Почему солнечные пятна кажутся темными?

Солнечные пятна, такие как эта, выглядят темными:

веснушка

Зачем?

the-sun

Учитывая, насколько яркое солнце, солнечные пятна могут казаться относительно темными и при этом оставаться достаточно яркими.

— trevorKirkby

Построение их в темноте - это просто представление не видимого света, а относительной температуры (инфракрасного света).

— Harogaston

Какие предварительные исследования были проведены здесь? На него легко ответить, основываясь на википедии и других легкодоступных ресурсах, которые можно легко найти в Google. Действительно, вы, кажется, ответили на свой вопрос, используя только такие ресурсы. Меня сбивает с толку, что такой простой вопрос (и ваш ответ) получил так много голосов.

— Роб Джеффрис

@RobJeffries Возможно, он получил так много голосов, потому что он появляется на первой странице Google для "темных пятен". Это, вероятно, помогает людям, что не так уж плохо. Кроме того, это вопрос с самостоятельным ответом , особенность системы, которую пользователям рекомендуется использовать. Если у вас есть больше информации, пожалуйста, не стесняйтесь написать свой собственный ответ.

— Отменить

Понимаю. Тем не менее, на этот вопрос можно ответить с минимальными усилиями исследователей Действительно, вторая цитата, которую вы используете, на самом деле взята со страницы Википедии для солнечных пятен, а не из цитируемого вами ресурса НАСА.

— Роб Джеффрис

Ответы:

Типичные солнечные пятна имеют темную область (umbra), окруженную более светлой областью, полутенью. В то время как солнечные пятна имеют температуру около 6300 ° F (3482,2 ° C), поверхность солнца, которая их окружает, имеет температуру 10000 ° F (5537,8 ° C).

С этого ресурса НАСА :

Солнечные пятна на самом деле являются областями солнечной поверхности, где магнитное поле Солнца концентрируется в 1000 раз. Ученые пока не знают, как это происходит. Магнитные поля создают давление, и это давление может привести к тому, что газ внутри пятна будет находиться в равновесии с газом вне пятна ... но при более низкой температуре. Солнечные пятна на самом деле на несколько тысяч градусов холоднее, чем поверхность Солнца с 5770 К (5496,8 ° С), и содержат газы при температуре от 3000 до 4000 К (2726,9 - 3726,8 ° С). Они темны только в отличие от гораздо более горячей солнечной поверхности. Если бы вы положили солнечное пятно на ночное небо, оно бы светилось ярче, чем полная луна, с малиново-оранжевым цветом!

Солнечные пятна являются областями интенсивной магической активности, как видно на этом изображении:

веснушка

Вы можете видеть, как материал растягивается в пряди.

Что касается причины, она круче, чем остальная поверхность:

Хотя детали генерации солнечных пятен до сих пор остаются предметом исследований, кажется, что солнечные пятна являются видимыми аналогами трубок с магнитным потоком в конвективной зоне Солнца, которые «закручиваются» дифференциальным вращением . Если напряжение на трубках достигает определенного предела, они свернуты, как резиновая полоса, и пробивают поверхность Солнца. Конвекция тормозится в точках прокола; поток энергии изнутри Солнца уменьшается; и с этим температура поверхности.

В целом солнечные пятна кажутся темными, потому что они темнее окружающей поверхности . Они темнее, потому что они круче, и они круче из-за сильных магнитных полей в них.

— Отменить
источник

Есть ли какое-то изображение одного солнечного пятна, чтобы мы могли видеть, что оно на самом деле довольно яркое?

— Томаш Зато - Восстановить Монику

Это была бы аккуратная картина. Я поищу, хотя я несколько сомневаюсь, что найду.

— Отменить

Я спросил, потому что мои поиски не удалось. Было бы интересно увидеть структуру области, которая является черной на большинстве изображений.

— Томаш Зато - Восстановить Монику

Солнечные пятна холоднее, потому что их магнитные поля препятствуют пополнению тепла от конвективных потоков (из-за взаимодействия между плазмой и магнитными полями). Это позволяет им охлаждаться радиационно. Остальная часть солнечной поверхности постоянно пополняется конвективными ячейками, которые разогревают ее.

Солнечная плазма в фотосфере излучает примерно как черное тело, а это означает, что энергетический (и длина волны) спектр излучения следует функции Планка. Функция Планка масштабируется вверх и вниз с температурой при всех энергиях (и длинах волн). Яркость черного тела при данной энергии (или длине волны) определяется значением функции планки при этой энергии.

Изображение, которое вы показали, получено в «фотосферном континууме», который является частью спектра излучения, в которой доминирует черное тело. Итак, поскольку солнечные пятна прохладные (по сравнению с окружающей средой), это означает, что их функция Планка ниже, чем у окружающей среды, и, следовательно, их яркость ниже, в результате чего они выглядят темными на изображении.

— pohuigin
источник