Nasze obserwacje chromosfery słonecznej



Podobne dokumenty
Ćwiczenie 1 Wyznaczanie prawidłowej orientacji zdjęcia słonecznej fotosfery, wykonanego teleskopem TAD Gloria.

Słońce i jego miejsce we Wszechświecie. Urszula Bąk-Stęślicka, Marek Stęślicki Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

O aktywności słonecznej i zorzach polarnych część I

Aktywne Słońce. Tomasz Mrozek. Instytut Astronomiczny. Uniwersytet Wrocławski

Od centrum Słońca do zmian klimatycznych na Ziemi

Aktywność Słońca. dr Szymon Gburek Centrum Badań Kosmicznych PAN : 17:00

Aktywne Słońce. Tomasz Mrozek. Instytut Astronomiczny. Uniwersytet Wrocławski

Cairns (Australia): Szerokość: 16º 55' " Długość: 145º 46' " Sapporo (Japonia): Szerokość: 43º 3' " Długość: 141º 21' 15.

mgr Monika Chudy mgr inż. Łukasz Maślaniec

Wycieczka po Załęczańskim Niebie

Słońce. Mikołaj Szopa

PORADNIK dla użytkowników teleskopu TAD z projektu Gloria Wstęp podstawowe informacje o teleskopie

Słońce to juŝ polska specjalność

1. Obserwacje nieba 2. Gwiazdozbiór na północnej strefie niebieskiej 3. Gwiazdozbiór na południowej strefie niebieskiej 4. Ruch gwiazd 5.

Słońce a sprawa ziemskiego klimatu

Zaćmienie Słońca powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.

( W.Ogłoza, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie, Pracownia Astronomiczna)

Skala jasności w astronomii. Krzysztof Kamiński

Grawitacja - powtórka

Klasyfikacja i nazewnictwo protuberancji.

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Analiza danych. 7 th International Olympiad on Astronomy & Astrophysics 27 July 5 August 2013, Volos Greece. Zadanie 1.

Tomasz Mrozek 1,2, Sylwester Kołomański 1 1. Instytut Astronomiczny UWr 2. Zakład Fizyki Słońca CBK PAN. Astro Izery

Nr 4/2014. Materiały obserwacyjne. Biuletyn Sekcji Obserwacji Słońca. Strona 1

BEZPIECZNE OBSERWACJE SŁOŃCA

Koronalne wyrzuty materii

12.1 Słońce. Ogromna moc promieniowania Słońca to skutek zarówno ogromnych rozmiarów, jak i wysokiej temperatury powierzchni.

Obliczanie głębokości i średnicy krateru na Księżycu

ĆWICZENIE 1 WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ZA POMOCĄ SPEKTROSKOPU

Rozmiar Księżyca. Szkoła Podstawowa Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 2

Grudzień Biuletyn dla obserwatorów Słońca. W tym wydaniu. Podpis zdjęcia

Człowiek najlepsza inwestycja. Fot.NASA FENIKS PRACOWNIA DYDAKTYKI ASTRONOMII

Zorza polarna- zjawisko świetlne obserwowane w górnej atmosferze w pobliżu biegunów

Nasza Galaktyka

Oszacowywanie możliwości wykrywania śmieci kosmicznych za pomocą teleskopów Pi of the Sky

Słooce. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słooca CBK PAN

Rys. 1 Przekrój Saturna

Galaktyki i Gwiazdozbiory

Jaki jest Wszechświat?

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

Układ słoneczny, jego planety, księżyce i planetoidy

Kamera internetowa: prosty instrument astronomiczny. Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Aktywność magnetosfery i zaburzenia w wietrze słonecznym.

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

CZĘŚCIOWE ZAĆMIENIE SŁOŃCA CZY WARTO POŚWIĘCAĆ MU UWAGĘ?

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

PIPP

Astrofotografia dla początkujących. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Fizyka i Chemia Ziemi

Układ Słoneczny. Pokaz

Poza przedstawionymi tutaj obserwacjami planet (Jowisza, Saturna) oraz Księżyca, zachęcamy również do obserwowania plam na Słońcu.

Grawitacja i astronomia, zakres podstawowy test wiedzy i kompetencji ZADANIA ZAMKNIĘTE

Dodatek 4. Zadanie 1: Liczenie plam słonecznych w różnych dniach. Po uruchomieniu programu SalsaJ otworzy się nam okno widoczne na rysunku 4.1.

Temat Zasady projektowania naziemnego pomiaru fotogrametrycznego. 2. Terenowy rozmiar piksela. 3. Plan pomiaru fotogrametrycznego

Chmury obserwowane w atmosferze, zbiorowiska unoszących się w powietrzu cząstek w postaci kropelek wody lub kryształków lodu albo ich mieszaniny.

Odległość mierzy się zerami

Astronomiczny elementarz

I ZJAZD SOS PTMA wrzesień 2016 rok. Biuletyn pozjazdowy

Nr 2/2014. Materiały obserwacyjne. Biuletyn Sekcji Obserwacji Słońca. Strona 1

Następnie powstały trwały izotop - azot-14 - reaguje z trzecim protonem, przekształcając się w nietrwały tlen-15:

Krzysztof Gęsicki. Astrofizyka1. fizyka układu słonecznego. Wykładkursowydla2r.studiówAS1. wykład 1: współczesne obserwacje Słońca

Wenus na tle Słońca. Sylwester Kołomański Tomasz Mrozek. Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Ewolucja w układach podwójnych

Pokażę w jaki sposób można zrobić prostą grafikę programem GIMP. 1. Uruchom aplikację GIMP klikając w ikonę na pulpicie.

Wyznaczenie masy optycznej atmosfery Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Ruch obiegowy Ziemi. Ruch obiegowy Ziemi. Cechy ruchu obiegowego. Cechy ruchu obiegowego

14 POLE GRAWITACYJNE. Włodzimierz Wolczyński. Wzór Newtona. G- stała grawitacji 6, Natężenie pola grawitacyjnego.

Piotr Fita Wydział Fizyki UW, Zakład Optyki

Pola Magnetyczne w Układzie Słonecznym

5.1. Światłem malowane

Przyroda. Zeszyt ćwiczeń

Sprzęt do obserwacji astronomicznych

Tellurium szkolne [ BAP_ doc ]

LVII Olimpiada Astronomiczna 2013/2014 Zadania zawodów III stopnia

Układ Słoneczny. Powstanie Układu Słonecznego. Dysk protoplanetarny

Czym obserwować niebo?

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Księżyc to ciało niebieskie pochodzenia naturalnego.

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

Pomiar światła w aparatach cyfrowych w odniesieniu do histogramu.

Układ Słoneczny Układ Słoneczny

Człowiek najlepsza inwestycja FENIKS

TEMAT: Gwiaździste niebo.

Prosta astrofotografia planetarna i księżycowa. Piotr Biniarz

Zapisy podstawy programowej Uczeń: 2. 1) wyjaśnia cechy budowy i określa położenie różnych ciał niebieskich we Wszechświecie;

Nr 1/2014. Materiały obserwacyjne. Biuletyn Sekcji Obserwacji Słońca. Strona 1

Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny, Uniwersytet Wrocławski Zakład Fizyki Słońca, Centrum Badań Kosmicznych PAN. Lekcje ze Słońcem w tle

GWIEZDNE INTERFEROMETRY MICHELSONA I ANDERSONA

Falowanie czyli pionowy ruch cząsteczek wody, wywołany rytmicznymi uderzeniami wiatru o powierzchnię wody. Fale wiatrowe dochodzą średnio do 2-6 m

Październikowe tajemnice skrywane w blasku Słońca

ENCELADUS KSIĘŻYC SATURNA. Wojciech Wróblewski Źródło: en.wikipedia.org

Dlaczego niebo jest niebieskie?

F = e(v B) (2) F = evb (3)

Blok I: Wyrażenia algebraiczne. dla xy = 1. (( 7) x ) 2 ( 7) 11 7 x c) x ( x 2) 4 (x 3 ) 3 dla x 0 d)

Ekspansja Wszechświata

Transkrypt:

Autorki: Alicja Kuchta; Aleksandra Szczurowska Szkoła: I Liceum Ogólnokształcące im. Adama Mickiewicza w Stargardzie Szczecińskim Klasa : I Opiekun : Jolanta Olejniczak Nasze obserwacje chromosfery słonecznej Źródła: gloria-project.eu pl.wikipedia.org Urania nr 1/2010 Urania nr 6/2010 Urania nr 1/2007 www.astro.uni.wroc.pl/helio/helio_sundescrip.html http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/chromosfera-slonca;4007868.html Programy komputerowe: RegiStax5 Gimp Słońce. Gwiazda życia ponad siedmiu miliardów mieszkańców planety Ziemia. Tajemnicze, piękne, groźne. Jak niezwykłe, przekonujemy się o tym obserwując naszą gwiazdę dzienną nie Strona 1

tylko podczas jej zachodów, ale także za pomocą różnych teleskopów z odpowiednimi filtrami. Teleskopy z szarym filtrem pozwalają obserwować fotosferę a z filtrem H-alfa chromosferę. Do obserwacji fotosfery korzystamy w naszej szkole z zdalnie sterowanego teleskopu TAD dostępnego na stronie internetowej projektu Gloria oraz szkolnej lunety wyposażonej w szary filtr. BUDOWA SŁOŃCA Słońce jest kulą zjonizowanego gazu o masie około 2 10 30 kg, z czego 74% stanowi wodór, 25% hel, a niespełna 1% pierwiastki cięższe i sporadycznie występujące proste związki chemiczne. 1. Fotosfera Atmosfera Słońca: To, co widzimy jako powierzchnię Słońca, w rzeczywistości jest warstwą gorącego, rzadkiego gazu o miąższości kilkuset kilometrów i temperaturze rzędu 6 000 kelwinów. Na tej to powierzchni, zwanej fotosferą, możemy dostrzec ciemniejsze obszary to plamy słoneczne. Niektóre z nich mają wyodrębniony cień oraz półcień. W najciemniejszych miejscach temperatura gazu spada do 4 000 kelwinów, podczas gdy w obszarach półcienia wynosi 5 000 kelwinów. Fotosfera wykazuje ziarnistą strukturę te tak zwane granule to wierzchołki kolumn konwekcyjnych, mające rozmiary rzędu tysiąca kilometrów. Konwekcja zaś to bardzo efektywny sposób transportu energii z wewnętrznych warstw Słońca do fotosfery. W okolicach plam zazwyczaj możemy dostrzec pojaśnienia. Są to pochodnie miejsca o nieco wyższej aniżeli otoczenie temperaturze. Wraz z plamami tworzą one obszary aktywne, nieraz pokrywające znaczną część powierzchni naszej gwiazdy dziennej. Grupy plam słonecznych są najłatwiejszym do zaobserwowania elementem obszarów aktywnych, ogromnych kompleksów aktywności magnetycznej, rozciągających się od wnętrza Słońca, poprzez fotosferę, chromosferę aż do korony słonecznej. 2.Chromosfera Strona 2

Ponad fotosferą znajduje się warstwa zwana chromosferą. Najciekawsze zjawiska związane z aktywnością słoneczną rozgrywają się właśnie w chromosferze Plazma jest tam mocno rozrzedzona, ale jej temperatura rośnie wraz z odległością od fotosfery. Podstawowy jej obszar ma temperaturę ok. 4500 K. Powyżej temperatura wzrasta do ok.7000 K. Natomiast gęstość atmosfery maleje wraz z wysokością. Najniższa warstwa chromosfery jest jednorodna, natomiast wyżej pojawiają się bryzgi chromosferyczne. Podczas całkowitych zaćmień Słońca jesteśmy w stanie zaobserwować chromosferę. Ale można ją również zobaczyć na całej tarczy. Należy wówczas zastosować filtr wąskopasmowy, na przykład filtr H-alfa. Wyodrębnia on z całego widma wąskie pasmo promieniowania o długości fali 656 nanometrów, co odpowiada linii H-alfa wodoru (stąd nazwa filtru). Wyraźnie widać skomplikowany obraz pojaśnień i włókien, związanych z obszarami aktywnymi. To ślady obecności silnych pól magnetycznych, które są odpowiedzialne za powstawanie i zachowanie tych obszarów. Dzisiaj wiemy też, że jeśli plama wiruje bardzo szybko a jej pole magnetyczne koncentruje się w osi wiru, następuje wystrzelenie materii słonecznej daleko ponad powierzchnię Słońca. Zjawisko to nosi nazwę protuberancji. To najbardziej zachwycające i jednocześnie budzące respekt astrofizyków działanie natury obserwowane na powierzchni Słońca. Miałyśmy okazję je obserwować przez stacjonarnym teleskop Zeiss systemu Maksutowa-Cassegraina 180/1800 mm na montażu paralaktycznym z prowadzeniem w kopule astronomicznej. Do wykorzystania miałam też przenośny teleskop systemu Newtona 10 /1250 mm na montażu azymutalnym typu Dobsona oraz aparat cyfrowy Canon 1100D (LiveView), kamerę CCD wb 16 bit Meade III Pro z zestawem filtrów RGB, kamerkę CCD kolor 8 bit Philips TouCam oraz filtr słoneczny H-alfa Coronado 60 mm. Protuberancje, to jasna struktura widoczna ponad brzegiem tarczy słonecznej. Składa się ze stosunkowo gęstej plazmy koronalnej, o niskiej temperaturze sięgającej kilku do kilkudziesięciu tysięcy kelwinów, wmrożonej w pole magnetyczne. Protuberancje są około 100 razy chłodniejsze i 100 razy bardziej gęste od korony słonecznej. Można je obserwować zarówno jako jasne obiekty nad brzegiem tarczy Słońca lub też jako ciemne obiekty, tzw. włókna słoneczne na tle jego ciemniej korony. Czas życia protuberancji spokojnych waha się od kilku minut do kilku tygodni. Protuberancja spokojna może zostać zaburzona, gdy w pobliżu nastąpi rozbłysk słoneczny lub odpływ części materii w kierunku chromosfery słonecznej. Zaburzona protuberancja często po kilkunastu godzinach potrafi się odbudować, uzyskując taki sam kształt. Świadczy to o tym, że konstrukcją nośną jest pole magnetyczne, które nie ulega rozkładowi. Czasami prowadzi to do wyrzutu materii słonecznej w przestrzeń międzyplanetarną. Nieliczne koronalne wyrzuty masy typu HALO osiągają okolice Ziemi. Najsłynniejszym wyrzutem masy słonecznej był ten z 9 marca 1989 roku. Cztery dni po wyrzucie masy słonecznej dotarł na Strona 3

Ziemię i uszkodził sieć energetyczną w prowincji Quebec w Kanadzie. Kanadyjczycy na wiele godzin zostali odcięci od energii elektrycznej. Wyrzuty powodujące zaburzenia ziemskiej magnetosfery tworzą jednak malownicze zorze polarne. Inną podstawą klasyfikacji protuberancji jest podział według kształtów oglądanych,,z boku". Obserwacje pokazują, że protuberancje nie są jednolitymi obiektami, lecz posiadają bogatą wewnętrzną strukturę. Wyrastają one z chromosfery, a w miejscu gdzie styka się ona z włóknami, widoczne jest wyraźne pojaśnienie - bright rim. Również złożoną budowę mają tak zwane włókna. Wzdłuż szczytu całego włókna biegnie grzbiet. Nogi znajdują się na jego krańcu i widoczne są jako wypustki wyrastające z boków włókna i sięgają do chromosfery. Obserwowane zaś na powierzchnie chromosfery ciemniejsze pasma o znacznej nieraz rozciągłości to filamenty, czyli są to protuberancje spokojne. Należą one częściowo już do następnej warstwy słonecznej atmosfery, a mianowicie do korony. 2. Korona Zwykło się uważać, że koronę słoneczną można dostrzec tylko w trakcie trwania zjawiska całkowitego zaćmienia Słońca. Tak było jeszcze kilkadziesiąt lat temu, obecnie używając odpowiednie filtry wąskopasmowe możemy z łatwością oglądać obiekty i rejestrować zjawiska zachodzące w dolnych warstwach korony. Najefektowniejsze z nich to protuberancje, czyli strugi gazu ochłodzonego przez silne pola magnetyczne. Widać je na skraju słonecznej tarczy, nieraz osiągają rozmiary rzędy setek tysięcy kilometrów. Niedawno, miałyśmy okazję nie tylko zobaczyć ale także zarejestrować zjawiska występujące w chromosferze słonecznej podczas pobytu w MOA w Niepołomicach. Strona 4

Zdjęcie wykonane teleskopem Tad (projekt Gloria). Zdjęcie wykonane teleskopem systemu Newtona na montażu Dobsona Strona 5

Natomiast te zdjęcia wykonałyśmy za pomocą stacjonarnego teleskopu Zeiss systemu Maksutowa-Cassegraina 180/1800 mm na montażu paralaktycznym z prowadzeniem w kopule astronomicznej. Na zdjęciu widoczne są protuberancje, których na wcześniejszym zdjęciu nie było widać. Tak wyraźne zdjęcia powstały poprzez złożenie kilkudziesięciu fotografii z jednej sesji w programie graficznym RegiStax (poprawienie jakości obrazu) i poddanie obróbce graficznej w programie Gimp. Na tak opracowanych zdjęciach, widoczna jest chromosfera wraz z obszarami aktywnymi. Strona 6

Obliczanie wielkości plam słonecznych To zdjęcie zostało wykonane przy użyciu aparatu fotograficznego Canon 1100D oraz przenośnego teleskopu systemu Newtona 10 /1250 mm na montażu azymutalnym typu Dobsona ( tego samego dnia co pozostałe zdjęcia). Wyznaczanie skali zdjęcia: 1 392 684km 1591px Skala zdjęcia: 875 km/px D =12px 875km/px D = w w 10500 km ΔD =1050 km w D =10500km± 1050km w Strona 7

D sz =11px 875km/px = 9625 km D sz =9625km± 962km D w1 =32px 875km/px D w1 = 28000 km± 2800km D sz1 =27px 875km/px = 23625 km± 2362km Obliczenie rozmiarów protuberancji Do obliczenia rozmiarów protuberancji skorzystałyśmy ze zdjęć Słońca wykonanych w tym samym dniu, w przeciągu dwóch godzin, teleskopem TAD i teleskopem Zeiss systemu Maksutowa-Cassegraina 180/1800. 1.Wyznaczanie odległości między plamami: Strona 8

1. Zdjęcia wykonane za pomocą projektu Gloria nałożyłyśmy na siebie i opracowałyśmy za pomocą programu RegiStax. 2. Następnie otrzymany obraz obróciłyśmy w programie Gimp. 3. Wyznaczyłyśmy także ile średnio pikseli przypada na średnicę Słońca (851). Znając średnicę Słońca (1 392 684 km) jesteśmy w stanie założyć ilu kilometrom odpowiada jeden piksel. 1 392 684 km 851px x km 1px, x= 1 392 684 : 851 1636km 4. Z podanych obliczeń wynika, że na jeden piksel przypada około 1636km. Następnie obliczyłyśmy ile wynosi odległość między dwoma największymi plamami. 31 x 1636 km = 50732km odległość między plamami Strona 9

2.OBLICZANIE DŁUGOŚCI PROTUBERANCJI. Ponieważ zdjęcie protuberancji zostało wykonane tym samym teleskopem i w tym samym czasie co wcześniejsze zdjęcia (kiedy to obliczałyśmy odległość między plamami ) możemy łatwo policzyć jej długość. Z wcześniejszych obliczeń wynika, że na jeden piksel przypada około 1636km. 117 px 50732km 1 px x Z tych obliczeń wynika natomiast, że na 1 px przypada 434 km x= 5073km : 117 = 433,60 km 159px x 434km = 69006 km Długość protuberancji Porównanie protuberancji z Ziemią : 6378 km średnica Ziemi 69006 km wysokość protuberancji Protuberancja ta jest około 11 razy większa niż średnica Ziemi. 3.OBLICZANIE SZEROKOŚCI PROTUBERANCJI Strona 10

33 x 434 km = 14322 km szerokość protuberancji Otrzymane wyniki to tylko oszacowanie wymiarów protuberancji. Wyniki są obarczone błędami; są to błędy przy wyznaczaniu skali zdjęć ( dokładność wyboru punktów na plamach). Zaznaczanie odległości na zdjęciach w Gimpie; błąd w pomiarach długości ok.10%. Poza tym występują niedokładności związane z zaokrąglaniem wielkości liczbowych. Strona 11