Телескопы и фильтры CORONADO
Главная
Cтатьи
Что интересно наблюдать на солнце? (Наблюдения протуберанцев)
Снимок cолнечного диска в H-альфа
с фильтром «Коронадо».

Спикулы и волокна
в H-альфа, вблизи
активной области,

16 июня 2003 г.
Шведский солнечный телескоп с адаптивной оптикой.

ЧТО ИНТЕРЕСНО НАБЛЮДАТЬ НА СОЛНЦЕ
Наблюдения протуберанцев

Наблюдения Солнца — источник многих личных открытий. Первый взгляд на поверхность ближайшей звезды запоминается надолго, особенно, если в момент наблюдения на ее поверхности находились крупные пятна или факельные поля, а хорошая атмосфера позволила разглядеть грануляцию.

Наблюдая Солнце в течение многих лет, убеждаюсь в том, что каждый сеанс наблюдения преподносит что-то новое, будь то процесс пятнообразования или появление новых факельных полей.

Но сколько бы не приходилось наблюдать в белом свете, всегда есть мечта увидеть протуберанцы.

Одна из возможностей понаблюдать протуберанцы предоставляется во время полной фазы солнечного затмения, но данное явление происходит слишком редко, и полная фаза длится всего несколько минут.

В XIX веке был изобретен протуберанц-спектроскоп, позволивший видеть протуберанцы в любое удобное время. В основе конструкции прибора лежит спектроскоп с широкой щелью, которая позволяет значительно снизить яркость свечения неба и ближней части короны. Сам протуберанец при этом выделяется над лимбом и выглядит достаточно четким. Но даже широкая щель не позволяет видеть одновременно всю поверхность Солнца, приходится наблюдать солнечный диск по частям. Спектрогелиоскоп – хитроумное приспособление из вращающихся призм – позволило быстро сканировать щелью поверхность Солнца. Подобно телевизионной развертке, быстрое сканирование и затем соответствующее отклонение выделенной части спектра в линии Н-альфа позволило создавать изображение солнечного диска в этой линии.

Данный метод не успел найти широкого применения и дальнейшего технического развития, т.к. примерно в это же время был изобретен интерференционно-поляризационный светофильтр (ИПФ), который свободен от такого недостатка, как обилие подвижных механических и оптических деталей.

Правда, такие фильтры были сложны и дороги в производстве, требовали очень точной температурной стабилизации, но зато имели очень узкую полосу пропускания, позволявшую буквально сканировать хромосферу по высоте. Безусловно, ИПФ могли пользоваться только профессионалы. Для любителей такие фильтры были недоступны.

Надежда увидеть протуберанцы в любительский телескоп появилась тогда, когда была разработана технология термостабилизации эталона Фабри-Перо. По сути, эталон Фабри-Перо это фильтр, дающий целую серию очень узких полос пропускания. Ширина полос находится в обратной зависимости от коэффициента поглощения зеркал, шаг серии зависит от расстояния между пластинами эталона, а стабильность — от сохранения взаимного расположения поверхностей. Незначительным наклоном фильтра к оптической оси смещают полосы по спектру. С помощью относительно недорогого менее узкополосного интерференционного фильтра выделяют интересующую полосу пропускания эталона.

Основная сложность в производстве Н-альфа фильтра на основе эталона Фабри-Перо заключается в получении эталона достаточного диаметра, что определяет и доступность для любителя астрономии.

Вначале достаточно обладать фильтром диаметром 40 мм. Даже такой скромный фильтр с полосой пропускания около 1Å позволяет наблюдать протуберанцы не только на лимбе, но и на фоне диска.

Когда мне впервые посчастливилось заглянуть в телескоп, оснащенный Н-альфа фильтром, я был поражен той картиной, которая предстала перед глазами. Рубиново-красный диск Солнца четко был виден в окуляре. На отдельных участках над лимбом возвышались протуберанцы. Яркие, четкие, с тончайшей проработкой. Первое, что я отметил, это отличие увиденного от фотографий в книгах, журналах или в Интернете.

Там протуберанцы — относительно плотные, почти сплошные образования. Теперь же я видел тончайшую нитеобразную структуру протуберанца. Если бы была возможность повысить увеличение, наверняка стали бы заметны подробности структуры нитей. Присмотревшись, я обнаружил, что протуберанец имеет продолжение на фоне диска, только теперь он был темнее фона. Самое удивительное, что Солнце с протуберанцами казалось объемным, хоть и отдаешь себе отчет в том, что условий для стереоскопического видения нет (на верхнем рисунке).

Эту трехмерность обусловливают два явления: перспективное сокращение структур и, в особенности, — потемнение к краю в данной линии.

Толковое объяснение потемнения к краю в Н-альфа в современной научной литературе по физике Солнца вы вряд ли найдете. Этот факт вступает в противоречие с интерпретацией потемнения, основанной на наличии отрицательного градиента температуры с высотой. Так объясняют потемнение в видимой области непрерывного спектра (что хорошо знакомо каждому любителю астрономии) и поярчание в крайнем ультрафиолете и далекой инфракрасной области. Но в слое, где образуется Н-альфа, т. е. в хромосфере, температурный градиент положительный, температура возрастает с высотой!

Представляется, что объяснение должно опираться на явление, перекрывающее ожидаемое посветление к краю. Таким явлением может быть сильная структурная неоднородность хромосферы или ее водородного компонента.

Говоря упрощенно, хромосфера состоит из холодных, поглощающих, темных волоконец, ориентированных приблизительно вертикально, вдоль радиуса Солнца. Напрашивается образ своего рода темной «травы на газоне».

В промежутках между «травинками», сильно поглощающими свет в Н-альфа, вещество очень прозрачно, и видна фотосфера, излучающая континуум на этой длине волны. Продолжая аналогию с газоном, можно сказать, что «грунт» светлее «травы». Таким образом, когда мы смотрим на газон сверху, светлый «грунт» просвечивает между «травинками» — это соответствует центру видимого солнечного диска. Ближе к краю диска «трава», рассматриваемая под углом, экранирует светлый «грунт», причем, тем сильнее, чем больше угол между радиусом Солнца и лучом зрения.

Возможно, такими темными волокнами являются спикулы. То, что спикулы над лимбом выглядят светлыми, не должно нас смущать: ведь и протуберанцы светлые только над лимбом, на диске они — темные.

Но трудность объяснения состоит в том, почему это происходит, почему водород распределен так неравномерно и образует холодную «траву» в горячей хромосфере, почему вещество «травы» имеет значительные скорости — словом, почему имеет место сильное нарушение локального термодинамического равновесия (на нижнем рисунке)?

Наблюдать спикулы любительскими средствами затруднительно, ведь и профессионалам-астрономам редко удается получать их хорошие изображения. Утешением пусть будет то, что потемнение к краю видимого диска Солнца в Н-альфа, легко доступное визуальному наблюдению и фотографированию, есть результат «коллективного» влияния спикул.

К сожалению, полоса пропускания Н-альфа фильтра была не такой узкой, как хотелось бы. Известно, что для хорошего контрастного наблюдения протуберанцев на фоне диска фотосферы необходима полоса не более 0.7Å, данный же фильтр давал около 1Å. Но этого было достаточно, чтобы просто «околдовать» меня. Второе наблюдение примерно через час позволило отметить явные изменения в структуре протуберанцев. Некоторые «выросли», другие исчезли вовсе.

Особенно заядлых наблюдателей, желающих смотреть на Солнце через фильтр Н-альфа, я бы предостерег: берегитесь, это занятие может окончательно «убить» не только свободное время!

Теперь, наблюдая Солнце в белом свете, особенно факельные поля у восходящего или заходящего пятна, ловлю себя на желании посмотреть, что там происходит в Н-альфа?

Продолжение в следующей публикации.

Эдуард В.Кандрашов

Все права на информацию о телескопах CORONADO,
размещенную на сайте www.coronado.ru, принадлежат корпорации "Пентар"

Статьи
Обзор хромосферного телескопа Coronado SolarMax II 60
Что интересно наблюдать на солнце? (Научное описание, картина, репортаж)
Что интересно наблюдать на солнце? (Наблюдение хромосферы и протуберанцев без узкополосного фильтра)
Что интересно наблюдать на солнце? (Измерение поглощения света в атмосфере Солнца)
Что интересно наблюдать на солнце? (Исследование гравитационного выравнивания космического тела)
Что интересно наблюдать на солнце? (Частное и кольцеобразное затмения солнца)
Что интересно наблюдать на солнце? (Наблюдения протуберанцев)
Что интересно наблюдать на солнце? (Рождение новой активной области
«в хвосте» старой)
Что интересно наблюдать на солнце? (Cпиральность пятен)
Что интересно наблюдать на солнце? (Крутильные колебания пятен)
Что интересно наблюдать на солнце?
(Белая вспышка)
Что интересно наблюдать на солнце? (Молнии при образовании моста)
Что интересно наблюдать на солнце? (Cвечение тени пятна)
Что интересно наблюдать на солнце? (Секрет Жансена)
Что интересно наблюдать на солнце? (Профессионалы VS любители)
Что такое PST? (часть 4)
Что такое PST? (часть 3)
Что такое PST? (часть 2)
Что такое PST? (часть 1)
MEADE
Телескопы Meade
c высоким уровнем
автоматизации управления
Торговые марки MEADE, CORONADO используются с разрешения их владельцев.
Copyright ©2005-2017 Pentar