Солнечные пятна
Протуберанцы
Как и большинство других звезд, Солнце вырабатывает свою огромную энергию за счет происходящих в его недрах термоядерных реакций, прежде всего превращения водорода в гелий. На ослепительной поверхности, вооружившись телескопом с защитной пленкой, можно рассмотреть темные пятна. Это — участки солнечной поверхности, через которые проходят сильные магнитные поля. Они примерно на 2000 градусов холоднее, чем остальная поверхность Солнца, и выглядят по контрасту с ней черными пятнами, хотя в действительности имеют темно-оранжевый цвет. На видимой поверхности Солнца наблюдаются также светлые гранулы и темные волокна, яркие солнечные вспышки и гигантские выбросы вещества — протуберанцы. Солнце — источник не только видимого света, но и широкого диапазона других излучений: от радио- до ультрафилолетового и гамма-излучения. Вспышки, выбросы вещества на нашей звезде приводят к возмущению ионосферы Земли — мы слышим помехи в радиоприемниках и наблюдаем полярные сияния.
Как и все обычные звезды, Солнце — газовый шар, его наблюдаемая поверхность является, по сути, границей его атмосферы. Видимый светящийся слой солнечной атмосферы называется фотосферой. При полном солнечном затмении становится виден другой слой солнечной атмосферы — хромосфера — в виде красной полоски. Ее окружает протяженный внешний слой — солнечная корона — видимый как серебристо-жемчужное сияние.
Наблюдения Солнца
«ВНИМАНИЕ! Никогда не направляйте телескоп на Солнце!» — такое предостережение, как правило, встречается на новом телескопе в виде яркой наклейки или ярлычка на трубе и ему стоит безоговорочно следовать, пока вы специально не подготовите ваш телескоп для наблюдений Солнца.
Без преувеличения можно сказать, что наблюдения Солнца — самый опасный вид астрономических наблюдений. Даже для невооруженного глаза Солнце — очень яркий объект, и просто посмотрев на него, без всякой оптики, можно сильно повредить сетчатку глаза. Телескоп же усиливает интенсивность потока солнечного света в десятки раз. Поэтому запомните главное правило: НИКОГДА НЕ СМОТРИТЕ НА СОЛНЦЕ В ТЕЛЕСКОП, БИНОКЛЬ ИЛИ ЛЮБОЙ ДРУГОЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР БЕЗ СПЕЦИАЛЬНЫХ СВЕТОФИЛЬТРОВ!
Многие любители астрономии используют для наблюдений солнечный экран, закрепленный у окуляра телескопа. Его можно сделать самостоятельно, а некоторые модели телескопов уже укомплектованы им. И все же этот метод в последнее время теряет свою популярность. Во-первых, контраст изображения при таком способе довольно низкий, к тому же отслеживать объект сложнее, чем при просмотре в окуляр. Во-вторых, в зависимости от конструкции оптики телескопа и материалов, из которых изготовлены его детали, его можно испортить такими наблюдениями. Дело в том, что воздух внутри трубы и все оптические детали сильно нагреваются от лучей, особенно это касается тех узлов, которые находятся вблизи от фокуса телескопа. Это могут быть вторичное или диагональное зеркало, фильтры, окуляры, оборачивающие системы, фокусёр и т. д. Зачастую от сильного нагрева пластиковые корпуса окуляров просто плавятся на глазах, а линзы, которые от сильного нагрева пережаты в металлическом корпусе окуляра, лопаются. Наиболее безопасны наблюдения методом проекции для рефракторов и рефлекторов Ньютона, а наибольший риск повреждения оптики — у телескопов систем Максутова и Кассегрена, в которых используются и зеркала, и линзы. Кроме того, выходящий из окуляра яркий пучок света может попасть на чью-нибудь незащищенную руку или глаз и вызвать ожог, а в случае с глазом — нанести непоправимый ущерб зрению.
Опасны и фильтры, надевающиеся на окуляр телескопа. Из-за того, что они располагаются в непосредственной близости от точки фокуса, они тоже могут лопнуть, причем в момент наблюдения.
Наиболее безопасны апертурные солнечные фильтры, надеваемые на объектив телескопа. Они отсекают 99,999 % солнечного света, причем делают это на входе в трубу. Таким образом, и глаза наблюдателя, и внутренность телескопа защищены, конечно, при условии надежного крепления оправы фильтра. Апертурные фильтры делаются из специального стекла или специальной гибкой пленки. В последнем случае пленку можно купить отдельно и изготовить фильтр самостоятельно. Наиболее известны среди российских любителей астрономии пленки марок Baader Planetarium Astrosolar и Seymour Solar.
Существуют фильтры, а также специальные любительские телескопы, например марки Coronado, позволяющие наблюдать Солнце в спектральной линии водорода H-альфа. Это позволяет, например, наблюдать протуберанцы вне затмения, а также факелы, яркие активные области и другие детали поверхности Солнца, например грануляцию — невидимые с применением обычных фильтров. К сожалению, из-за высокой цены (в среднем порядка нескольких тысяч долларов) телескопы Coronado и другие телескопы с фильтрами Н-альфа доступны очень небольшому числу любителей астрономии.
Многие организации любителей астрономии систематически занимаются наблюдениями Солнца, объединяя в своих рядах множество людей. Например, секция наблюдателей Солнца существует в Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд (https://www.aavso.org/solar). В ее работе принимают участие более 100 любителей и профессионалов на 6 континентах. Они обеспечивают слежение за Солнцем в любой момент времени и независимо от погоды — если Солнце не видно в одной точке земного шара, оно обязательно видно где-то еще! Одно из основных направлений работы «солнечных» наблюдательских объединений — мониторинг солнечных пятен. Ведется учет числа групп солнечных пятен и общего количеств отдельных пятен.
Астрономам-любителям доступен еще один интересный, хотя и трудоемкий, и требующий технической грамотности метод исследования солнечной активности. Речь идет об отслеживании так называемых внезапных ионосферных помех. Соответствующая программа AAVSO состоит из наблюдателей, которые следят за радиостанциями, передающими на сверхдлинных волнах (VLF), для обнаружения внезапного улучшения их сигналов. Так ионосфера Земли реагирует на интенсивное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение во время солнечной вспышки. Возмущение ионосферы усиливает распространение VLF-радиоволн, которые отражаются от нее. Контролируя уровень сигнала далекого VLF-передатчика, наблюдатели регистрируют внезапные ионосферные возмущения, которые свидетельствуют о произошедшей солнечной вспышке. Все станции мониторинга в рамках программы AAVSO построены самими любителям.
