Читаем Лекции о Солнце полностью

Что касается распределения по долготе, то здесь следовало бы ожидать, что группы пятен располагаются равномерно. Но оказалось, что и здесь не все так просто.

Сделаем важное замечание. На сегодняшний день понятие группы пятен используется нечасто. Как правило, применяется комплексное понятие «активная область», которое включает в себя не только группу пятен (как своеобразный «скелет» активной области), но и окружающее пятна яркое факельное поле. В более высоких слоях солнечной хромосферы факелы проявляются в виде ярких флоккулов, а в хромосферных линиях видна, кроме того, обширная зона возмущенной структуры хромосферы, которая занимает гораздо бóльшую площадь по сравнению с участком, на котором располагаются пятна, и даже с участком, занятым факелами (флоккулами). Над линией раздела магнитных полярностей в активной области лежит, как правило, протуберанец. Его часть внутри активной области низкая и компактная, а другой конец, выходящий за пределы поля флоккулов, обычно приобретает вид высокого и диффузного образования, достигающего корональных высот. Наконец, в короне над активной областью ранее отмечалась так называемая корональная конденсация, которая с помощью современных средств наблюдения видна как система разноуровневых магнитных петель. Именно в активных областях с сильными магнитными полями и большими перепадами (градиентами) в напряженности поля происходят вспышки. Чем сложнее магнитная структура активной области, тем более мощной может оказаться вспышка.

Итак, активная область – это единая физическая система многих проявлений солнечной активности, имеющих магнитную основу и тесно связанных друг с другом.

Во второй половине ХХ века многие исследователи обратили внимание на то, что активные области возникают не всегда случайно. Неоднократно наблюдались ситуации, когда активные области возникали целыми «гроздьями», причем одни разрушались, а другие возникали на том же месте или совсем рядом. Такие системы получили название «комплексы активности». Наблюдения короны показывают, что высокие арки магнитного поля соединяют между собой разные активные области, входящие в один комплекс активности, – другими словами, это действительно физически единые магнитные системы. Продолжительность жизни комплексов активности в несколько раз превышает время существования индивидуальной активной области. Любопытно, что области постоянного пятнообразования внутри комплекса активности – их «ядра», иногда живущие больше года, – не смещаются в кэррингтоновой системе координат и не подвергаются действию дифференциального вращения. Это можно интерпретировать как связь комплексов активности (или, по крайней мере, их ядер) с глубинными структурами на уровне дна конвективной зоны. Выше уже указывалось, что начиная с этого уровня, согласно данным гелиосейсмологии, начинается жесткое, или твердотельное, вращение Солнца. Если представить себе структуру, «привязанную» к этому слою, так и будет: на поверхности Солнца она будет вращаться с кэррингтоновой скоростью! Что это может быть?

В 1970-е годы австралийский астрофизик Джордж Пиддингтон развивал концепцию «магнитных деревьев» – мощных жгутов сильного магнитного поля, вздымающихся со дна конвективной зоны до фотосферы. Эти гипотетические «магнитные деревья», «укорененные» на глубине 200 тысяч километров, естественно, должны вращаться с кэррингтоновой скоростью, неподверженные поверхностным смещениям вещества, которые управляются законами дифференциального вращения. В обиход гелиофизиков в те времена даже вошло словосочетание «пиддингтоновская ересь». Развивая эту концепцию, можно было вообразить ядро комплекса активности в виде «ствола» дерева, а рядом возникали новые активные области («ветки», или более тонкие жгуты поля, «отматывающиеся» от основного).

Эта идея претендовала на объяснение многих феноменов солнечной активности. Но появление и быстрый прогресс гелиосейсмологии показали, что, видимо, в основном пятна – все-таки не очень глубоко залегающие структуры: на глубине в несколько тысяч километров под пятнами неоднородности уже не «прощупываются». В связи с этим стало трудно представлять себе магнитные трубки, уходящие вертикально на глубину в две сотни тысяч километров…

Рис. 19. «Магнитное дерево», согласно гипотезе Дж. Пиддингтона, простирается сквозь всю конвективную зону Солнца. Сечения магнитных жгутов на уровне фотосферы проявляются как солнечные пятна