти основаны на явлении, открытом Зееманом в 1896 г. и носящем его имя. Если светящийся газ помещен между полюсами сильного магнита, то при наблюдении спектра этого газа по направлению || линиям сил спектральные линии становятся в большинстве случаев двойными, при чем составляющие поляризованы по кругу в противоположных направлениях. Если наблюдения производятся по направлению | линиям сил, то дуплеты, вообще говоря, превращаются в триплеты, при чем все три составляющих дают плоско-поляризованный свет. Средней линии соответствуют колебания || линиям сил, а двум крайним — перпендикулярные. При косом направлении луча зрения относительно силовых линий наблюдаются, вообще говоря, триплеты, при чем средняя линия всегда плоско-поляризована, а крайние поляризованы по эллипсу, в противоположных направлениях. Величина расщепления линий пропорциональна квадрату их длины волны и силе магнитного поля.
При помощи специальных оптических приборов, каковы николева призма, пластинка "четверть волны" и пластинка "пол-волны, можно определить характер поляризаций наблюдаемых лучей, или, в нашем случае, спектральных линий.
Уже давно было известно, что многие спектральные линии в солнечных пятнах являются двойными или расширенными. Изучение этих лидий упомянутыми поляризационными приборами и дало возможность открыть, что они имеют все свойства линий, наблюдаемых в магнитном поле, и таким образом установить магнитизм солнечных пятен. Среднее значение магнитной силы пятен оказалось около 3000 гауссов.
По магнитным свойствам пятна разделены на три класса: α) однополюоные пятна; β) двуполюсные и γ) многополюсные.
α) Однополюсные пятна. — Сюда относятся отдельные пятна или группы малых пятен, имеющих одинаковую полярность.
β) Двуполюсные пятна. — Простейший случай — это два пятна с противоположной полярностью. Линия, соединяющая такие пятна, обыкновенно составляет малый угол с солнечным экватором.
γ) Многополюсные пятна. — Группы этого характера, заключающие едва ли больше 1% всех наблюдавшихся пятен, содержат пятна обеих полярностей, распределенные чрезвычайно неправильно.
В течение 1915—1917 г.г. наблюдалось 970 пятен. Вот их магнитная классификация.
α | β | γ | Не клас- сифицир. |
|
1915 г. | 32% | 58% | 2% | 8% |
1916 | 35 | 61 | 0 | 4 |
1917 | 32 | 65 | 1 | 2 |
Магнитные наблюдения солнечных пятен ведутся на Mount Wilson, как уже сказано, с 1908 г. Сопоставляя по полушариям полярность пятен за период 1908—1912 г.г. с одной стороны и 1913—1917 с другой, разделенные минимумом пятен, астрономы Mount Wilson нашли, что знак полярности переменился. В течение первого периода пятна класса (α) и предшествующие (западные) пятна класса (β) имели отрицательную полярность в северном полушарии и положительную — в южном. В течение второго периода все знаки оказались обратными.
Те же способы применяются на Mount Wilson и для исследования общего магнитного поля Солнца. Вот главнейшие из полученных результатов: 1) Полярность Солнца соответствует полярности Земли, т.-е. северный магнитный полюс лежит близ северного гелиографического полюса. 2) Первое приближенное значение вертикальной составляющей магнитной силы общего солнечного поля на полюсах равно 50 гауссам (для Земли соответствующее значение равно 0,7 гаусса). 3) Магнитная ось Солнца наклонена приблизительно на 6° к оси вращения и вращается около последней в 31½ дня. 4) Напряжение поля быстро уменьшается с высотою, падая от 50 до 10 гаусоов на 200 километров.
Элементы солнца. Еще в 1920 году индийский исследователь Саха посвятил ряд работ изучению солнца и его состава. При этом им была построена довольно стройная гипотеза, которая об'ясняла линии солнечного спектра наличием ионизированных атомов вещества, при чем наличие тех или иных элементов в спектральных линиях ставилось им в связь со степенью ионизации при температурах солнечной фотосферы (7500° Abs) и хромосферы (6000° Abs. t).
На основании данных Саха, Лоринг сделал попытку связать наличие элементов на солнце с их способностью к распаду под действием α—излучений и сделал предположение, что высокие давления центральных частей солнца, понятные при массе солнца в 329 тысяч раз больше массы земли, должны вызывать усиленный процесс дезинтеграции элементов солнца.
Эти данные он обосновывал на нижеследующих определениях Саха. Элементы не найденные на солнце: В, N, С, S, As, Se, Pb, Sb, Cs, Pr, Bi, Tl. Элементы недоказанные, но предполаг. на солнце: Nе, As, Kr, Хе, Ru, Та, W, Os, Ir, Pl, Ra, Th, U. Элементы слабых спектральных линий: K, Cu, Zn, Ge, Ag, Cd, Sn, Pb. Элементы плохо изучен. на солнце: F, Cl, Br, I, Te и нек. другие.
С другой стороны Лоринг отмечает, что по опытам Рутерфорда легче всего разрушаются при действии α—лучей RaC элементы: В, N, F, Na, Al, Р; наоборот, элементы не разлагающиеся или же не дающие водородных атомов большего пробега как раз почти точно отвечают списку тех элементов, кои встречаются на солнце.
Он пытается таким образом доказать, что на солнце наличие или распространенность элемента тесно связаны с его прочностью, что легко разлагающиеся элементы уже давно на солнце распались и что таким образом астрофизика солнца находится в зависимости от строения атома химического элемента.
(Loring. Chem. News. 1921. Май).
А. Ф.
1) Astrophisical Journal, vol. 49, p. 153 (April 1919). Nature, vol. 106, 1920. (назад)