Proiect Astronomie Full [PDF]

Zitiervorschau

MINISTERUL EDUCAŢIEI AL REPUBLICII MOLDOVA Liceul Republican cu Profil Real Direcţia Generală de Educaţie Chişinău Conferinţa ştiinţifică:”Muncă.Talent.Cutezanţă.” Secţia:Astronomie

A elaborat: elevul cl.a XII-a “B” Zenoaga Marius Conducător: Nacu Ion

Chişinău 2013 1

Scopul lucrării: Însuşirea naturii fizice a Soarelui şi determinarea activităţii solare la nivel de liceu. Aparate şi materiale:Telescop cu ecran,compas,hîrtie,riglă,calendar astronomic,planşete speciale legate de coordonatele suprafeţei solare,creion simplu.

Mitologia Solară Ca cel mai mare corp pe sfera cerească, care emană căldură şi lumină indispensabilă pentru viaţă, soarele a devenit de timpuriu obiectul fascinaţiei, preocupărilor şi observaţiilor ştiinţifice ale civilizaţiei umane. Din cele mai vechi timpuri oamenii de pe tot globul pământesc au studiat poziţia soarelui, răsăritul şi asfinţitul pe parcursul anului. Multe civilizaţii au creat calendare solare în vederea stabilirii timpului propice pentru lucrări agricole, fie pentru serbarea festivalurilor religioase. În majoritatea civilizaţiilor clasice soarele a fost adorat fie ca o divinitate de prim rang fie chiar in calitate de creator al universului. Ca exemplul cel mai concludent poate servi cultul zeilor Ré, Horus, R-Harakhty, Ammon şi Ammon-Ré şi ulterior Osiris din Egiptul Antic. Cultul solar a predominat vădit asupra oricărui alt cult din Egiptul Antic şi a modelat simptomatic viaţa culturală, politică şi socială a acestuia. Zeul solar egiptean este creator universal şi stăpân suprem.

Soarele în Galaxia noastră(Calea Lactee) Soarele se află într-un braţ spiral al Galaxiei-Braţul Orion la aproximativ 30000 ani lumină de centrul Galaxiei.Soarele împreună cu tot Sistemul planetar,se roteşte în jurul Centrului Căii Lactee în aproximativ 225 mil.ani.Astfel,Sistemul Solar are o viteză de 230km/s(830.000km/h). Soarele este o stea pitică(G-2), un corp cosmic imens, masiv, ce generează energie prin reacțiile nucleare ce se produc în nucleu. Importanța sa pentru viața de pe Terra nu poate fi subestimată: fără Soare noi nu am exista. Totuși Soarele poate deveni periculos, fiind nevoie să îl monitorizăm în continuu.Soarele domină sistemul solar, fiind cel mai mare astru. Fără energia sa viața nu ar fi apărut. Chiar daca vom mai primi aceeași energie de la Soare încă 4 miliarde de ani, viața pe Terra se află pe muchie de cuțit.Atmosfera planetei noastre ne pretejează de radiațiile ce vin din Cosmos și de la Soare, dar noi avem un efect distructiv asupra acesteia: producem gaze dăunătoare atmosferei și defrișăm vegetația ce elimină dioxidul de carbon din aer.Viața în viitorul apropiat de pe Terra depinde de noi, dar la scară mare depindem de modul în care se va schimba Soarele. Conform cercetărilor actuale, vârsta Soarelui este de aproximativ 4,6 miliarde de ani, şi el se află pe la jumătatea ciclului principal al evoluţiei. În decursul următorilor aproximativ 5 miliarde de ani Soarele se va transforma într-o gigantă roşie şi apoi într-o pitică albă, în cursul acestui proces dând naştere la o nebuloasă planetară.

Energia Soarelui Soarele este o stea ce strălucește datorită energiei ce se produce în interiorul său. Toate corpurile din sistemul solar primesc lumină și energie de la Soare. Fără acesta ar fi beznă totală. Radiația emisă de Soare ajunge la Pământ în 8,3 minute, timp în care cu viteza luminii (300.000 km/s) se parcug cei 150 milioane de km dintre cele două corpuri. Astfel observăm Soarele cu o întârziere de 8,3 minute.

Pentru că este o stea, Soarele este compus numai din gaz, mare parte hidrogen (0.732%), heliu (0.253%), alte 0.015% fiind în mare marte carbon, azot și oxigen. Energia se produce în interiorul Soarelui, în nucleu, unde materia este foarte densă și fierbinte. Temperatura acolo este de 15 milioane de grade (15.000.000 K), iar densitatea este de 200 de miliarde de ori mai mare decât pe Terra. În aceste condiții, nucleele de hidrogen se ciocnesc și se unesc, formând nuclee de heliu. Este nevoie de patru nuclee de hidrogen ca să se producă unul de heliu. În urma fuzionării (lipirii) nucleelor de hidrogen se emite energie, iar pentru că nucleul de heliu este mai ușor decât cele patru de hidrogen, diferența de masă se transformă și ea în energie după formula E=m𝑐 2 . Soarele, care are o masă de 330.000 de ori mai mare decât a planetei noastre, transformă în fiecare secundă 6 sute de mii de milioane de tone de hidrogen în heliu. De aici energia imensă produsă de acesta. De 4,6 miliarde de ani această reacție se produce, și se va mai produce încă 3 miliarde de ani.

2

Soarele-Generalităţi Raza ecuatorială fotosferică Suprafata Volumul

6,95660*108 m 6,0877*1018 𝑚2 1,412*1027 𝑚3

Masa

1,98855*1030 kg

Densitatea medie[kg/𝑚−3 ]

1,4111 *10−3

Rotaţie siderală(latitudinea 160 )

25,38 zile

Rotaţia sinodică

27,2753 zile

Rotaţia ecuatorială Carrington

24,88 zile

Înclinarea ecuatorului pe ecliptică

7°15’

Acceleraţia gravitaţională la ecuator[m/𝑠 2 ]

273,98

Viteza de evadare la suprafata[m/𝑠 2 ]

6,176*105

Luminozitatea bolometrică[W/s]

3.827*1026

Emisivitatea superficială [W/𝑚−2]

6.329*107

Rata producţiei de energie[W/𝑘𝑔−1]

1,937*10−4

Constanta solară[W/𝑚−2]

1,3608*103

Cîmpul magnetic solar(Gauss)

1-2 3,0*103

Cîmpul magnetic în petele solare (Gauss) Compoziţia chimică relativă:   

Hidrogen 0.732% Heliu 0,253% Alte elemente 0,015%

Durata medie a unui ciclu solar

11,4 ani

Magnitudinea aparentă vizuală

26,74

Magnitudinea aparentă bolometrică

26,82

Magnitudinea absolută vizuală

4,83

Magnitudinea adsolută bolometrică

4,76

Clasa spectrală

G2V 5,772*103

Temperatura efectivă[°𝐾]

3

Structura Soarelui

Straturile Soarelui:       

Nucleul Zona radiativă Zona convectivă Fotosfera Cromosfera Regiune de tranziţie Coroana

4

Nucleul Solar Aici se creează energia solară.Prin reacţiile nucleare, în fiecare secundă aprox. 700 milioane de tone de hidrogen se transformă în heliu.În nucleu particulele sunt atît de aproape şi temperatura este atît de mare (>15 MK) incît atomii de hidrogen se contopesc formînd atomi mai grei de heliu şi eliberînd o cantitate de energie.

Zona radiativă şi zona convectivă Zona Radiativa Energia este transportată prin radiaţie.Deşi fotonii se propagă cu viteza luminii, le trebuie un timp enorm pentru a străbate materia extrem de densă aşa incît abia după un milion de ani reuşesc să scape din Soare. Zona Convectivă Energia este transportată prin convecţie (ca într-o oală cu apă în clocot) către suprafaţa Soarelui.

Fotosfera şi Petele Solare Lumina Soarelui provine de la un înveliş de grosime mai mică de 300 km , fotosfera . Aceasta este cea care dă impresia că Soarele are o margine bine delimitată . Temperatura sa este de aproximativ 6000 de grade . Văzuta prin telescop ea se prezintă ca o reţea de celule mici , strălucitoare , sau granule aflate într-o permanentă agitaţie . Fiecare granulă este o bulă de gaz de mărimea unei ţări ca Franţa . Ea apare , se transformă şi dispare în aproximativ 10 minute . Pe alocuri suprafaţa Soarelui prezintă nişte pete întunecate , numite pete solare , care au fost foarte studiate după inventarea lunetei şi a telescopului . Petele solare au aspect întunecat pentru că ele sunt mai puţin calde decât regiunile din jur . Ele sunt adeseori asociate în perechi care se comport ca polii unui enorm magnet . Numărul petelor care pot fi observate pe Soare variază după un ciclu de aproximativ 11 ani . Odată cu inventarea lunetei a fost creat un mijloc simplu de urmarire a petelor solare . Acesta constă în proiectarea imaginii Soarelui pe un ecran alb , în focarul unei lunete sau al unui telescop . Petele apar pe ecran sub forma unor mici puncte întunecate . Petele solare şi grupurile de pete solare sunt formaţiuni fotosferice în continuă evoluţie. Au un cîmp magnetic intens, ceea ce inhibă convecţia, formînd suprafeţe de temperatură mai joasă.Toate petele solare au o regiune centrală întunecată numită umbră şi toate, cu excepţia celor mici,sunt inconjurate de o structură filamentară, mai puţin întunecată,numită penumbră. Aceasta poate avea valori ale diametrului cuprinse intre 1000 si 100 000 km. Soarele “calm” este reprezentat degranulaţie, care are aspectul unor boabe de orez fierbînd. Caracteristici observabile ale regiunilor active: Regiunile active se găsesc sub forma unor benzi simetrice aflate la anumite latitudini,paralele cu ecuatorul solar. Acestea apar la latitudini de aproximativ 35 grade la inceputul ciclului şi migrează spre ecuator în decursul celor 11 ani. Această comportare dă aspectul diagramei fluture.Pata conducătoare (iîn sensul rotaţiei Soarelui) are polaritatea magnetică a emisferei în care se găseşte. 5

Soarele prezintă un ciclu de 11 ani, timp în care numărul de pete solare creşte pînă la un punct de maxim, iar apoi scade pînă la minim. În perioada de minim de activitate solară numărul petelor de pe suprafaţa solară poate fi chiar zero.Ciclul de 11 ani este doar jumătate dintr-un ciclu mai mare, de 22 de ani, care ţine cont de inversarea polarităţii şi aranjării cîmpului magnetic în interiorul petelor.

6

Regiunea de tranziţie Strat al atmosferei solare, subţire şi neregulat, ce separă coroana de cromosferă.Temperaturile cresc rapid de la 20 000 K la 1 MK.

Cromosfera şi Coroana Solară În timpul unei eclipse totale , când discul orbitor al Soarelui dispare în spatele Lunii , remarcăm în jur o bordură subţire de un roşu aprins , cromosfera iar dincolo de aceasta un halo argintat , mai mult sau mai putin neregulat , coroana . Cromosfera si coroana sunt învelişurile exterioare ale Soarelui . Ele formează atmosfera solară . În mod obişnuit nu le vedem pentru că sunt mult mai puţin luminoase decît fotosfera . Cromosfera este deasupra fotosferei avînd o grosime de 15 000 de km si care apare ca o bandă luminoasă ce înconjoară globul solar avînd densităţi tot mai scazute dar cu evoluţie a temperaturilor de la cîteva mii de grade in partea inferioară pana la 1 milion de grade in partea superioară. Fenomenele specifice cromosferei sunt cele nestaţionare din categoria spiculilor, flacurilor ( cu aspect de paloturi de vată) şi a erupţiilor cromosferice; acestea fiind fenomene caracterizate printr-o creştere bruscă a strălucirii cromosferei; astfel în urma reacţiilor în cosmos sunt ejectate cantităţi foarte mari de protoni si radiaţii X, gama şi ultraviolete care ajung şi pe Terra sub forma vîntului solar. Protuberanţele solare sunt mase uriaşe de plasmă racită şi suspendată în atmosfera Soarelui de către cîmpul magnetic. Arcade magnetice uriaşe sau bucle coronale,ancorate în zona convectivă şi alungite pînă în coroana solară, pot fi sediul de formare a protuberanţelor(filamentelor).Protuberanţele sunt ancorate în fotosferă adânc prin piloni de susţinere (picioarele protuberanţei) situaţi la o distanţă de aproximativ 30 000 km (ceea ce reprezintă ordinul de mărime al dimensiunii granulelor solare).Aceşti piloni fac legătura între cele trei straturi ale atmosferei solare, fotosfera, cromosfera şi coroana, fiind conectaţi în chiar zona convectivă, ceea ce face ca studiul protuberanţelor să fie complex şi să implice abordarea unor probleme fundamentale de fizică solară.Protuberanţele pot fi calme, active sau eruptive. Coroana solară nu are o structura omogenă, ea prezentînd raze şi jeturi de diferite lungimi (curenţii coronali) sau arcade (bucle) şi nori izolaţi(condensările coronale) ale căror formă şi mărime se schimbă în corelaţie cu fenomenele din straturile mai joase (cromosferă si fotosferă) ale atmosferei solare. Coroana se observă la eclipse sau cu ajutorul coronografelor. La suprafaţă Soarele are doar 6.000°𝐾, temperatura în coroană atinge aprox.1 - 2 milioane de grade Kelvin. Motivul acestei încălziri a coroanei este încă o enigmă a fizicii solare. Pe fotografiile în radiatie X s-au pus în evidenţă nişte regiuni întunecate, denumite găuri coronale, care din punct de vedere magnetic sunt structuri “deschise” ca şi regiunile din jurul polilor solari, liniile de cîmp magnetic formînd un sistem divergent de „o singură polaritate” şi de slabă intensitate. Curenţii coronali sunt structuri magnetice extinse, ce pot avea la baza lor cîte o protuberanţă.Cîmpul lor magnetic se imparte în: zona de cîmp magnetic închis ce se află la bază şi zona de cîmp magnetic deschis, separate de un strat de curent. Adesea, curenţii coronali au aspectul unui coif. Vîntul solar este un flux continuu de particule (plasma), format în principal din protoni şi electroni ce “curg” din coroana solară, cu temperatura de aprox. 1 milion de grade K şi cu o viteză de aproximativ 450 km/s. Vîntul solar străbate întreg sistemul solar pînă dincolo de orbita lui Pluto (aprox. 5900 milioane km). Schiţa alăturată arată cum vîntul solar “presează” magnetosfera Pămîntului şi o comprimă în direcţia dinspre Soare, alungindo în direcţia anti-solară. 7

Activitatea solară Fotosfera,cromosfera şi coroana sunt învelişurile principale ale Soarelui ce constituie atmosfera lui.Anume în aceste învelişuri se desfăşoară procesele care în ansamblu poartă numele de activitate solară.Activitatea magnetică a Soarelui generează o serie de efecte cunoscute sub numele generic de activitate solară, incluzând petele pe suprafața acestuia, erupțiile solare și variații ale vântului solar, care dispersează materie din componența Soarelui în tot sistemul solar și chiar și dincolo de el.Procesele ce au loc pe Soare se răsfrîng şi la multe procese în atmosfera Pămîntului.Mecanismul formării petelor şi faculelor pe Soare încă nu este cunoscut,dar este periodic ,cu perioada de 11 ani.Dacă considerăm şi schimbarea polarităţii petelor,atunci perioada activităţii este aproximativ de 22 ani.Activitatea solară poate fi exprimată prin aşa numitul-Numărul Wolf(𝑊0 ). 𝑊0 =k(10g+s) ,unde k-este un factor care variază în funcție de locație și instrumente (de asemenea cunoscut ca factorul observatorului sau coeficientul personal de scădere k< 𝟏. Unde g-este numărul grupurilor de pete solare. s- este numărul total de pete individuale. Cu cît 𝑊0 e mai mare,spunem că,activitatea solară e mai mare.Ca orice sferă şi Soarele are ecuator,poli,latitudine şi longitudine,cu alte cuvinte are reţea de coordonate.Latitudinea se schimbă 0° − 90° de la ecuator spre poli.Drept meridian zero se foloseşte meridianul Carington “𝑳𝟎 ”. Deci orice punct(pată) se poate determina după coordonatele( 𝛌 ş𝐢 𝛗) λ- distanţa de la meridianul Carington Deoarece planul ecuatorial al Soarelui e înclinat la 7° faţă de ecliptică ,latitudinea geografică 𝜑 variază cu 𝐵0 = ±7°.Evident că 𝐿0 ş𝑖 𝐵0 determină centrul Soarelui.Poziţia meridianului 𝐿0 coincide cu axa de rotaţie şi se determină unghiul de poziţie P. 𝐵0 şi P pentru fiecare zi este dat în Calendarul Astronomic.Pentru a desena (determina) poziţiile latitudinilor şi longitudinilor ne folosim de planşetele speciale.Petele pe Soare apar numai in regiunile 𝜑 ≤ ±40° . Viața pe Pămînt depinde de soare. Această activitate solară este una dintre principalele cauze ale schimbărilor climatice pe Pămînt. Ciclul solar acum se îndreaptă spre maxim. Poate aceasta provoca probleme pe Pămînt? Oamenii de ştiinţă spun că acest lucru nu ar trebui să conducă la o catastrofă globală, pentru că nu s-a întîmplat în 400 de ani de observaţii. Creşterea activităţii solare înseamnă apariţia de pete pe soare. Numărul de pete poate ajunge la numărul maxim, iar apoi într-o perioadă de timp se reduce la minim.Descoperirea a fost o surpriză pentru astronomi: ei credeau că Soarele este ceva static şi neschimbat.Mai tîrziu s-a constatat că numărul de pete solare variază ciclic și nu haotic: numărul lor creşte şi apoi scade. Un ciclu poate dura 8-14 ani, deşi, cel mai des ciclul durează 11 ani. Cicluri solare diferă în funcţie de intensitate. Uneori, maximul ciclic foarte dificil se distinge de minim. Această situaţie a fost observată în anii 1645 - 1715, aşa-numitul Minim Maunder (astronomul englez Edward Maunder a descoperit fenomenul). Numărul de pete solare a scăzut în mod semnificativ: au fost observate doar 50 dintre ele în loc de numărul obişnuit de 4000050000. Cele mai multe pete solare se află în emisfera sudică a Soarelui. Această perioadă a coincis cu mica epocă glaciară, care a durat din secolul al 14-lea pînă în secolul al 19-lea. Aceasta a fost o perioadă de vreme neobişnuit de rece în Europa şi America (temperatura medie a fost atunci cea mai mică din ultimii 2000 de ani).Potrivit oamenilor de ştiinţă, în ultimii 8000 de ani au existat 18 perioade de activitate solară minimă. Motivele care conduc la apariţia de pete solare, au devenit clare în prima jumătate a secolului 20. S-a constatat că petele au o natură magnetică. Materialul magnetic din interiorul Soarelui este instabil: se mişcă, şi, uneori, iese la suprafaţa stelei, care poate duce la o schimbare a polilor şi la apariţia de pete. Ciclul complet atunci cînd poli revin la locurile lor, durează 22 de ani. În prezent ciclul solar prezent se aproapie de maxim. Activitatea solară va atinge apogeul pînă la sfîrşitul anului 2013 - începutul anului 2014.După aceasta activitatea va zuferi un recul. Minimul va fi atins în 2020.Actualul ciclu este deosebit, deoarece este cel mai lent în istoria observaţilor cosmice. Oamenii de stiință au sugerat că în următoarea perioadă de activitate solară numărul de pete solare va fi relativ mic. Acest lucru nu va afecta nici Pămîntul nici omenirea.

Petele solare Primele manifestări observate ale activităţii solare,au fost petele solare.Încă în anul 300 î.e.n în cronicile chineze vechi sunt pomenite “stoluri de păsări” care îşi fac apariţia pe discul Soarelui.Iar în letopiseţul rusesc al lui Nikon de la 1371 se spune:”În acelaşi an s-au văzut un semn pe soare,nişte puncte negre ca cuiele...”. 8

În 1610 marele Galileo Galilei pentru prima dată a îndreptat luneta construită de el şi abia atunci a devenit limpede că petele de pe Soare nu reprezintă umbrele unor corpuri,ci formaţiuni reale pe însăşi suprafaţa astrului.Galilei a fost primul care a observat că pata ce a apărut la marginea de est a discului solar se deplasează de la stînga la dreapta spre marginea de vest.Aici petele dispar,pentru că unele din ele,dupa 27 zile terestre să-şi facă din nou apariţia la cealaltă margine. Aceasta constituie o dovadă a faptului ca Soarele se roteşte în jurul axei proprii,făcînd o rotaţie în 27 zile. Petele solare apar,de regulă,acolo unde anterior au fost observate facule strălucitoare.La început pata solară reprezintă un por minuscul,un punct întunecat ceva mai mare decît spaţiile întunecate dintre granule.Apoi granulele parcă se dau la o parte ,iar cîţiva pori se contopesc dînd naştere unei pete.Aceasta de obicei nu este solitară.Undeva prin apropriere apar şi alte pete,adică ia naştere un grup de pete.Petele îşi schimbă forma,se deplasează,mişcările lor fiind deosebit de intense în grupurile de pete nou-născute. Durata de viaţă ale acestor formaţiuni întunecate sunt foarte diverse.Unele dispar după cîteva ore,altele trăiesc zeci de zile.S-a constatat că durata medie de existenţă a unui grup de pete este de o săptămînă şi jumătatedouă.Măsurările au arătat că baza fiecărei pete e situată undeva sub fotosferă,probabil,la o adîncime nu prea mare,fiecare pată avînd şi o prelungire în cromosferă.O pată mare are următorul aspect exterior:în centru se află partea cea mai întunecată a petei ,sau nucleul ei,care este înconjurat de o regiune mai luminoasăsemiumbra.Temperatura lor este foarte înaltă,circa 4500℃,însă ea este cu aproximativ 1500℃ mai joasă deît temperatura medie a fotosferei.Dacă pe cerul nocturn s-ar afla o simplă pată solară,ea ar da o lumină de 100 ori mai strălucitoare decît Luna plină.În primul rînd s-constatat că în unele regiuni ale Soarelui nu există pete,la poli şi la ecuator.În schimb,petele au îndrăgit foarte mult zonele simetrice faţă de ecuator,cuprinse între 5° şi 35° − 40° latitudine nordică şi sudică.Aceste regiuni au fost numite de către astronomi „zone împărăteşti” . Ciclul de 11 ani al activităţii solare ,cunoscut în prezent de toţi ,a fost descoperit la mijlocul secolului trecut de către astronomul german Heinrich Schwabe şi colaboratorul observatorului astronomic din Zurich Rudolf Wolf.Rudolf Wolf a întemeiat Serviciul Soarelui ,al cărui centru a devenit observatorul din Zurich.În decurs de 120 aniaici se concentrează datele observaţionalereferitor la pete,culese de zeci de observatoare solare,amplasate în toate colţurile planetei,pe baza cărora se calculează zilnic indicele activităţii solare.Acesta este aşa numitul număr Wolf ,care reprezintă suma dintre numărul de pete vizibile pe Soare la momentul dat şi numărul înzecit al grupurilor de pete. E interesant faptul că după fiecare minim al activităţii solare petele încep să apară mai întîi la limita superioară a zonelor împărăteşti relativ departe de ecuatorul solar.Pe an ce trece ele coboară tot mai aproape de ecuator.Iar la sfîrşitul ciclului petele se pot observa numai în apropierea ecuatorului.Astronomul american George Hale a stabilit că petele solare au un cîmp magnetic puternic.Intensitatea acestui cîmp depinde de aria petelor şi în cazul petelor mari ea deopăşeşte de şase,opt mii de ori intensitatea cîmpului magnetic terestru.Cîmpurile magnetice a două pete de formează un grup au polaritate contrară.Cîmpul magnetic înregistrează cele mai mari intensităţi în centrul petelor.În semiumbră el este mai slab,iar în vecinătatea petelor cîmpul manifestă o descreştere bruscă pentru ca departe de ele să fie doar cu puţin mai intens decît cimpul magnetic al Pamîntului.Cîmpul magnetic al petelor solare este generat de curenţi electrici.Curentul electric îl constituie vîrtjurile enorme de plasmă în mişcare. „Naşterea” şi „Viaţa” petelor solare este urmărită în prezent după hărţile magnetice

Clasificarea şi descrierea petelor solare  

Clasa A: Por izolat – fragment de penumbră sau nucleu fără penumbră – sau grup de pori. Clasa B: Grup de pori cu structură bipolară (concentraţi în două puncte principale, situate cam pe aceeaşi latitudine pe discul solar)  Clasa C: Grup cu structură bipolară; numai pata frontală sau cea codală este înconjurată de penumbră.  Clasa D: Grup cu structură bipolară, petele extreme fiind înconjurate de penumbră. Lungimea grupului mai mică de 10° pe discul solar.  Clasa E: Grup complex cu structură bipolară; lungime în longitudine cuprinsă între 10° şi 15°.  Clasa F: Cele mai mari grupuri de pete; structuri bipolare sau complexe şi lungimi de peste 15° de longitudine.  Clasa G: Grup bipolar, fără pete intermediare; lungimi de peste 10°.  Clasele H şi J: Pată izolată, cu diametrul de peste 2°,5 cu sau fără pete mici în jur.

9

Clasificarea petelor solare în Sistemul ZÜRICH / MCINTOSH (Modificat)

Influenţa activităţii solare În prezent se discută mult punctul de vedere ,potrivit căruia asupra organismului sănătos acţionează slab variaţiile mediului ambiant,inclusiv cîmpurile electromagnetice.Pentru organismul bolnav însă,care nu posedă pe deplin capacitatea de a-şi restabili echilibrul,erupţiile solare pot fi nocive. În centrul atenţiei se află astăzi problema efectului activităţii solare asupra condiţiilor meteorologice şi climei.Meteorologia ,ştiinţa care studiază în principal procesele fizice din stratul cel mai de jos al atmosferei,troposfera.mulţi ani nu ţinea cont de factorii cosmici.Însă condiţiile meteorologice şi clima sunt determinate numai de acţiunea termică a radiaţiei solare,iar fenomenele electromagnetice nu exercită nici o influenţă. Această părere dăinuia în ciuda faptului că îndată ce se aflase despre existenţa ciclurilor de activitate solară,se scoaseră la iveală cicluri analoage şi în multe fenomene terestre.Să luăm,de pildă,ciclul de 11 ani,cel mai pronunţat,de apariţie a petelor solare,de variaţie a numărului Wolf.Acest ciclu se manifestă cu prisoninţă,de exemplu,la creşterea lemnului arborilor în grosime.Dacă măsurăm grosimea inelelor anuale ale lemnului,observăm că se obţin în fiecare an cifre diferite( deoarece în fiecare an arborii primesc cantităţi diferite de căldură,lumină,umezeală) .Dacă aranjăm aceste cifre în ordine succesivă şi construim graficul variaţiei lor de la un an la altul,obţinem o curbă foarte asemănătoare cu cea pe care am văzut-o mai sus,cînd vorbeam despre variaţiile activităţii solare:ea prezintă maxime la fiecare 11 ani. Periodicitatea de 11 ani se distinge foarte binepe tăietura tulpinii de secvoea,care atinge vîrsta de sute de ani. Influenţa activităţii solare poate fi urmărită şi în multe alte fenomene:în nivelul lacurilor şi al apelor freatice, în curgerea rîurilor, în grosimea stratului de mîl depus pe fundul bazinelor de apă,în grosimea stratului de gheaţă de pe mări,în periodicitatea secetelor,uraganelor şi ploilor torenţiale,temperaturilor anuale.Au fost puse în evidenţă şi cicluri mai scurte,cum este,de exemplu,ciclul I pronunţat de 27 zile în starea timpului,care corespunde perfect perioadei de 27 zile de rotaţie a Soarelui în jurul propriei axe.Cercetătorii dau la iveală tot mai multe dovezi că starea timpului este sensibilă la exploziile de pe Soare,la erupţiile cromosferice,mai ales în unele regiuni ale globului pămîntesc.De exemplu,s-a stabilit ca deosebit de sensibile la acţiunea fenomenelor cosmice sînt zonele 10

Islandei,insulelor Azore din Oc.Atlantic,precum şi Alasca.Uneori schimbarea bruscă a timpului are loc chiar în ziua erupţiei cromosferice,iar alteori peste cîteva zile după ea. Relaţiile Soare-Pămînt sunt studiate în prezent de către cercetătorii din cele mai diverse domenii ale ştiinţei.Au început să se intereseze de activitatea solară şi seismologii.Pe planeta noastră se produc zilnic o mulţime de mici cutremure.Uneori cutremurele de pămînt se dezlănţuie cu atîta violnţă ,încît ele transformă în ruine oraşe.Conform geologiei ,cutremurele sunt legate de tensiunile mecanice şi deplasările din scoarţa terestră.Aceste deplasări şi tensiuni depind ele însele de rotaţia Pămîntului în jurul axei sale.Dar la ce ne putem aştepta,dacă Pămîntul nu se roteşte chiar atît de uniform,precum se presupune?Poate că mişcarea de rotaţie suferă o frînare sau accelerare bruscă,ori poate că însăşi axa îşi schimbă poziţia din cauza rotaţiei?Forţele de inerţie ar putea provoca şi cutremure,dacă planeta şi-ar frîna măcar întrucîtva rotaţia.De exemplu,din 1887 pînă în 1944,adică în 57 ani, durata zilei astronomice s-a mărit cu 34,3 secunde, ori în medie cu 0,6 secunde pe an.Dar principalul este că viteza de rotaţie nu variază uniform, ci în salturi. În intervale scurte de timp pot avea loc schimbări bruşte ale vitezei.Acum cîţiva ani un grup de savanţi au lansat ideea că ele ar fi condiţionate de variaţiile activităţii solare şi că energia vîntului solar,primită de Pămînt ,de exemplu ,în timpul furtunilor magnetice,ar duce la creşterea vitezei de rotaţie diurnă a Pămîntului.Comparînd indicii activităţii solare,pentru o perioadă de mai mulţi ani,cu cei ai energiei seismice,cercetătorii au ajuns la concluzia că activitatea solară joacă un rol important şi în variaţiile lente ale vitezei de rotaţie a Pămîntului. Influenţa activităţii solare asupra Pămîntului pune în faţa oamenilor de ştiinţă o mulţime de probleme cu foarte multe necunoscute.Unele din ele au fost aflate de tînăra ştiinţă „Fizica relaţiilor Soare-Pămînt” . Activitatea solară produce numeroase schimbări în plasmasolară şi particule energetice.Acestea sunt responsabile de condiţiile meteo din spaţiul interplanetar. Ejecţiile coronale de masa reprezintă unul din principalele fenomene active solare care influenţează vremea spaţială. Norii uriaşi de plasmă magnetizată pot lovi Pamantul,producînd furtuni geomagnetice.Furtunile geomagnetice duc la perturbarea cîmpului magnetic terestru,la căderi ale curentului electric în reţelele de vastă întindere,la interferenţe în transmisiile radio şi TV,la alterarea stratului de ozon,aurore polare, semnalale de GPS nu vor mai fi atât de precise. Variaţia activităţii solare produce schimbări asupra climatului planetei noastre. Astfel, în perioada de maxim al activităţii solare, atmosfera inaltă a Pamantului işi dublează temperatura faţa de perioada de minim. Activitatea solară influenţează grosimea stratului de ozon al planetei,sistemul pluviometric,activitatea geomagnetică, creşterea copacilor,organismele vii şi chiar biosfera. Furtunile solare care ajung la Pămînt produc furtuni geomagnetice. Acestea influenţează direct organismul uman, modificînd calitatile sîngelui(raportul elementelor ce il compun).În timpul activităţii geomagnetice puternice, rata apariţiei infarcturilor este crescută.Furtunile geomagnetice puternice produc disfunţii la nivelul hipotalamosului şi al centrilor ergo-şi trofotropici. În schimb, furtunile slabe sau cele moderate au un efect stimulativ asupra sistemului nervos central şi al celui vegetativ. Cercetătorii au ajuns la concluzia că, în ultimii 700 de ani, în anii în care au fost înregistrate explozii solare, a crescut semnificativ procentul epidemiilor şi bolilor. Astronomii ruşi au observat că, în anii în care creşte numărul de pete de pe suprafaţa Soarelui, proporţional creşte şi numărul de cazuri de cancer de piele. Cunoaşterea anilor în care activitatea solară este crescută este însăşi secretul care ne poate avertiza din timp dacă, în vara anului cu pricină, are într-adevăr rost să mai zăbovim pe plajă sau să restrîngem timpul de expunere solară la un minimum sigur pentru sănătatea noastră şi în special a copiilor care prezintă sensibilitate crescută la efectele razelor puternice din timpul verii.

11

Mersul lucrării 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Instalaţi telescopul RT-80 (∅ = 88 𝑚𝑚 ,F=80 cm,f=10 mm) şi pregătiţi-l pentru observări. Instalaţi ecranul solar. Proiectaţi imaginea soarelui pe un ecran de hîirtie cu ∅ = 10 𝑐𝑚(Desenăm un cerc cu D=10 cm). Stăruiţi-vă să primiţi o imagine clară.Apoi cu creionul desenaţi toate petele şi faculele pe imaginea soarelui. Nemişcînd telescopul daţi voie la o pată să traverseze cercul în apropierea centrului discului. Trasaţi direcţia mişcării imaginii (de la E la W) şi înregistraţi acest moment.Pata parcurge tot în decurs de 2 minute. Cu ajutorul anuarului astrofizic determinaţi 𝐵0 şi P . Cu ajutorul raportorului găsiţi pe cerc (imaginea soarelui) P . Cu ajutorul planşetei ce corespunde 𝐵0 pentru ziua dată ,desenaţi reţeaua 𝜑 ş𝑖 𝝀. Determinaţi poziţia meridianului Carington 𝐿0. Determinaţi ,după desen şi formula Numărul Wolf-𝑊0 . Dacă aveţi mai multe observări construiţi graficul 𝑊0 = 𝑓(𝑇); 𝑇 − 𝑧𝑖𝑙𝑒𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑒.

12

Numărul-Wolf 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1-Jan

8-Jan

15-Jan

22-Jan

29-Jan

5-Feb Wolf

13

12-Feb

19-Feb

26-Feb

5-Mar

14

15