Хромосфера және тәж
ТАРАЗ МЕМЛЕКЕТТІК ПЕДАГОГИКАЛЫҚ ИНСТИТУТЫ
ТАЙҒАРАЕВ ЖЕҢІС РАЙЫМҚҰЛҰЛЫ
Күн жүйесі денелерінің фотокөріністері арқылы қозғалысы заңдылықтарын
зерттеу
6М011000-Физика
Физика магистрі академиялық дәрежесіне диссертация
Ғылыми жетекші:
Б.Ж.Көшкімбаева
Тараз 2012
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
І.Теориялық бөлім
1.1.Күн
1.1.1. Күннің негізгі
сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...9
1.1.2.Күн
атмосферасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .12
1.2. Айдың қозғалыс
заңдылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
1
1.2.1. Айдың
қозғалысы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .21
1.2.2. Күн және Ай
тұтылулары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... .25
1.3. Айдың физикалық
табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.34
1.3.1. Айдың негізгі
сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .34
1.3.2. Ай бедері
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 36
1.3.3. Айдың ішкі
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... 42
1.3.4. Айдың пайда болуы және
дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .43
ІІ.Зерттеу
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .44
2.1.Зерттеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..44
2.2.Күн тәжі құрамына кіретін заттардың лақтырыстары жылдамдығын
SOHO ғарыш аппараты түсірген суреттер арқылы
анықтау ... ... ... ... ... ...48
2.3 Күннің өз өз осінен айналу периодын анықтау
әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... .51
2.4. Айдың орбиталық жылдамдығын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...55
2.5.Ай бедерін
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ..57
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
63
Кіріспе
Қазіргі кезде аспан денелерінің пайда болуы, дамуы, олардың
қозғалыс заңдылығы, құрылысы мен табиғаты жаратылыстанудың негізгі мәселесі
болып табылады.
Аспан денелерінің құрылысын және дамуын, олардың кеңістіктегі орны мен
қозғалысын зерттей отырып, астрономия тұтастай Әлемнің құрылысы мен дамуы
туралы түсінік қалыптастырады.
Аспан денелерін зерттеуде астрономия алдына шешуге тиісті негізгі үш
мәселе қояды:
1) Аспан денелерінің кеңістіктегі көрінерлік, содан соң нақты орны мен
қозғалысын зерттеу, олардың өлшемдері мен пішіндерін анықтау;
2) Аспан денелерінің физикалық құрылысын, яғни аспан денелері беті мен
қойнауларындағы физикалық жағдайларды (тығыздық, температура және т.с.с.)
және химиялық құрылыс зерттеу;
3) Аспан денелерінің пайда болуы мен дамуы, яғни және аспан денелері
мен олардың жүйелерінің мүмкін келешегі мәселелерін шешу.
Бірінші мәселе өте ертеден басталған ұзақ уақыттық бақылау жолымен
шешілді.
Сондықтан бұл мәселе бойынша астрономияда мәліметтер ең көп болып
табылады, әсіресе Жерге жақынырақ аспан денелері үшін.
Аспан денелерінің құрылысы туралы әлдеқайда аз білеміз. Бұл мәселе
туралы мәліметтер 100 жылдан аса уақыттан бері шешіле бастады, ал негізгі
мәселелер соңғы жылдар ғана шешімін табуда.
Үшінші мәселе ең күрделі мәселе. Бақылауларда жинақталған материалдар
бұл мәселені шешуге жеткіліксіз, ал қазіргі кезеңде астрономия бұл мәселе
тек жалпы болжамдар мен бірқатар азды көпті шындыққа ұқсас гипотезалармен
шектелуде.
Адамзатқа қашанда астрпономия ілімдері оның көзқарасын
қалыптастыруға күшті ықпал етеді. Астрономия бізді қоршаған табиғи
ортада туындаған құбылыстарға – күн мен түн ауысуға, жыл мезгілдері
өзгерісі, теңіздердің тасуы мен қайтуы, әлемнің пайда болуы мен
дамуына т.б. жауап береді.
Сонымен бірге астрономияның әрбір мәдениетті адам, соның ішінде
жас ұрпақты тәрбиелеуші – педагоктар үшін маңызы зор. Астрономияда
оқыған табиғат заңдары материяның біртұтас бірлігін, әлемнің
кеңістіктік және уақыттық мәңгілігі мен шексіздігін айқын көрсетеді.
Зерттеу жұмыстың өзектілігі: Қазіргі кезде астрономиялық зерттеулер
қарқынды артуда. Физика материяның құпиясына тереңдей ену мақсатында
материянның әр түрінің құрылымын зерттеуде, құрылымы күрделі элементар
бөлшектер мен атом ядросы қойнауындағы жасырын энергияның жаңа түрлерін
іздестіруде.
Сонымен қатар, адамзат құзырында жерлік лабораторияда мүмкін
болмайтын көп жақты физикалық процестер әртүрлі жаратылыстық жағдайда
жүріп жатқан табиғи лаборатория бар. Мұндай табиғи лабораторияға астрономия
зерттейтін шексіз Әлем жатады. Қазіргі кезде физика жетістіктерінің бірі
астрофизика бөлімі болып табылады. Астрофизикалық зерттеулер қазіргі
кездегі физиканың дамуында жерден тыс табиғи зерттеулер жүргзіп, оны
жасанды қайталап және жерлік жағдайда практикалық қолдану мақсатында
қажеттіліктен туындайды.
Ғарыштық зерттеу әдістерін молынан пайдалану арқылы, қазіргі
кезеңдегі Астрономия әлем туралы біздің білімімізді кеңейтіп, тереңдете
түсуде. Ғалымның байқауға оңтайлы кеңістігінде табиғат құбылыстарын
түгелімен зерделей отырып, Астрономия бүкіл әлемнің келбетін оның дамуымен
қоса суреттеп бере алады. Астрофизикалық зерттеулер саласындағы ғылыми
мағлұматтың мөлшері мен құндылығы жылдан-жылға арта түсуде. Сондықтан
ғарыштық зерттеулер қазіргі таңда физикада өзекті мәселелердің бірі.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты мен міндеті: Аспан денелерінің, яғни
жерге ең жақын аспан денелері Күн мен айдың қозғалыс заңдылықтарының
теориялық негіздерін меңгеру және теориялық білімдерін ғылыми зерттеулерде,
практикада қолдана білу. Аспан денелерін зерттеу әдіс тәсілдерін қарастыру
және аспан денелерін зерттеуде олардың қозғалысын бақылауға
негізделгендіктен қазіргі кездегі жерден тыс зерттеу құралдарынан алынған
мәліметтерді, аспан денелерін зерттеуге, практикалы мақсаттарда қолдана
білу.
Диссертациялық жұмыстың зерттеу нысаны: Магистрлік диссертация
тақырыбының зерттеу нысаны космостық объектілерді зерттеудің қазіргі
заманғы ғылыми әдістері мен құралдары туралы терең білім беру, ғарыштық
аппараттар көмегімен алынған мәліметтер бойынша Күн тәжі құрамына кіретін
заттар лақтырылыстар жылдамдығын, Айдың орбиталық қозғалыс жылдамдығын,
Күннің өз өсінен айналу периодын және Айдың параллакстық ығысуын өлшеу
нәтижесінде Айға дейінгі ара қашықтықты анықтау. Планеталар бетіндегі
кратерлер өлшемдері мен метеориттік денелерді сипаттайтын физикалық
шамаларды есептеу.
Жерде өтіп жататын көптеген құбылыстар Күн атмосферасындағы
құбылыстармен тікелей байланысты.Күннен шығарылған бөлшектер Күн тәжінен
бөлініп, ғаламшарлар аралығындағы кеңістікте үлкен жылдамдықпен тарайды.Күн
желі ғаламшарлардың магниттік өрісіне, оның ішінде Жердің де магнит өрісіне
әсер етеді.Күн желі үнемі соғып тұрады. Кейде өте көп мөлшерде үлкен
энергияға ие бөлшектердің ғарыштық кеңістікке лақтырыстары да болып
тұрады.Мұндай құбылыстарды Күннің оталулары деп атайды.Олар Күннің магнит
өрісінің кенеттен өзгеруінен болады.Оталу кезеңінде ғарыш кеңістігіне
шығарылған бөлшектер Жер ғаламшарына жылдам (мыңдаған кмс жылдамдықпен)
жетеді. Жердің магнит өрісі энергиясы мол осы бөлшектерді Жердің
полюстеріне қарай бағыттайды. Жер атмосферасының жоғарғы қабатында полярлық
шұғыла деп аталатын жарқылдар осылай пайда болатыны, оған қоса Жердегі
радиобайланыстың нашарлайтыны белгілі. Күн бетіндегі дақтардың санының
артуы Күннің оталулары көбеюімен тікелей байланысты.Күннің оталулары
көбейген кезеңді Күннің активті кезеңі деп атайды. Күннің активтілігі, яғни
оталудың көбеюі Жердегі биологиялық процестерге де елеулі әсер етеді.
Жердің табиғи серігі-Айдың болуы бір жағынан астрономия алдына Айдың
қозғалысы мен пішінін қарастыру мәселелерін қойса, екінші жағынан Айды
бақылаулар Жерді зерттеу және Аймен оған жақын кеңістікке ғарыш- тық
ұшуларды қамтамасыз етумен байланысты бірнеше астрономиялық мәселелерді
шешуге мүмкіндік береді.
Егер Жер мен Ай изоляциаланған нүктелік объектілер деп есептейтін
болсақ, Жер айналасындағы Айдың қозғалысын тек Күннің тартылысынан қозуда
болатын эллипс бойымен болар еді. Бірақ Жер мен Айдың ішкі құрылыстарының
ерекшеліктері Күн мен планеталардың Айдың қозғалысына әсерін және оның
жұлдыздар арасындағы көрінерлік қозғалысын күрделендіреді. Айдың
бақылаулардан алынған орындарын теориялық пайымдау мен оның эфемеридін
алдын ала есептеу астрономияның ең күрделі есептерінің бірі болып табылады.
Және де бұл есепті Айды жүйелі түрде позициялық бақылауларсыз шешу мүмкін
емес.
Күнді зерттеуге арналған аппараттар күн желі туралы мәліметтер
алуға көмектесті.Қазіргі таңда Күнді зерттеудің маңызды көзі SOHO (SOlar
and HeliosphericObservatory) аппараты болып есептеледі. SOHO аппараты Жер
мен Күннің ортасында, Лагранжа нүктесінде жүр және Жерге Күннің анық
суреттерін жіберіп тұр.
Жұмыста осы SOHO ғарыш аппараты түсірген суреттер арқылы Күн тәжі
құрамына кіретін заттардың лақтырыстары жылдамдығын, Күннің активті
кезеңдерін анықтаудың әдісі қарастырылған.
Аспан денелерін зерттеудің жаңа кезеңі ракеталық техниканың
дамуымен тікелей байланысты. Айдың екінші жағының фотосуретін әлемде
алғаш рет 7 қазан 1959 жылы Жерге көрсеткен Кеңестік ғарыштың Луна-3
станциясы, кейін Зонд-3 станциясымен зерттелген. 1969 жылы 20 маусымда
Ай бетіне адамзат алғаш аяқ басты.
Айға қарай ракеталық техниканың ұшырылуы Ай бетінің геологиялық,
геофизикалық, геохимиялық зерттеулерінің дамуына ықпал етті. Күн
жүйесіндегі метеоридтер мен ұсақ денелердің планеталарға құлау әсерінен,
планеталарда кратерлер пайда болады. Айдың бетінің барлығы кратерлермен
қапталған. Жерден қарағанда көрінетін Айдың жарты бетінде 300 000-ға жуық
Ай кратерлері белгілі, көлемі жағынан 1 км-ге жуық және одан да көп,сонымен
қатар 15 000 кратер диаметрі жағынан 10 км-ден асады.
Жұмыстың бірінші бөлімінде Күнді және Айды зерттеудің әртүрлі жерлік,
ғарыштық әдістерінің көмегімен алынған негізгі сипаттамалары, физикалық
табиғаты, олардың беттерінің бедері мен ішкі құрылысы және пайда болуы мен
дамуы туралы мәліметтер қарастырылды.
Екінші зерттеу бөлімінде. Күннің берілген гелиографиялық
ендігіндегі өз осьнен айналу периодын анықтау әдісі, Күнен қопарылыс
кезінде лақтырылған денелердің жылдамдығын, Ай беті суретіндегі көрсетілген
масштаб бойынша кратерлердің диаметрлері мен биіктіктерін анықтау әдістері
қарастырылған, Тихомарис кратерінің биіктігі, Архимед кратерінің диаметрі
және осы кратер пайда болған метеориттің массасы (3*), радиусы (209м)
анықталды.
Сонымен қатар Ай мен Шолпан планетасының жақын келуінің 2009
жылдың 18 маусымында 21 сағ. 19 мин. және 22 сағ. 17мин-да түсірілген
екі көрнісі арқылы Айдың орбиталық қозғалыс жылдамдығын анықтаудың әдісі
екі жолмен есептеліп көрсетілді. Есептеулер нәтижесінде Айдың орбиталық
қозғалыс жылдамдығы v=1021,2 мс екендігі анықталды.
Зерттеу нәтижелерінің тәжірибелік құндылығы. Диссертациялық жұмыс
зерттеу нәтижесінде алынған мәліметтер мен зерттеу әдістері физика
мамандығына оқытылатын Астрономия пәні жұмыс оқу бағдарламасына енгізуге
және астрономия практикалық сабағын қолданысқа енгізу арқылы білімгерлерді
ғылыми зерттеу жұмыстарға бейімдеуге болады.
Диссертациялық жұмыста төмендегідей нәтижелер алынды. .
Жұмыста ғарыштық аппарттар көмегімен әртүрлі уақыт
мезеттерінде түсіріліп алынған аспан денелерінде болып жатқан
құбылыстардың фототүсірімдері арқылы қозғалысы, олардың бетінің
сипаттамаларын анықталды және оларды анықтау әдістері қарастырылып
төмендегідей нәтижелер алынды:
1.Күнде болып жатқан қопарылыстар кезінде заттардың лақтырылыстары
жылдамдығы анықталды және Күннің активті кезеңдерін анықтаудың әдісі
қарастырылды
2.Ай мен Шолпан планетасының жақын келуінің екі уақыт мезетіндегі
түсірілген екі көрінісі арқылы айдың қозғалыс жылдамдығын анықтау
әдісі көрсетілді және есептеулер нәтижесінде Айдың орбиталық қозғалыс
жылдамдығы υ=1021,2 мс екендігі анықталды.
3. Күннің белгілі бір гелиографиялық ендігіне сәйкес қабатының айналу
жылдамдығын анықтау әдісы қарастырылды. Гелиографиялық ендігі 25
тең қабаттың айналым жылдамдығы 28.6 тәулікке тең екендігі анықталды.
4.Ай бетіндегі кратерлердің диаметрлері мен биіктіктері, яғни
Тихомарис кратерінің биіктігі, Архимед кратерінің диаметрі және
осы кратер пайда болған метеоритің массасы (3*1013 кг), радиусы (209м)
анықталды.
I. Теориялық бөлім
1.Күн
1. Күннің негізгі сипаттамалары
Күн – Күн жүйесіндегі бізге ортақ жалғыз жұлдыз. Оның айналасында
ғаламшарлар мен олардың серіктері, ергежейлі ғаламшарлар, астероидтар,
кометалар, метеориттер мен ғарыш тозаңдары айналып жүреді. Күн массасы Күн
жүйесінің 99,8% құрайды. Күн сәулесі Жер бетіндегі тіршілікке қолайлы
жағдай жасайды. Күн сәулесінің әсерінен Жер бетінде климат қалыптасады. Күн
құрамында сутегі,гелий және аз мөлшерде:
темір,никель,оттегі,азот,кремний,кү кірт,магний,көміртегі,неон,кальций және
хром кездеседі.Спектрлік класс бойынша Күн G2V (сары ергежейлі жұлдыз)
қатарына жатады.Күннің беткі температурасы 6000 К. Күн спектрінің құрамында
иондалған және нейтралданған металл және иондалған сутегі кездеседі.Біздің
галактикада 100 миллионнан астам G2 классына жататын жұлдыздар бар.Сонда да
біздің галлактиканың 85% өзінің өмірінің соңғы кезеңіндегі кіші қызыл
жұлдыздар. Күн де басқа жұлдыздар сияқты энергияны термоядролық процесс
арқылы алып отыр.
Күн Құс жолының ортасынан 26000 жарық жыл қашықтықта орналасқан. Ол 225 –
250 милион жылда бір айналым жасайды.Күннің орбитальді жылдамдығы 217 кмс
– мұндай жылдамдықпен ол бір жарық жылды 1400 Жер жылына тең уақытта
өтеді.Қазір Күн Орионның ішкі бөлігінде, Персей мен Мерген ортасында, яғни
жергілікті жұлдызаралық тозаң аумағында орналасқан.Күн - Жер бетіндегі
маңызды энергия көзі.Күн қуаты 1370 Втм2. Ол Жер атмосферасынан өту
кезеңінде 370 Втм2 қуатын жоғалтады.Сондықтан Жер бетіне 1000 Втм2 қуат
жетеді. Бұл энергия табиғатта және тұрмыста қолданылады.Өсімдіктер Күн
энергиясының көмегімен фотосинтез процесі жүреді.Тікелей фотоэлементтерді
қыздыру көмегімен Күн энергиясы электр тогына айналдырылуда.Күннен
бөлінетін ультракүлгін сәуле көмегімен суды және басқа да заттарды
бактериялардан тазарту қолданылады.Және де ол сәуле адам денесіне Д
дәруменін береді. Күн – үшінші кезеңдегі жас жұлдыз. Қазіргі Күннің жасы
компьютердің модельдеуі бойынша 4,57 миллиард жыл.Болжаулар бойынша, Күн
бұдан 4,59 миллиард жыл бұрын,сутек молекулаларынан тұратын тозаңнын
гравитация күшінің әсерінен пайда болған [11]. Массасы Күн массасына тең
жұлдыз шамамен 10 миллиард жыл өмір сүруі керек.Олай болса, Күн өз
ғұмырының орта жасына келді.Қазіргі таңда Күн ядросында сутектің гелийге
айналу процесі өтіп жатыр.Күн әр секунд сайын 4 миллион тонна затты
энергияға айналдырып отыр, соның нәтижесінде күн сәулесі энергиясы мен күн
нейтриноларының ағыны пайда болуда.
Күн массасы аса жаңа жұлдыз болып жарылу үшін жетпейді.Оның есесіне, ол
өмірінің соңында үлкен қызыл жұлдызға айналады.Күн 4 – 5 миллиард жылдан
соң үлкен қызыл жұлдыз болады.Шамамен 7 – 8 миллиард жылдан кейін, күн
ядросының температурасы 100 миллион градус болғанда, ядро темпертурасы
тұрақсыз болады. Осының есебінен Күн өз массасы мен өзінің сыртқы қабығын
жоғалта бастайды.Күн үлкейгенде ол Жер орбитасына дейін үлкейеді.Жер
бетіндегі судың барлығы газ күйіне өтеді. Жер атмосферасы Ғарыш
кеңістігіне жайылып кетеді.Шамамен 500 – 700 миллион жылдан кейін Жер беті
өте ыстық, өмірге қолайсыз болады. Адамзат тек қана жұлдызаралық саяхатпен
ғана өмір сүреді. Бұл фазадан кейін Күн өзінің сыртқы қабығынан айырылып,
ол ғарыштық тозаңға айналады. Ал оның ортасында ыстық ядро болады. Ол ақ
ергежейліге айналып, көптеген миллиард жылдар бойы сөне бастайды.
1.1. – сурет Күннің ғарыштан бейнесі
2 – сурет. Күннің өмір сүру циклі
2.Күннің құрылысы
2.1.Күн ядросы
1.2 – сурет. Күннің айналу циклі
Ядро ол – радиусы 150000 километр болатын және термоядролық процесс жүріп
отыратын күннің ортаңғы бөлігі. Ядроның құрамындағы заттың тығыздығы
15000кгм3 (оның тығыздығы судың тығыздығынан 150 есе, жердегі ең ауыр
металл осмийден 6,6 есе көп), ал ядроның температурасы 14 миллион градус.
SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) аппаратынан алынған мәліметтер
нәтижесі бойынша, Күннің ядросы оның сыртқы бөлігіене қарағанда, өз осінің
бойымен тез айналады. Күн ядросында термоядролық процесс жүріп отырады.Әр
бір секундта 4,26 миллион тонна зат энергияға айналып отырады.(1.3 - сурет)
1.3 – сурет
Күннің құрылысы
Күн белсенділігі Күн дақтары, оталу, жалын шудалары, талшықтар мен
протуберанцтер,тәждің ұйытқу орындары, тағы да басқа құбылыстар бір –
бірімен өзара тығыз байланысты, әдетте олар Күннің кейбір облыстарында
бірге пайда болады, мұндай облыстар Күннің активтілігінің центрі деп
аталады. Күннің активтілігін сипаттау үшін бірқатар индекстер
енгізілген.Оның ең жиі қолданылатыны Күн дақтарының салыстырмалы саны,
яғни Вольф саны. Барлық сипатталған құбылыстардың жылдық орташа саны және
олардың интенсивтілігі шамамен 11,1 жылдық периодпен өзгеріп отырады.
Күннің активтілігінің орташа периоды 11,1 жыл, оның өзгерістерінің ұзақ
периоды 80 жыл не одан да артық болатыны анықталған [14].
2. Күн атмосферасы
Фотосфералық құбылыстарФотосфера - Күннің жарық шығаратын
қабаты.Оның қалыңдығы 320 км. Фотосфераның орташа температурасы 5800 К.Бұл
жердегі газдың тығыздығы 11000 Жер ауасы тығыздығына тең, ал фотосфераның
ішкі қабатына қарай температура 4800 К.
Жерге келіп жететін Күн энергиясының барлығы дерлік Күннің фотосфера
қабатынан шығарылады. Күнге тікелей қарағанда оның дөңгелек диск
түрінде беті көрінеді. Күн дискісын бақылаудан оның жарықтылығы дискі
центрінен шетіне қарай бірте-бірте қараятындығын көрсетеді. Күн дискісінің
шетіне қарай қараюын фотосферада температура тереңдікке қарай өсетіндігімен
түсіндіруге болады. Күн дискісінің әр түрлі нүктелері Күннің қарастырылып
отырған нүктесіне түсірілген нормаль мен көру сәулесі арасындағы (1.4 -
сурет) бұрышпен сипатталады.
1.4- сурет
Күн дискісінің әр түрлі нүктелері күннің қарастырылып отырған нүктесіне
түсірілген нормаль мен көру сәулесі арасындағы бұрыш.
Дискі центрінде яғни көру сәулесі Күн радиусы мен сәйкес
келеді, ал шетінде , көру сәулесі Күн бетіне жанама бағытта болады.
Зат қабатының сәуле өткізу қабілеттілігі оптикалық қалындықпен
сипатталады. Қабаттың оптикалық қалындығы ол сәулені мүлдем
өткізбейді. Бұдан Күннің үздіксіз оптикалық сәуле шығаруы оның сыртқы
қабатынан түзілетіндігі шығады. Фотосфераның төменгі шекарасынатең
болатын зат қабатын алады. Күн дискасы шетін бақылаулардан фотосфера
жарқырауы күрт төмендеуі қалындығы 0,5 кем қабаттарда болатындығы
анықталған, бұл 300 км сызықтық өлшемге сәйкес [11]. Егер көру сәулесі
фотосферамен үлкен бұрышпен қиылысатын болса (1.5 - сурет), онда
оптикалық қалындығы r=1 шамасына температурасы төменірек болатын неғұрлым
жоғарырақ қабаттарда жетеді. Сондықтан Күн дискісы шетінің сәулелену
интенсивтілігі ортасының сәулелену интенсивтілігінен аз болады.
1.5- сурет
Күн дөңгелегінің шетіне қарай қараюын түсіндіру.
Сол сияқты әр түрлі спектрлік аймақтарда өлшенілген Күннің түстік
температурасынын әр түрлілігін де түсіндіруге болады. Үздіксіз жұтылу
коэффициенті толқын ұзындығына тәуелді. Жұтылу коэффициенті аз болатын
толқын ұзындығы аймағында сәуле тереңірек, ыстық қабаттардан шығарылады, ал
ол үлкен болатын жерлерде сәуле сыртқы суығырақ қабаттардан шығарылады.
Фотосферадан шығатын сәулеге негізгі үлес қосатын сутегінің теріс ионы
.
Фотосфера құрылымы туралы тереңірек мәліметтерді фраунгоферлік
сызықтардан алуға болады. Себебі, атомдық сызықтардағы жұтылу
коэффициенттері үздіксіз спектрдегі жұтылудан анағұрлым артады. Сондықтан
сызықтық спектрлік сәулеленулер жоғары суығырақ қабаттардан, ал үздіксіз
спектрлік сәулелер тереңірек, ыстық қабаттардан түзіледі.
Спектрлік сызықтар профилі бойынша интенсивтілік таралуын өлшей отырып,
тереңдікке байланысты температураның таралуы туралы мағлұмат алуға болады.
Жұтылу коэффициенті максимал болатын спектрлік сызық центрінде фотосфераның
неғұрлым жоғары қабаттары бақыланады, ал жұтылу коэффициенті үздіксіз азая
беретін спектрлік сызық центрінен қашықтаған сайын, спектрлік сызық
центрінде хромосфера бақыланады.
Толқын ұзындығының көрінетін сәуле диапазонында телескоппен Күн бетін
бақылаудан, оның беті жіңішке қараңғы аралықтармен қоршалған жарқыраған
ауданшалар жиынтығынан тұратындығы анықталған. Бұлар Күн түйіршіктері,
олардың өлшемдері әртүрлі, жуықтап 700 км, өмір сүру уақыты 8 мин.
Түйіршіктер ені жуықтап 300 км қараңғы аралықтармен бөлінген.
Күн экваторынан белдеуде түйіршіктерден басқа жиі-жиі Күн
дақтары мен алаулар байқалады (1.6- сурет).
1.6 - сурет
Күн дағы.
Телескоп жарығырақ шала көлеңкемен қоршалған қараңғы шұңқырды (дақ
көленке деп аталатын) ажыратуға мүмкіндік береді. Осындай дақтарға тән
өлшем 3500 км құрайды. Көленкенің диаметрі екі есе аз. Көленкеге жақын
маңайдан дақтың жиегінен ағып жатқан сияқты жіңішке ағымдар түрінде
жекелеген жарық аумақтар пайда болады (). Олар шала көлеңкеге тән
шашақталған құрылымды түзеді. Жеке шашақтың өмір сүру уақыты 30 – 60
мин. Сонымен бірге дақ көлеңкесінде диаметрі, өмір сүру уақыты 15-30
мин кішкене жарық нүктелер байқалады. Олар дақ көлеңкесінен күшті магнит
өрісінде қалдық түйіршіктену деп есептеледі. Дақ көлеңкесіне сәулелік
энергия ағыны жуықтап 3 есе азайған, сондықтан оның температурасы 60000
–нан 45000 К –ге дейін төмендейді. Температураның бұндай төмендеуі дақ
спектрінен де байқалады және сызық қысқа толқын аймағына қарай біршама
ығысқандығы көрінеді. Бұл Доплер эффектісі негізінде қарастырылып отырған
спектрлік сызығы түзілетін фотосфера аймағында газ дақтан шығады деп
айтуға мүмкіндік береді. Үлкен бөліктерде – хромосфера мен тәжде газ,
керісінше дақ аймағына қарай ағады.
Көбінесе дақ фотосфералық алаулардың жарық тізбектер торымен
қоршалған. Тізбек ені оны түзетін жарық бөліктер диаметріне тең, жуықтап
5000 км, ұзындығы 50000 км-ге жетеді. Алау – ұзақ өмір сүретін түзіліс, ол
көбінесе жыл бойы жойылмайды, ал дақ топтары оның аумағында жуықтап бір
айдай өмір сүреді. Алау шашақтары тізбектерінің қосынды ауданы дақ
ауданынан 4 есе үлкен. Даққа тәуелсіз жарығы әлсіздеу алауларда кездеседі.
Күн белсенділігі минимум жылдары алаулардың қосынды ауданы шамасы аз, ал
максимум жылдары алау шашақтары күннің барлық бетінің 10% - ке дейінін
алады [20].
Түйіршіктердің спектрлік сызықтары мен олардың аралықтарының спектрлік
сызықтары сәйкес көк және қызыл жаққа ығысқан. Бұл түйіршіктерде зат
жоғары көтерілетіндігін, ал оның айналасында төмен түсетіндігін көрсетеді.
Түйіршік фотосфера астында орналасқан белсенді конвективтік аймақтың
көрінісі. Конвективтік аймақта газдың жеке массаларының көтерілу және төмен
түсуі нәтижесінде заттардың белсенді араласуы жүреді.
Күннің сыртқы қабатында конвекция пайда болуының себебі екі негізгі
жағдайға байланысты. Біріншіден фотосфераның астында температура тереңдеген
сайын тез артады, сәулелену тереңірек ыстық қабаттардан сәуленің шығуын
қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан энергия қозғалыстағы біркелкісіздікпен
тасымалданады. Екіншіден, егер газ толығымен иондалмаған болса, онда осы
біркелкісіздіктер өте өмір сүргіш, иондалу энергиясы есебінен оның
температурасы өзгермейді және температураның артығы ұзақ сақталады.
Фотосфераның төменгі қабатына өткенде осы екі жағдайдың әрекеті
тоқталады. Сәулелену себебінен температура күрт төмендейді, газ түгелдей
дерлік бейтараптанады да иондалу энергия қоры болмағандықтан орнықты
біркелкісіздікті қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан фотосфера астындағы
конвективтік аймақтың ең жоғарғы қабатында конвективтік қозғалыс күрт
тоқтайды да конвекция кенеттен аяқталады. Осылай фотосфера төменгі жағынан
үнемі соққыланып тұрған сияқты. Осы соқылардан қозу пайда болады да
түйіршік түрінде байқалады. Ал түйіршік тербелмелі қозғалысқа түседі. Бұл
тербелістер мен қозулар, фотосферада табиғаты дыбыс толқынына жақын толқын
тудырады. Бұл толқындар Күн атмосферасының жоғарғы қабаттары үшін маңызды
роль атқарады.
Хромосфера және тәж. Хромосфера (грек тілінен аударғанда χρομα
– жарық , σφαίρα – шар) – Күннің сыртқы қабаты. Оның қалыңдығы 10000 км.
Ол фотосфераны қоршап тұрады.Хромосфераның беті жұмсақ қоймалжың болып
келеді. Оның бетінде лақтырыстар болып жатады. Бұл лақтырыстарды спикул
деп атайды.Хромосфера температурасы 4000 –нан 15000 градусқа дейін
жетеді.Хромосфера тығыздығы онша көп емес,сондықтан да оны жәй көзбен
бақылау қиын.Оны тек толық күннің тұтылуы кезінде көруге болады. Себебі ай
Күннің фотосферасын жауып қалады,сол кезде хромосфера қызғылт болып,анық
көрінеді.Оны бірақ кез келген кезде қысқа сызықты оптикалық фильтр арқылы
көруге болады.
Күн атмосферасының жоғарғы қабаттарының сәуле шығару фотосферанікінен
10 мыңдаған есе әлсіз. Сондықтан, жер атмосферасына немесе телескоп және
спектрографтың оптикалық бөліктеріне шашыраған, фотосфера жарығының
болымсыз үлесінің өзі жоғары фон жасайтыны соншалықты хромосфера мен тәждің
әлсіз жарығын тікелей әдістермен тіркеуге мүмкін болмайды. Дегенмен,
хромосфера мен тәжді зерттеу үшін екі әдіс қолданады. Бірінші әдісте Күн
дөңгелегіне жасанды экрандау қолданылады. Бұл әдіс Күн дөңгелегі шетінен
тыс хромосфера мен тәжді бақылауға мүмкіндік береді. Екінші әдіс бірқатар
спектрлік сызықтар центрі жиілігіндегі сәулелер (сутегілік ,
киондар және басқалар) фотосферадан жоғары хромосферада түзілетіндіктен,
хромосфера мен тәждің кейбір сызықтар жарығына мөлдір еместігіне
негізделген. Бұндай жиіліктер үшін хромосфераның оптикалық қалындығы 1,
сондықтан фотосфераның бұндай жиіліктегі жарығы бақылаушыға дейін жетпейді.
Осындай спектрлік сызықтарды зерттеу 1000-3000 км биіктіктердегі атмосфера
құрылымының ерекшеліктерін зерттеуге мүмкіндік береді ( сызығы -
сызығына қарағанда біршама жоғарырақ биіктіктегі қабаттарда түзіледі).
Атмосферадан тыс бақылаулар сутегінің лаймандық сызықтары және
гелийлік сызықтары ( және ), және де қысқа толқынды тәждік
сызықтары толқын ұзындығында Күн бейнесін алуға мүмкіндік береді. Бұл
әдісті қолдану күрделі интерференция- поляризациялық сүзгіш немесе
спектографпен өте жіңішке спектрлік интервал бөліп алуды қажет етеді.
Күннің сыртқы атмосферасы туралы мәліметтер толқын ұзындықтарында
радиобақылаулардан да алынады.
Хромосфера Күн дөңгелегінен сырт созылған жарқыраған қабат.
Төменгі хромосфера, Күн дөңгелегінен биіктіктегі, реңінде көптеген
негізінен әлсіз, эмиссиялық сызықтар бар, әлсіз үздіксіз спектр шығарады.
Күн дөңгелегі проекциясында олар айқын фотосфералық сәулелену реңінде
жұтылу сызығы түрінде байқалады. Эмиссиялық спектр сипаттамалары төмеңгі
хромосферадағы физикалық жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді. Бейтарап
темірдің (), титанның () және т.с.с. сызықтарын бақылау
нәтижелері бұл қабаттың температурасы төмен екендігін көрсетеді;
спектрлік сызық интенсивтілігі бойынша атом саны табуға болады.
Мысалға, ~ 1000 км биіктікте сутегі атомының саны ~.
Көптеген әлсіз эмиссиялық сызықтар интенсивтілігі тығыз дақтың
экспоненциальдық заң (барамтерлік формула) бойынша кемитіндігіне сәйкес
биіктікке байланысты күрт азаяды. 1500 км биіктіктен жоғарыда сутегінің
күшті сызықтары , , және басқа, гелийдің , және ,
және сызықтары байқалады. Сызықтардың интенсивтілігі бойынша 1500 км
үлкен биіктіктерде газдың тығыздалуына сай келетін жарқырауы жоғары
аймақтарды анықтауға болады, және қандай да бір биіктіктерде, әрбір сызыққа
тән изоляцияланған газ бағаналарының, яғни хромосфералық спикулдардың
жарқырауы байқалады. Спикулдардың диаметрі ~ 1000 км, көтерілу және төмен
түсу жылдамдықтары , өмір сүру уақыты бірнеше минут. Үлкен
биіктіктерде спикулалар саны аз, биіктікте олар күндік бет ауданының
2% алады. Спикула пайда болуының механизмі фотосфера магнит өрісінің
күрделі құрылымымен байланысты.
Жиек бойымен хромосфера жарықтығы өзгереді : белсенді аймақтарда
спикула саны артады және сәулелену күшейеді. Белсенді аймақтарда
хромосфераның сәуле шығаруы орташа есеппен 3-5 есе артады, бұл газ
тығыздығының жуықап 2 есе артатындығына сәйкес келеді.
1500 км жоғары хромосфера негізінен аралары өте сиретілген газдардан
тұратын өте тығыз газ талшықтары мен ағыстары жиыны болып келеді. 4-5 мың
км жоғарыда тек қана спикулалар қалады. немесе сызықтарында
бақылағанда хромосфера, өлшемі жағынан түйіршіктерден азғана үлкен, майда
түйіндер түрінде болады. Өз кезегінде бұл түйіндер ірі ұяшықтарға (диаметрі
(2-3) *104 км) бірігеді де хромосфералық тор түзіп дөңгелекті түгел
жабады. Ұяшықтардағы газ оның центрінен шет жақтарына қарай 0,3-0,4 кмс
жылдамдықтармен ағады. Ұяшық шегараларында магнит өрісі күшейген, 10-15 Э
құрайды, бұндай түзілістердің орташа өмір сүру уақыты тәулікке жуық.
Дөңгелекте көрінетін спикулалар ұяшықтар торы шекараларына шоғырланған.
Хромосфералық тордың түзілуін үлкен масштабты асқын түйіршіктердің
конвективтік қозғалысымен байланыстырады. Ұяшық центрінен шетіне
горизонталь ағатын иондалған газ әлсіз магнит өрісін сыпырып кетеді.
Өрістің күшеюі тор шекарасы манайында хромосфера жарқырауын
интенсивтендіреді. Хромосфераның белсенді аймақтарының дөңгелекке
проекциясы жарық аймақ флокулдарды, қараңғы талшықтар жүйесімен қилысулар
– фибриллдарды береді. Бұл талшықтар жүйесі (ені 1000-2000 км, ұзындығы
10000 км) магнит өрісінің қарама-қарсы полюстарын байланыстырады. Бұрыңғы
дақ үстінде радиальды орналасқан талшықтар біршама бұзылып, циклон түрінде
құйынды құрылым түзеді. Қараңғы талшық магнит өрісі күш сызықтары бойымен
соғылған газ тығыздалуы болып табылады. Бұл тығыз талшықтар төменде жатады.
Сондықтан сызықтарында түзілген флоккулдар дирфуздық жарқыраған
түзілімдер. Хромосфераның сәуле шығару интенсивтілігі жалпы алғанда үлкен
емес. Күн типті жұлдыздар үшін, Н, К және басқа сызықтардағы хромосфералық
эмиссия жұлдыздардың айналыс жылдамдықтары азаюына және олардың жасына
байланысты кемитіндігі анықталған. Осы критерииге сәйкес Күн – белсенділігі
төмен, кәрі жұлдыз.
Хромосфера мен тәж аралығында температура ~ 104 К дейін тез өсетін
өтпелі жұқа қабат бар. Күн тәжі толық жұтылу фазасы кезінде бірнеше күн
радиусы аралығына созылыңқы күмістей жарқырау
Күн тәжі – Күннің сыртқы қабаты.Оның температурасы 600 000 –
нан 5000 000 градусқа дейін жетеді.Осыған қарамастан,ол қарапайым көзге
көрінбейді.Оны тек қана күннің толық тұтылу кезеңінде ғана көруге
болады.Оның құрамындағы заттың тығыздығы аз болғандығынан, күн тәжінің
жарықтығы аз.Күн тәжінің шектен тыс қызып кетуі магнит өрісі және
толқындардың әсерінен болады.Күн тәжінің формасы күннің белсенділігіне
байланысты болып келеді. Күн нің жоғарғы белсенділігі кезеңінде ол
дөңгелектенеді де, ал белсенділігі аз кезінде ол сопақ, күн экваторынан
алдыға қарай шығыңқы болып орналасады.Күн тәжінің температурасы өте жоғары
болғандқтан ол өз бойынан ультракүлгін және рентген сәулелерін шығарады.Бұл
сәулелер Жер атмосферасынан өтпейді, бірақ оны ғарыш зерттеу аппараттарымен
зертейміз.Күн тәжінің барлық жағында бірдей сәуле шашу бола бермейді.Күн
тәжінде ыстық, әрі белсенді аудандар және тыныш аудандар,сондай -ақ тәждік
тесіктер болады (олар онша ыстық емес, температурасы 600 000 градус). Бұл
тесіктерден магнит өрісінің күш сызықтары шығады.Осы құбылыс кей заттардың
Күнді тастап кетуіне жол ашады.Сондықтан Күн желі осы тесіктерден пайда
болады. Күн тәжінен соғатын күн желіндегі иондалған бөлшектер (көбінесе
протондар мен электрондар) 300 - 1200 кмс жылдамдықпен гелиосфера
қабатына дейін барады. Жер бетіндегі табиғи құбылыстардың көпшілігі, соның
ішінде геомагниттық дауыл және полярлық шұғыла, Күн желінің себебінен
пайда болады. Конвективті аумақта бөлінген энергияны күн тәжіне жеткізудің
екі жолы бар. Бірінші, дыбыс толқындары мен магнитогидродинамикалық
толқындар. Ал екінші жолы ол – магнит өрісінің үлкен күн оталысы түрінде
немесе аз мөлшердегі оталысы арқылы [27].
Тәждің жарқырауы фотосфераның еркін электрондардан шашырау сәулеленуі.
Сәулелену интенсивтілігі бойынша тәждің табанында электрондар саны
және ол биіктікке байланысты азаяды деп тұжырымдауға болады. Сонымен күн
тәжі өте сиретілген газ. Тәжге кірігіп жатқан әлсіз магнит өрісінің өзі
оның динамикалық сипаттамалары мен құрылысына әжептәуір әсер етеді.
Суреттерде тәждің біртекті түзілім еместігін көрсетеді. Полюстерге жақын
тәждік шоқтар, төменірек ендіктерде тәждік сәулелер мен доғалар
ерекшеленеді. Тәждік магнит өрісі төмен жатқан магнит өрісінің жалғасы
болып табылады, және жай өзгереді. Олай болса тәж құрылымы орнықты,
елерліктей өзгерістер бір жылда бірақ рет болады. Тәждегі температуралық
жағдай ерекше. Тәждің бірнеше эмиссиялық сызықтары – жасыл , қызыл
және басқа - 9-дан 14-ке дейін электрондарынан айырылған жоғары
иондалған атомдарының сызықтарымен бірдей. Электрондардың үзілуі ауыр
иондармен электрондардың соқтығысуынан болатындықтан, электрондардың
кинетикалық энергиясы өте үлкен болуы қажет, яғни ~ электрондық
температураға сай болуы керек. Тәждің температурасының жоғарлығы көптеген
бірі-бірімен байланыссыз анықтаулармен тұжырымдалады. Яғни, тәждің өте
үлкен созылыңқылығы, биіктікке байланысты оның тығыздығының жай кемуі,
бараметрлік формула бойынша болуы мүмкін. радиодиапазондағы
толқын үшін тәж мөлдір емес және Т ~ 106К қара дене сияқты сәуле
шығарады. Қысқа толқын аймағында Т ~ 106К сиретілген газ спектріне
тән иондардың негізгі сызықтарының жиыны байқалады. Жоғары иондалған
атомдардың, олардың жылулық шашырауына байланысты спектрлік сызықтарның ені
де сәйкес келеді.
Тәждің белсенді аймақтары – тәждік конденсацияларда, қоршаған ортаға
қарағанда плазма жуықтап 3 есе тығыз. Конденсацияларда да орташа
температура . Ал күн дақтарымен шектесетін аймақтарда тәж плазмасы
~107К дейін қызған. Тәжде ыстық заттар мөлшері стационар емес
процесстерден, әсіресе қопарылыстан кейін артады. Бұндай заттар үшін
және басқа температураларда түзілетін иондар сызықтары тән.
Тәжде салыстырмалы алғанда суық, тығыз бұлттар (, Т~104К) –
протуберанецтер орналасқан, олар ұзындығына дейін созылады. Бұндай
бұлттар ғажайып пішіндерде болады (доға, воронка және т.б.), олардағы
қозғалыс өте күрделі. Ең көп таралған сабырлы протуберанецтер. Олардың
пайда болуы дақ топтары дамуымен байланысты, бірақ олар дақтардан ұзақ
уақыт болады (1 жылға дейін).
Дақ аймағының өзінде қопарылыстан кейін күн дақтары протуберанецтері
деп аталатын, тәжден дақ аймағына бірнеше ондаған жылдамдықпен
құйылатын газ ағыны байқалады.
Протуберанецтердің басқа түрі қопарылыстан кейін ~100-1000
жылдамдықпен заттарды жоғары лақтырылуымен байланысты. Бұндай
протуберанецтер эруптивтік протуберанецтер деп аталады (1.7 - сурет).
1.7 - сурет
1946 жылы түсірілген эруптивтік протуберанец.
Протуберанецтердегі физикалық жағдайлар сипатты хромосферанікіне жақын.
Сондықтан протуберанецтермен хромосфераның спектрлері сипаты мен бақылау
әдістері бірдей. Тәждегі протуберанецтердің пайда болуы, қозғалыс
траекториясы және ауыр газ бұлтын сүйемелдеу магниттік күштер әсерінен .
Қазіргі таңда күн тәжін қандай толқын қыздыратыны нақты белгілі емес.Бірақ
көп ғалымдардың айтуы бойынша күн тәжінің қызуына бірінші себепкер
оталыстар.
1.8– сурет Күн атмосферасы
1.9 – сурет Толық Күн тұтылуы кезінде түсірілген Күн тәжі
1.2.Айдың қозғаыс заңдылықтары
1.2.1.Айдың қозғалысы
Ай жерге ең жақын аспан денесі және оның табиғи серігі болып
табылады. Айдың радиусы 1738 км, ал массасы жердің массасынан 81,3 есе
кіші.
Жердің тәуліктік айналысынан шығыстан батысқа қарай қозғалуымен Ай оң
бағытта жылдамырақ және бірқалыпсыз жұлдыздар фонында Ай жолы үлкен
дөңгелегі бойымен 1 сағатта 0,50 – қа жылжиды, ол бір тәулікте 13,50 – қа
жылжиды. Сондықтан Ай жоғарғы кульминацияда күнде өткен тәуліктегіден
жуықтап 52м кейін (кешігіп) болады. Ай жолы зодиак шоқжұлдыздары арқылы
өтеді, эклиптикаға І=50, 0,9 - қа көлбеген және эклиптикамен диаметральды
қарама – қарсы 2 нүктеде қиылысады, бұл нүктелерді Ай түйіндері деп атайды.
Шығатын Ай түйінінде Ω Ай эклиптикадан солтүстікке, ал бататын Ай түйіні
– эклиптикадан оңтүстікке өтеді (1.10 -сурет).
Ай орбитасы Жер орбитасы жазықтығымен екі Ай түйіні және жер центрі
арқылы өтетін түйіндер сызығы бойымен қиылысады.Сонымен Ай жолы Ай орбитасы
жазықтығының аспан сферасымен қиылысуының үлкен дөңгелегі болып табылады.Ай
орбитасының орташа элементтері: үлкен осьі ɑ= 384400 км, е=0,0549,
көлбеулігі і=5009. Ай орбитасының Жерге ең жақын нүктесі перигей, ең алыс
нүктесі апогей деп аталады [21].
Айдың орбита бойымен айналыс периоды жұлдыздық немесе сидерлік ай
периоды деп аталады. Оның орташа ұзақтығы Т=27,32 тәулік =27к7сағ43м12с.
Айдың орбита бойымен қозғалысы бірқалыпсыз. Күннің гравитациялық
әсерінен өте күшті қозу жағдайында болады. Осы қозу себебінен Ай
орбитасының элементтері мәні үнемі өзгерісте болады. Мысалы:4058 і
5020.
Ай түйіндері эклиптика бойымен үздіксіз Айдың қозғалыс бағытына
қарама – қарсы бағытта, яғни батысқа қарай жылжи отырып 18 жыл 7 айда толық
бір айналып шығады. Ай орбитасының перигелий П шығысқа қарай жылжи отырып 9
жылда толық бір айналым жасайды.
Ай Жерді айнала бір айналым жасағанда Ай түйіндері 10,5 жылжиды екен.
Сондықтан жұлдызды ай өткенде Ай дәл өзінің бұрынғы орнына қайтып
оралмайды, әрбір келесі айналымын басқа жолмен жасайды. Тек 18 жыл 7 айдан
кейін бұрынғы орнына келеді.
1.10 -сурет.
Ай орбита бойымен қозғалысымен қатар өз осі айналасында жәймен
айналады, оның айналу периоды сидерлік айға тең, сондықтан жерден Айдың
үнемі тек бір жарты шары көрінеді.Айдың экваторы эклиптика жазықтығымен
1030 жасайды, ал Ай орбитасы жазықтығымен 6039 бұрыш жасайды. Және осы
үш жазықтық Ай түйіндері сызығы бойымен қиылысады. Мұны 1721ж француз
астрономы Кассини ашқан [14].
Айдың айналу осінің көлбеулігінен Жерден оның біресе солтүстік біресе
оңтүстік полюсі кезекпе – кезек көрінеді. Ай оның полюстері арқылы өтетін
меридиан бағытында 6039 бұрышқа жаймен тербелетін сияқты болады. Осы
тербелетін сияқты көрініс ендікті оптикалық либрация деп аталады. (латынның
libro - тербеліс деген сөзінен).Ендікті либрациясы периоды айдахарлық айға
тең (27,21 тәулік).
Айдың оптикалық либрациясының екінші бір түрі – бойлықты либрация.
Бойлықты либрация Айдың өз осьінен бірқалыпты, ал орбитасы бойымен
бірқалыпсыз қозғалатындығының салдары. Ай орбитасымен төрттен бір периоды
аралығында осі айналасында 900- қа бұрылады, бірақ перигей маңайында 900
тан- артық, ал апогей маңында 900- тан кем жол жүреді. Бұл ауытқулар 7054
- қа дейін жетеді. Нәтижесінде Ай дөңгелегінде шығыс және батыс шеттерінде
кезекпе – кезек Ай бетінің аздаған бөлігі көрінеді де қайтадан ай шетіне
жасырынады. Ай либрациясы салдарынан Жерден Айдың барлық бетінің 59%
көрінеді.
Ай фазалары. Айдың жұлдыздардың алқабында көрінерлік қозғалысы Айдың
Жерді айнала қозғалатындығынан. Айдың аспандағы көрінерлік жолы зодиак
шоқжұлдыздары аралығында өзінің орнын өзгертіп отыратын тұйықталмаған
қисық.
Айдың көрінерлік қозғалысы Ай фазасы деп аталатын оның сыртқы түрінің
үздіксіз өзгеріп отыратындығымен болады. Кейбір күндері Ай тіпті
көрінбейді, кейде орақ тәрізді жіңішке, кейде жарты дөңгелек, кейде толық
дөңгелек түрінде болады. Ай фазалары оның Жер сияқты қараңғы, мөлдір емес
шар тәрізді дене және Күнге қатысты әртүрлі орында болатындығымен
түсіндіріледі.
Ай фазасы Ф Ай дөңгелегінің жарықталынған бөлігінің ең үлкен
енділігінің в оның d диаметріне қатынасына тең:
Күн Айдан өте қашықтықта болғандықтан Күн сәулесі Айға параллель
бағытта түседі және үнемі оның бір жартысын жарықтандырады, екінші беті
қараңғы болады. Жерге жарық жарты шарының бір бөлігі мен қараңғы жарты
шарының бір бөлігі қарайтындықтан Ай көбінесе толық емес дөңгелек болып
көрінеді. Ай дөңгелегінің қараңғы бөлігін жарық бөлігнен бөліп тұратын
сызықты терминатор деп атайды, ол жарты эллипс түрінде болады. Күннен
Айға, Айдан Жерге қарайғы бағыттардың арасындағы ( бұрышын фазалық бұрыш
деп атайды.
1.11 -сурет
Айдың негізгі 4 фазасын ажыратады жаңа ай, бірінші ширек, толық ай,
соңғы ширек (1.11 - сурет)
Жаңа Ай кезінде Ай Күн мен Жердің арасынан өтеді (яғни Күнмен
байланыста тұрады), фазалық бұрыш (=1800, Жерге Айдың қараңғы жағы қараған
және ол аспанда көрінбейді. Жаңа Ай туғананнан екі күннен кейін батыста,
Күн батқаннан кейін кешкі арай кезінде, Ай жіңішке орақ тәрізді көрінеді.
Дөңес жағы Күнге қаарған Ай орағы күннен күнге ұлғайып, жуықтап 7 тәуліктен
соң Ай жарты дөңгелек пішінді болады. Бұл фазаны бірінші ширек деп атайды.
Бұл кезде Ай шығыс шаршыда болады, яғни Күннен шығысқа қарай 900–та,
фазалық бұрыш ((900, Жерге Айдың жарықталынған және жарықталынбаған жарты
шары қарайды. Осы фазада Ай түннің бірінші жартысында көрінеді де, содан
соң көкжиекке батады [14].
Күннен күнге Жерден Айдың жарықталынған жарты шарының көп бөлігі
көріне бастайды, жуықтап бірінші ширектен 7 тәуліктен соң дөп – дөңгелек,
толған ай фазасы басталады. Толық ай фазасында Ай Күнмен қарсы тұру орнында
болады, ((00, және Жерге Айдың жарықталынған жарты шары қарайды. Толық Ай
аспанда Күнге қарама–қарсы бағытта көрінеді. Сондықтан толық Ай аспанда
түні бойы көрінеді, ол шамамен Күн батқаннан кейін шығады да, Күн шығарда
батады.
Толық Айдан кейін Ай “кішірейе” бастайды, оның батыс жағы күннен –
күнге кеми береді. Жерден Айдың жарық жарты шарының аз бөлігі
көрінеді.Толық Айдан кейін жуықтап 7 тәулік өткен соң Ай қайтадан жарты
дөңгелек болып көрінеді. Соңғы ширек фазасы басталады. Бұл кезде Ай батыс
шаршыда болады, ((900 және Жерге көрінетін жарты шары мен көрінбейтін
жарты шары қарап тұрады. Енді Ай Күннен батысқа қарай 900–та тұратындықтан,
Күн шыққанға дейін түннің екінші жартысында көрініп тұрады.
Бірте – бірте Ай дөңгелегіндегі кемістік ұлғая береді, Ай қайтаадн
жіңішке орақ түріне келеді, және Күн шығардың алдында күн шапағымен
шығыстан көрінеді. 2 – 3 күннен соң Ай орағы жоғалып кетеді де аспанда Ай
көрінбей қалады. Айдың соңғы ширегінен соң жуықтап 7 тәулік өткенде жаңа Ай
туады.
Айдың бірдей аттас екі фазасы уақыт аралығын синодтық ай деп атайды.
Бақылаулар синодтық ай ұзақтығы 29,53 тәулік екендігін көрсетеді. Сонымен
синодтық ай сидерлік айдан ұзағырақ екен. Оны мына суретпен түсіндіруге
болады (1.12 - сурет).Суреттегі 1-ші орын толық ай кезіндегі Ай, Жер және
Күннің өзара орналасуына сәйкес келеді.27,32 тәуліктен соң,яғни сидерлік ай
өткен соң, Ай өз орбитасы бойымен толық бір айналым жасап, жұлдыздарға
қатысты бастапқы орнына келеді.Жер осы уақыт аралығында 2-ші орынға орын
ауыстырады, бірақ әлі толық ай фазасы болмайды. Толық ай біршама уақыт
өтіп, Жер 3-ші орынға келгенде болады [26].
1.12 -сурет
Айдың өз орбитасының түйінінен бірінен соң бірі екі рет өту уақыт
аралығы (27,21 тәулік) айдаһарлық ай, Айдың бойлығының (( ) 3600–қа дейін
өсу уақыт аралығы тропикалық ай деп аталады.Тропикалық ай прецессия
себебінен сидерлік айдан жуықтап 7 секундқа қысқа,ал айдаһарлық айдың
сидерлік айдан қысқалығы,ай орбитасы түйіндерінің Ай қозғалысына қарама-
қарсы қозғалысынан.
1.2.2. Күн және Ай тұтылулары
Ай өзінің қозғалысы кезінде зодиак шоқжұлдыздарын жабады. Сонымен Ай
периодты түрде Күнді бөлшектеп немесе толық жауып отырады - яғни Күн
тұтылуы болады. (1.13 - сурет).
1.13 - сурет
Күн мен жарықталынып тұрған Айдың кеңістікте конус тәрізді көлеңкесі
таралады,оны айнала шашыраған конус тәрізді шала көлеңкесі таралады. Ай
көлеңкңесі мен оның шала көлеңкесі Жер бетіне түскенде Жерде Күн тұтылу
болады. Ай көлеңкесі түскен жерде толық Күн тұтылуы, ал шала көлеңкесі
түскен жерде шала Күн тұтылуы болады. Толық тұтылу кезінде Ай Күнді толық
жабады, ал шала тұтылу жерлерінде Ай Күнді бөлшектеп жабады [14].
Күн тұтылу фазасы Күн дөңгелегінің жабық бөлігі диаметрінің d оның
толық диаметріне dA қатынасы арқылы өлшенеді (1.14 - сурет):
,
және Ай ((K), Күн ((A) дөңгелегі радиустары мен олардың центрлерінің
бұрыштық қашықтығы (() бойынша есептеледі.
1.14 - сурет.
, ал K болғандықтан, онда олай болса Күн тұтылу
фазасы
Шала күн тұтылу кезінде (K (A+( және фаза Ф1. Күн және Ай
дөңгелектері сырттай жанасқанда (((K+(A,ал фаза Ф(0, бұл кезде тұтылу
болмайды. Сондықтан Күн тұтылу оптикалық құбылысқа жатады.
Жер бетіндегі Ай көлеңкесі мен шала көлеңкесі сопақша дақ түрінде
болады, ал дақ формасы Күн мен Айдың горизонт үстіндегі орнына байланысты.
Олардың биіктігі аз болған сайын екі конустың да осі Жер бетіне көбірек
көлбеген, ал көлеңке мен шала көлеңке дақтары соншалықты созылыңқы
болады.Күн тұтылу зенит маңайында болса, онда тропикалық белдеуде Ай
көлеңкесі мен шала көлеңкесінің формасы дөңгелекке жуық болады [21].
Айдың батыстан шығысқа қарай қозғалуы себебінен оның көлеңкесі мен
шала көлеңкесі сол бағытта Жер ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ТАЙҒАРАЕВ ЖЕҢІС РАЙЫМҚҰЛҰЛЫ
Күн жүйесі денелерінің фотокөріністері арқылы қозғалысы заңдылықтарын
зерттеу
6М011000-Физика
Физика магистрі академиялық дәрежесіне диссертация
Ғылыми жетекші:
Б.Ж.Көшкімбаева
Тараз 2012
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
І.Теориялық бөлім
1.1.Күн
1.1.1. Күннің негізгі
сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...9
1.1.2.Күн
атмосферасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .12
1.2. Айдың қозғалыс
заңдылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
1
1.2.1. Айдың
қозғалысы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .21
1.2.2. Күн және Ай
тұтылулары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... .25
1.3. Айдың физикалық
табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.34
1.3.1. Айдың негізгі
сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .34
1.3.2. Ай бедері
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 36
1.3.3. Айдың ішкі
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... 42
1.3.4. Айдың пайда болуы және
дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .43
ІІ.Зерттеу
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .44
2.1.Зерттеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..44
2.2.Күн тәжі құрамына кіретін заттардың лақтырыстары жылдамдығын
SOHO ғарыш аппараты түсірген суреттер арқылы
анықтау ... ... ... ... ... ...48
2.3 Күннің өз өз осінен айналу периодын анықтау
әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... .51
2.4. Айдың орбиталық жылдамдығын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...55
2.5.Ай бедерін
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ..57
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
63
Кіріспе
Қазіргі кезде аспан денелерінің пайда болуы, дамуы, олардың
қозғалыс заңдылығы, құрылысы мен табиғаты жаратылыстанудың негізгі мәселесі
болып табылады.
Аспан денелерінің құрылысын және дамуын, олардың кеңістіктегі орны мен
қозғалысын зерттей отырып, астрономия тұтастай Әлемнің құрылысы мен дамуы
туралы түсінік қалыптастырады.
Аспан денелерін зерттеуде астрономия алдына шешуге тиісті негізгі үш
мәселе қояды:
1) Аспан денелерінің кеңістіктегі көрінерлік, содан соң нақты орны мен
қозғалысын зерттеу, олардың өлшемдері мен пішіндерін анықтау;
2) Аспан денелерінің физикалық құрылысын, яғни аспан денелері беті мен
қойнауларындағы физикалық жағдайларды (тығыздық, температура және т.с.с.)
және химиялық құрылыс зерттеу;
3) Аспан денелерінің пайда болуы мен дамуы, яғни және аспан денелері
мен олардың жүйелерінің мүмкін келешегі мәселелерін шешу.
Бірінші мәселе өте ертеден басталған ұзақ уақыттық бақылау жолымен
шешілді.
Сондықтан бұл мәселе бойынша астрономияда мәліметтер ең көп болып
табылады, әсіресе Жерге жақынырақ аспан денелері үшін.
Аспан денелерінің құрылысы туралы әлдеқайда аз білеміз. Бұл мәселе
туралы мәліметтер 100 жылдан аса уақыттан бері шешіле бастады, ал негізгі
мәселелер соңғы жылдар ғана шешімін табуда.
Үшінші мәселе ең күрделі мәселе. Бақылауларда жинақталған материалдар
бұл мәселені шешуге жеткіліксіз, ал қазіргі кезеңде астрономия бұл мәселе
тек жалпы болжамдар мен бірқатар азды көпті шындыққа ұқсас гипотезалармен
шектелуде.
Адамзатқа қашанда астрпономия ілімдері оның көзқарасын
қалыптастыруға күшті ықпал етеді. Астрономия бізді қоршаған табиғи
ортада туындаған құбылыстарға – күн мен түн ауысуға, жыл мезгілдері
өзгерісі, теңіздердің тасуы мен қайтуы, әлемнің пайда болуы мен
дамуына т.б. жауап береді.
Сонымен бірге астрономияның әрбір мәдениетті адам, соның ішінде
жас ұрпақты тәрбиелеуші – педагоктар үшін маңызы зор. Астрономияда
оқыған табиғат заңдары материяның біртұтас бірлігін, әлемнің
кеңістіктік және уақыттық мәңгілігі мен шексіздігін айқын көрсетеді.
Зерттеу жұмыстың өзектілігі: Қазіргі кезде астрономиялық зерттеулер
қарқынды артуда. Физика материяның құпиясына тереңдей ену мақсатында
материянның әр түрінің құрылымын зерттеуде, құрылымы күрделі элементар
бөлшектер мен атом ядросы қойнауындағы жасырын энергияның жаңа түрлерін
іздестіруде.
Сонымен қатар, адамзат құзырында жерлік лабораторияда мүмкін
болмайтын көп жақты физикалық процестер әртүрлі жаратылыстық жағдайда
жүріп жатқан табиғи лаборатория бар. Мұндай табиғи лабораторияға астрономия
зерттейтін шексіз Әлем жатады. Қазіргі кезде физика жетістіктерінің бірі
астрофизика бөлімі болып табылады. Астрофизикалық зерттеулер қазіргі
кездегі физиканың дамуында жерден тыс табиғи зерттеулер жүргзіп, оны
жасанды қайталап және жерлік жағдайда практикалық қолдану мақсатында
қажеттіліктен туындайды.
Ғарыштық зерттеу әдістерін молынан пайдалану арқылы, қазіргі
кезеңдегі Астрономия әлем туралы біздің білімімізді кеңейтіп, тереңдете
түсуде. Ғалымның байқауға оңтайлы кеңістігінде табиғат құбылыстарын
түгелімен зерделей отырып, Астрономия бүкіл әлемнің келбетін оның дамуымен
қоса суреттеп бере алады. Астрофизикалық зерттеулер саласындағы ғылыми
мағлұматтың мөлшері мен құндылығы жылдан-жылға арта түсуде. Сондықтан
ғарыштық зерттеулер қазіргі таңда физикада өзекті мәселелердің бірі.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты мен міндеті: Аспан денелерінің, яғни
жерге ең жақын аспан денелері Күн мен айдың қозғалыс заңдылықтарының
теориялық негіздерін меңгеру және теориялық білімдерін ғылыми зерттеулерде,
практикада қолдана білу. Аспан денелерін зерттеу әдіс тәсілдерін қарастыру
және аспан денелерін зерттеуде олардың қозғалысын бақылауға
негізделгендіктен қазіргі кездегі жерден тыс зерттеу құралдарынан алынған
мәліметтерді, аспан денелерін зерттеуге, практикалы мақсаттарда қолдана
білу.
Диссертациялық жұмыстың зерттеу нысаны: Магистрлік диссертация
тақырыбының зерттеу нысаны космостық объектілерді зерттеудің қазіргі
заманғы ғылыми әдістері мен құралдары туралы терең білім беру, ғарыштық
аппараттар көмегімен алынған мәліметтер бойынша Күн тәжі құрамына кіретін
заттар лақтырылыстар жылдамдығын, Айдың орбиталық қозғалыс жылдамдығын,
Күннің өз өсінен айналу периодын және Айдың параллакстық ығысуын өлшеу
нәтижесінде Айға дейінгі ара қашықтықты анықтау. Планеталар бетіндегі
кратерлер өлшемдері мен метеориттік денелерді сипаттайтын физикалық
шамаларды есептеу.
Жерде өтіп жататын көптеген құбылыстар Күн атмосферасындағы
құбылыстармен тікелей байланысты.Күннен шығарылған бөлшектер Күн тәжінен
бөлініп, ғаламшарлар аралығындағы кеңістікте үлкен жылдамдықпен тарайды.Күн
желі ғаламшарлардың магниттік өрісіне, оның ішінде Жердің де магнит өрісіне
әсер етеді.Күн желі үнемі соғып тұрады. Кейде өте көп мөлшерде үлкен
энергияға ие бөлшектердің ғарыштық кеңістікке лақтырыстары да болып
тұрады.Мұндай құбылыстарды Күннің оталулары деп атайды.Олар Күннің магнит
өрісінің кенеттен өзгеруінен болады.Оталу кезеңінде ғарыш кеңістігіне
шығарылған бөлшектер Жер ғаламшарына жылдам (мыңдаған кмс жылдамдықпен)
жетеді. Жердің магнит өрісі энергиясы мол осы бөлшектерді Жердің
полюстеріне қарай бағыттайды. Жер атмосферасының жоғарғы қабатында полярлық
шұғыла деп аталатын жарқылдар осылай пайда болатыны, оған қоса Жердегі
радиобайланыстың нашарлайтыны белгілі. Күн бетіндегі дақтардың санының
артуы Күннің оталулары көбеюімен тікелей байланысты.Күннің оталулары
көбейген кезеңді Күннің активті кезеңі деп атайды. Күннің активтілігі, яғни
оталудың көбеюі Жердегі биологиялық процестерге де елеулі әсер етеді.
Жердің табиғи серігі-Айдың болуы бір жағынан астрономия алдына Айдың
қозғалысы мен пішінін қарастыру мәселелерін қойса, екінші жағынан Айды
бақылаулар Жерді зерттеу және Аймен оған жақын кеңістікке ғарыш- тық
ұшуларды қамтамасыз етумен байланысты бірнеше астрономиялық мәселелерді
шешуге мүмкіндік береді.
Егер Жер мен Ай изоляциаланған нүктелік объектілер деп есептейтін
болсақ, Жер айналасындағы Айдың қозғалысын тек Күннің тартылысынан қозуда
болатын эллипс бойымен болар еді. Бірақ Жер мен Айдың ішкі құрылыстарының
ерекшеліктері Күн мен планеталардың Айдың қозғалысына әсерін және оның
жұлдыздар арасындағы көрінерлік қозғалысын күрделендіреді. Айдың
бақылаулардан алынған орындарын теориялық пайымдау мен оның эфемеридін
алдын ала есептеу астрономияның ең күрделі есептерінің бірі болып табылады.
Және де бұл есепті Айды жүйелі түрде позициялық бақылауларсыз шешу мүмкін
емес.
Күнді зерттеуге арналған аппараттар күн желі туралы мәліметтер
алуға көмектесті.Қазіргі таңда Күнді зерттеудің маңызды көзі SOHO (SOlar
and HeliosphericObservatory) аппараты болып есептеледі. SOHO аппараты Жер
мен Күннің ортасында, Лагранжа нүктесінде жүр және Жерге Күннің анық
суреттерін жіберіп тұр.
Жұмыста осы SOHO ғарыш аппараты түсірген суреттер арқылы Күн тәжі
құрамына кіретін заттардың лақтырыстары жылдамдығын, Күннің активті
кезеңдерін анықтаудың әдісі қарастырылған.
Аспан денелерін зерттеудің жаңа кезеңі ракеталық техниканың
дамуымен тікелей байланысты. Айдың екінші жағының фотосуретін әлемде
алғаш рет 7 қазан 1959 жылы Жерге көрсеткен Кеңестік ғарыштың Луна-3
станциясы, кейін Зонд-3 станциясымен зерттелген. 1969 жылы 20 маусымда
Ай бетіне адамзат алғаш аяқ басты.
Айға қарай ракеталық техниканың ұшырылуы Ай бетінің геологиялық,
геофизикалық, геохимиялық зерттеулерінің дамуына ықпал етті. Күн
жүйесіндегі метеоридтер мен ұсақ денелердің планеталарға құлау әсерінен,
планеталарда кратерлер пайда болады. Айдың бетінің барлығы кратерлермен
қапталған. Жерден қарағанда көрінетін Айдың жарты бетінде 300 000-ға жуық
Ай кратерлері белгілі, көлемі жағынан 1 км-ге жуық және одан да көп,сонымен
қатар 15 000 кратер диаметрі жағынан 10 км-ден асады.
Жұмыстың бірінші бөлімінде Күнді және Айды зерттеудің әртүрлі жерлік,
ғарыштық әдістерінің көмегімен алынған негізгі сипаттамалары, физикалық
табиғаты, олардың беттерінің бедері мен ішкі құрылысы және пайда болуы мен
дамуы туралы мәліметтер қарастырылды.
Екінші зерттеу бөлімінде. Күннің берілген гелиографиялық
ендігіндегі өз осьнен айналу периодын анықтау әдісі, Күнен қопарылыс
кезінде лақтырылған денелердің жылдамдығын, Ай беті суретіндегі көрсетілген
масштаб бойынша кратерлердің диаметрлері мен биіктіктерін анықтау әдістері
қарастырылған, Тихомарис кратерінің биіктігі, Архимед кратерінің диаметрі
және осы кратер пайда болған метеориттің массасы (3*), радиусы (209м)
анықталды.
Сонымен қатар Ай мен Шолпан планетасының жақын келуінің 2009
жылдың 18 маусымында 21 сағ. 19 мин. және 22 сағ. 17мин-да түсірілген
екі көрнісі арқылы Айдың орбиталық қозғалыс жылдамдығын анықтаудың әдісі
екі жолмен есептеліп көрсетілді. Есептеулер нәтижесінде Айдың орбиталық
қозғалыс жылдамдығы v=1021,2 мс екендігі анықталды.
Зерттеу нәтижелерінің тәжірибелік құндылығы. Диссертациялық жұмыс
зерттеу нәтижесінде алынған мәліметтер мен зерттеу әдістері физика
мамандығына оқытылатын Астрономия пәні жұмыс оқу бағдарламасына енгізуге
және астрономия практикалық сабағын қолданысқа енгізу арқылы білімгерлерді
ғылыми зерттеу жұмыстарға бейімдеуге болады.
Диссертациялық жұмыста төмендегідей нәтижелер алынды. .
Жұмыста ғарыштық аппарттар көмегімен әртүрлі уақыт
мезеттерінде түсіріліп алынған аспан денелерінде болып жатқан
құбылыстардың фототүсірімдері арқылы қозғалысы, олардың бетінің
сипаттамаларын анықталды және оларды анықтау әдістері қарастырылып
төмендегідей нәтижелер алынды:
1.Күнде болып жатқан қопарылыстар кезінде заттардың лақтырылыстары
жылдамдығы анықталды және Күннің активті кезеңдерін анықтаудың әдісі
қарастырылды
2.Ай мен Шолпан планетасының жақын келуінің екі уақыт мезетіндегі
түсірілген екі көрінісі арқылы айдың қозғалыс жылдамдығын анықтау
әдісі көрсетілді және есептеулер нәтижесінде Айдың орбиталық қозғалыс
жылдамдығы υ=1021,2 мс екендігі анықталды.
3. Күннің белгілі бір гелиографиялық ендігіне сәйкес қабатының айналу
жылдамдығын анықтау әдісы қарастырылды. Гелиографиялық ендігі 25
тең қабаттың айналым жылдамдығы 28.6 тәулікке тең екендігі анықталды.
4.Ай бетіндегі кратерлердің диаметрлері мен биіктіктері, яғни
Тихомарис кратерінің биіктігі, Архимед кратерінің диаметрі және
осы кратер пайда болған метеоритің массасы (3*1013 кг), радиусы (209м)
анықталды.
I. Теориялық бөлім
1.Күн
1. Күннің негізгі сипаттамалары
Күн – Күн жүйесіндегі бізге ортақ жалғыз жұлдыз. Оның айналасында
ғаламшарлар мен олардың серіктері, ергежейлі ғаламшарлар, астероидтар,
кометалар, метеориттер мен ғарыш тозаңдары айналып жүреді. Күн массасы Күн
жүйесінің 99,8% құрайды. Күн сәулесі Жер бетіндегі тіршілікке қолайлы
жағдай жасайды. Күн сәулесінің әсерінен Жер бетінде климат қалыптасады. Күн
құрамында сутегі,гелий және аз мөлшерде:
темір,никель,оттегі,азот,кремний,кү кірт,магний,көміртегі,неон,кальций және
хром кездеседі.Спектрлік класс бойынша Күн G2V (сары ергежейлі жұлдыз)
қатарына жатады.Күннің беткі температурасы 6000 К. Күн спектрінің құрамында
иондалған және нейтралданған металл және иондалған сутегі кездеседі.Біздің
галактикада 100 миллионнан астам G2 классына жататын жұлдыздар бар.Сонда да
біздің галлактиканың 85% өзінің өмірінің соңғы кезеңіндегі кіші қызыл
жұлдыздар. Күн де басқа жұлдыздар сияқты энергияны термоядролық процесс
арқылы алып отыр.
Күн Құс жолының ортасынан 26000 жарық жыл қашықтықта орналасқан. Ол 225 –
250 милион жылда бір айналым жасайды.Күннің орбитальді жылдамдығы 217 кмс
– мұндай жылдамдықпен ол бір жарық жылды 1400 Жер жылына тең уақытта
өтеді.Қазір Күн Орионның ішкі бөлігінде, Персей мен Мерген ортасында, яғни
жергілікті жұлдызаралық тозаң аумағында орналасқан.Күн - Жер бетіндегі
маңызды энергия көзі.Күн қуаты 1370 Втм2. Ол Жер атмосферасынан өту
кезеңінде 370 Втм2 қуатын жоғалтады.Сондықтан Жер бетіне 1000 Втм2 қуат
жетеді. Бұл энергия табиғатта және тұрмыста қолданылады.Өсімдіктер Күн
энергиясының көмегімен фотосинтез процесі жүреді.Тікелей фотоэлементтерді
қыздыру көмегімен Күн энергиясы электр тогына айналдырылуда.Күннен
бөлінетін ультракүлгін сәуле көмегімен суды және басқа да заттарды
бактериялардан тазарту қолданылады.Және де ол сәуле адам денесіне Д
дәруменін береді. Күн – үшінші кезеңдегі жас жұлдыз. Қазіргі Күннің жасы
компьютердің модельдеуі бойынша 4,57 миллиард жыл.Болжаулар бойынша, Күн
бұдан 4,59 миллиард жыл бұрын,сутек молекулаларынан тұратын тозаңнын
гравитация күшінің әсерінен пайда болған [11]. Массасы Күн массасына тең
жұлдыз шамамен 10 миллиард жыл өмір сүруі керек.Олай болса, Күн өз
ғұмырының орта жасына келді.Қазіргі таңда Күн ядросында сутектің гелийге
айналу процесі өтіп жатыр.Күн әр секунд сайын 4 миллион тонна затты
энергияға айналдырып отыр, соның нәтижесінде күн сәулесі энергиясы мен күн
нейтриноларының ағыны пайда болуда.
Күн массасы аса жаңа жұлдыз болып жарылу үшін жетпейді.Оның есесіне, ол
өмірінің соңында үлкен қызыл жұлдызға айналады.Күн 4 – 5 миллиард жылдан
соң үлкен қызыл жұлдыз болады.Шамамен 7 – 8 миллиард жылдан кейін, күн
ядросының температурасы 100 миллион градус болғанда, ядро темпертурасы
тұрақсыз болады. Осының есебінен Күн өз массасы мен өзінің сыртқы қабығын
жоғалта бастайды.Күн үлкейгенде ол Жер орбитасына дейін үлкейеді.Жер
бетіндегі судың барлығы газ күйіне өтеді. Жер атмосферасы Ғарыш
кеңістігіне жайылып кетеді.Шамамен 500 – 700 миллион жылдан кейін Жер беті
өте ыстық, өмірге қолайсыз болады. Адамзат тек қана жұлдызаралық саяхатпен
ғана өмір сүреді. Бұл фазадан кейін Күн өзінің сыртқы қабығынан айырылып,
ол ғарыштық тозаңға айналады. Ал оның ортасында ыстық ядро болады. Ол ақ
ергежейліге айналып, көптеген миллиард жылдар бойы сөне бастайды.
1.1. – сурет Күннің ғарыштан бейнесі
2 – сурет. Күннің өмір сүру циклі
2.Күннің құрылысы
2.1.Күн ядросы
1.2 – сурет. Күннің айналу циклі
Ядро ол – радиусы 150000 километр болатын және термоядролық процесс жүріп
отыратын күннің ортаңғы бөлігі. Ядроның құрамындағы заттың тығыздығы
15000кгм3 (оның тығыздығы судың тығыздығынан 150 есе, жердегі ең ауыр
металл осмийден 6,6 есе көп), ал ядроның температурасы 14 миллион градус.
SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) аппаратынан алынған мәліметтер
нәтижесі бойынша, Күннің ядросы оның сыртқы бөлігіене қарағанда, өз осінің
бойымен тез айналады. Күн ядросында термоядролық процесс жүріп отырады.Әр
бір секундта 4,26 миллион тонна зат энергияға айналып отырады.(1.3 - сурет)
1.3 – сурет
Күннің құрылысы
Күн белсенділігі Күн дақтары, оталу, жалын шудалары, талшықтар мен
протуберанцтер,тәждің ұйытқу орындары, тағы да басқа құбылыстар бір –
бірімен өзара тығыз байланысты, әдетте олар Күннің кейбір облыстарында
бірге пайда болады, мұндай облыстар Күннің активтілігінің центрі деп
аталады. Күннің активтілігін сипаттау үшін бірқатар индекстер
енгізілген.Оның ең жиі қолданылатыны Күн дақтарының салыстырмалы саны,
яғни Вольф саны. Барлық сипатталған құбылыстардың жылдық орташа саны және
олардың интенсивтілігі шамамен 11,1 жылдық периодпен өзгеріп отырады.
Күннің активтілігінің орташа периоды 11,1 жыл, оның өзгерістерінің ұзақ
периоды 80 жыл не одан да артық болатыны анықталған [14].
2. Күн атмосферасы
Фотосфералық құбылыстарФотосфера - Күннің жарық шығаратын
қабаты.Оның қалыңдығы 320 км. Фотосфераның орташа температурасы 5800 К.Бұл
жердегі газдың тығыздығы 11000 Жер ауасы тығыздығына тең, ал фотосфераның
ішкі қабатына қарай температура 4800 К.
Жерге келіп жететін Күн энергиясының барлығы дерлік Күннің фотосфера
қабатынан шығарылады. Күнге тікелей қарағанда оның дөңгелек диск
түрінде беті көрінеді. Күн дискісын бақылаудан оның жарықтылығы дискі
центрінен шетіне қарай бірте-бірте қараятындығын көрсетеді. Күн дискісінің
шетіне қарай қараюын фотосферада температура тереңдікке қарай өсетіндігімен
түсіндіруге болады. Күн дискісінің әр түрлі нүктелері Күннің қарастырылып
отырған нүктесіне түсірілген нормаль мен көру сәулесі арасындағы (1.4 -
сурет) бұрышпен сипатталады.
1.4- сурет
Күн дискісінің әр түрлі нүктелері күннің қарастырылып отырған нүктесіне
түсірілген нормаль мен көру сәулесі арасындағы бұрыш.
Дискі центрінде яғни көру сәулесі Күн радиусы мен сәйкес
келеді, ал шетінде , көру сәулесі Күн бетіне жанама бағытта болады.
Зат қабатының сәуле өткізу қабілеттілігі оптикалық қалындықпен
сипатталады. Қабаттың оптикалық қалындығы ол сәулені мүлдем
өткізбейді. Бұдан Күннің үздіксіз оптикалық сәуле шығаруы оның сыртқы
қабатынан түзілетіндігі шығады. Фотосфераның төменгі шекарасынатең
болатын зат қабатын алады. Күн дискасы шетін бақылаулардан фотосфера
жарқырауы күрт төмендеуі қалындығы 0,5 кем қабаттарда болатындығы
анықталған, бұл 300 км сызықтық өлшемге сәйкес [11]. Егер көру сәулесі
фотосферамен үлкен бұрышпен қиылысатын болса (1.5 - сурет), онда
оптикалық қалындығы r=1 шамасына температурасы төменірек болатын неғұрлым
жоғарырақ қабаттарда жетеді. Сондықтан Күн дискісы шетінің сәулелену
интенсивтілігі ортасының сәулелену интенсивтілігінен аз болады.
1.5- сурет
Күн дөңгелегінің шетіне қарай қараюын түсіндіру.
Сол сияқты әр түрлі спектрлік аймақтарда өлшенілген Күннің түстік
температурасынын әр түрлілігін де түсіндіруге болады. Үздіксіз жұтылу
коэффициенті толқын ұзындығына тәуелді. Жұтылу коэффициенті аз болатын
толқын ұзындығы аймағында сәуле тереңірек, ыстық қабаттардан шығарылады, ал
ол үлкен болатын жерлерде сәуле сыртқы суығырақ қабаттардан шығарылады.
Фотосферадан шығатын сәулеге негізгі үлес қосатын сутегінің теріс ионы
.
Фотосфера құрылымы туралы тереңірек мәліметтерді фраунгоферлік
сызықтардан алуға болады. Себебі, атомдық сызықтардағы жұтылу
коэффициенттері үздіксіз спектрдегі жұтылудан анағұрлым артады. Сондықтан
сызықтық спектрлік сәулеленулер жоғары суығырақ қабаттардан, ал үздіксіз
спектрлік сәулелер тереңірек, ыстық қабаттардан түзіледі.
Спектрлік сызықтар профилі бойынша интенсивтілік таралуын өлшей отырып,
тереңдікке байланысты температураның таралуы туралы мағлұмат алуға болады.
Жұтылу коэффициенті максимал болатын спектрлік сызық центрінде фотосфераның
неғұрлым жоғары қабаттары бақыланады, ал жұтылу коэффициенті үздіксіз азая
беретін спектрлік сызық центрінен қашықтаған сайын, спектрлік сызық
центрінде хромосфера бақыланады.
Толқын ұзындығының көрінетін сәуле диапазонында телескоппен Күн бетін
бақылаудан, оның беті жіңішке қараңғы аралықтармен қоршалған жарқыраған
ауданшалар жиынтығынан тұратындығы анықталған. Бұлар Күн түйіршіктері,
олардың өлшемдері әртүрлі, жуықтап 700 км, өмір сүру уақыты 8 мин.
Түйіршіктер ені жуықтап 300 км қараңғы аралықтармен бөлінген.
Күн экваторынан белдеуде түйіршіктерден басқа жиі-жиі Күн
дақтары мен алаулар байқалады (1.6- сурет).
1.6 - сурет
Күн дағы.
Телескоп жарығырақ шала көлеңкемен қоршалған қараңғы шұңқырды (дақ
көленке деп аталатын) ажыратуға мүмкіндік береді. Осындай дақтарға тән
өлшем 3500 км құрайды. Көленкенің диаметрі екі есе аз. Көленкеге жақын
маңайдан дақтың жиегінен ағып жатқан сияқты жіңішке ағымдар түрінде
жекелеген жарық аумақтар пайда болады (). Олар шала көлеңкеге тән
шашақталған құрылымды түзеді. Жеке шашақтың өмір сүру уақыты 30 – 60
мин. Сонымен бірге дақ көлеңкесінде диаметрі, өмір сүру уақыты 15-30
мин кішкене жарық нүктелер байқалады. Олар дақ көлеңкесінен күшті магнит
өрісінде қалдық түйіршіктену деп есептеледі. Дақ көлеңкесіне сәулелік
энергия ағыны жуықтап 3 есе азайған, сондықтан оның температурасы 60000
–нан 45000 К –ге дейін төмендейді. Температураның бұндай төмендеуі дақ
спектрінен де байқалады және сызық қысқа толқын аймағына қарай біршама
ығысқандығы көрінеді. Бұл Доплер эффектісі негізінде қарастырылып отырған
спектрлік сызығы түзілетін фотосфера аймағында газ дақтан шығады деп
айтуға мүмкіндік береді. Үлкен бөліктерде – хромосфера мен тәжде газ,
керісінше дақ аймағына қарай ағады.
Көбінесе дақ фотосфералық алаулардың жарық тізбектер торымен
қоршалған. Тізбек ені оны түзетін жарық бөліктер диаметріне тең, жуықтап
5000 км, ұзындығы 50000 км-ге жетеді. Алау – ұзақ өмір сүретін түзіліс, ол
көбінесе жыл бойы жойылмайды, ал дақ топтары оның аумағында жуықтап бір
айдай өмір сүреді. Алау шашақтары тізбектерінің қосынды ауданы дақ
ауданынан 4 есе үлкен. Даққа тәуелсіз жарығы әлсіздеу алауларда кездеседі.
Күн белсенділігі минимум жылдары алаулардың қосынды ауданы шамасы аз, ал
максимум жылдары алау шашақтары күннің барлық бетінің 10% - ке дейінін
алады [20].
Түйіршіктердің спектрлік сызықтары мен олардың аралықтарының спектрлік
сызықтары сәйкес көк және қызыл жаққа ығысқан. Бұл түйіршіктерде зат
жоғары көтерілетіндігін, ал оның айналасында төмен түсетіндігін көрсетеді.
Түйіршік фотосфера астында орналасқан белсенді конвективтік аймақтың
көрінісі. Конвективтік аймақта газдың жеке массаларының көтерілу және төмен
түсуі нәтижесінде заттардың белсенді араласуы жүреді.
Күннің сыртқы қабатында конвекция пайда болуының себебі екі негізгі
жағдайға байланысты. Біріншіден фотосфераның астында температура тереңдеген
сайын тез артады, сәулелену тереңірек ыстық қабаттардан сәуленің шығуын
қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан энергия қозғалыстағы біркелкісіздікпен
тасымалданады. Екіншіден, егер газ толығымен иондалмаған болса, онда осы
біркелкісіздіктер өте өмір сүргіш, иондалу энергиясы есебінен оның
температурасы өзгермейді және температураның артығы ұзақ сақталады.
Фотосфераның төменгі қабатына өткенде осы екі жағдайдың әрекеті
тоқталады. Сәулелену себебінен температура күрт төмендейді, газ түгелдей
дерлік бейтараптанады да иондалу энергия қоры болмағандықтан орнықты
біркелкісіздікті қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан фотосфера астындағы
конвективтік аймақтың ең жоғарғы қабатында конвективтік қозғалыс күрт
тоқтайды да конвекция кенеттен аяқталады. Осылай фотосфера төменгі жағынан
үнемі соққыланып тұрған сияқты. Осы соқылардан қозу пайда болады да
түйіршік түрінде байқалады. Ал түйіршік тербелмелі қозғалысқа түседі. Бұл
тербелістер мен қозулар, фотосферада табиғаты дыбыс толқынына жақын толқын
тудырады. Бұл толқындар Күн атмосферасының жоғарғы қабаттары үшін маңызды
роль атқарады.
Хромосфера және тәж. Хромосфера (грек тілінен аударғанда χρομα
– жарық , σφαίρα – шар) – Күннің сыртқы қабаты. Оның қалыңдығы 10000 км.
Ол фотосфераны қоршап тұрады.Хромосфераның беті жұмсақ қоймалжың болып
келеді. Оның бетінде лақтырыстар болып жатады. Бұл лақтырыстарды спикул
деп атайды.Хромосфера температурасы 4000 –нан 15000 градусқа дейін
жетеді.Хромосфера тығыздығы онша көп емес,сондықтан да оны жәй көзбен
бақылау қиын.Оны тек толық күннің тұтылуы кезінде көруге болады. Себебі ай
Күннің фотосферасын жауып қалады,сол кезде хромосфера қызғылт болып,анық
көрінеді.Оны бірақ кез келген кезде қысқа сызықты оптикалық фильтр арқылы
көруге болады.
Күн атмосферасының жоғарғы қабаттарының сәуле шығару фотосферанікінен
10 мыңдаған есе әлсіз. Сондықтан, жер атмосферасына немесе телескоп және
спектрографтың оптикалық бөліктеріне шашыраған, фотосфера жарығының
болымсыз үлесінің өзі жоғары фон жасайтыны соншалықты хромосфера мен тәждің
әлсіз жарығын тікелей әдістермен тіркеуге мүмкін болмайды. Дегенмен,
хромосфера мен тәжді зерттеу үшін екі әдіс қолданады. Бірінші әдісте Күн
дөңгелегіне жасанды экрандау қолданылады. Бұл әдіс Күн дөңгелегі шетінен
тыс хромосфера мен тәжді бақылауға мүмкіндік береді. Екінші әдіс бірқатар
спектрлік сызықтар центрі жиілігіндегі сәулелер (сутегілік ,
киондар және басқалар) фотосферадан жоғары хромосферада түзілетіндіктен,
хромосфера мен тәждің кейбір сызықтар жарығына мөлдір еместігіне
негізделген. Бұндай жиіліктер үшін хромосфераның оптикалық қалындығы 1,
сондықтан фотосфераның бұндай жиіліктегі жарығы бақылаушыға дейін жетпейді.
Осындай спектрлік сызықтарды зерттеу 1000-3000 км биіктіктердегі атмосфера
құрылымының ерекшеліктерін зерттеуге мүмкіндік береді ( сызығы -
сызығына қарағанда біршама жоғарырақ биіктіктегі қабаттарда түзіледі).
Атмосферадан тыс бақылаулар сутегінің лаймандық сызықтары және
гелийлік сызықтары ( және ), және де қысқа толқынды тәждік
сызықтары толқын ұзындығында Күн бейнесін алуға мүмкіндік береді. Бұл
әдісті қолдану күрделі интерференция- поляризациялық сүзгіш немесе
спектографпен өте жіңішке спектрлік интервал бөліп алуды қажет етеді.
Күннің сыртқы атмосферасы туралы мәліметтер толқын ұзындықтарында
радиобақылаулардан да алынады.
Хромосфера Күн дөңгелегінен сырт созылған жарқыраған қабат.
Төменгі хромосфера, Күн дөңгелегінен биіктіктегі, реңінде көптеген
негізінен әлсіз, эмиссиялық сызықтар бар, әлсіз үздіксіз спектр шығарады.
Күн дөңгелегі проекциясында олар айқын фотосфералық сәулелену реңінде
жұтылу сызығы түрінде байқалады. Эмиссиялық спектр сипаттамалары төмеңгі
хромосферадағы физикалық жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді. Бейтарап
темірдің (), титанның () және т.с.с. сызықтарын бақылау
нәтижелері бұл қабаттың температурасы төмен екендігін көрсетеді;
спектрлік сызық интенсивтілігі бойынша атом саны табуға болады.
Мысалға, ~ 1000 км биіктікте сутегі атомының саны ~.
Көптеген әлсіз эмиссиялық сызықтар интенсивтілігі тығыз дақтың
экспоненциальдық заң (барамтерлік формула) бойынша кемитіндігіне сәйкес
биіктікке байланысты күрт азаяды. 1500 км биіктіктен жоғарыда сутегінің
күшті сызықтары , , және басқа, гелийдің , және ,
және сызықтары байқалады. Сызықтардың интенсивтілігі бойынша 1500 км
үлкен биіктіктерде газдың тығыздалуына сай келетін жарқырауы жоғары
аймақтарды анықтауға болады, және қандай да бір биіктіктерде, әрбір сызыққа
тән изоляцияланған газ бағаналарының, яғни хромосфералық спикулдардың
жарқырауы байқалады. Спикулдардың диаметрі ~ 1000 км, көтерілу және төмен
түсу жылдамдықтары , өмір сүру уақыты бірнеше минут. Үлкен
биіктіктерде спикулалар саны аз, биіктікте олар күндік бет ауданының
2% алады. Спикула пайда болуының механизмі фотосфера магнит өрісінің
күрделі құрылымымен байланысты.
Жиек бойымен хромосфера жарықтығы өзгереді : белсенді аймақтарда
спикула саны артады және сәулелену күшейеді. Белсенді аймақтарда
хромосфераның сәуле шығаруы орташа есеппен 3-5 есе артады, бұл газ
тығыздығының жуықап 2 есе артатындығына сәйкес келеді.
1500 км жоғары хромосфера негізінен аралары өте сиретілген газдардан
тұратын өте тығыз газ талшықтары мен ағыстары жиыны болып келеді. 4-5 мың
км жоғарыда тек қана спикулалар қалады. немесе сызықтарында
бақылағанда хромосфера, өлшемі жағынан түйіршіктерден азғана үлкен, майда
түйіндер түрінде болады. Өз кезегінде бұл түйіндер ірі ұяшықтарға (диаметрі
(2-3) *104 км) бірігеді де хромосфералық тор түзіп дөңгелекті түгел
жабады. Ұяшықтардағы газ оның центрінен шет жақтарына қарай 0,3-0,4 кмс
жылдамдықтармен ағады. Ұяшық шегараларында магнит өрісі күшейген, 10-15 Э
құрайды, бұндай түзілістердің орташа өмір сүру уақыты тәулікке жуық.
Дөңгелекте көрінетін спикулалар ұяшықтар торы шекараларына шоғырланған.
Хромосфералық тордың түзілуін үлкен масштабты асқын түйіршіктердің
конвективтік қозғалысымен байланыстырады. Ұяшық центрінен шетіне
горизонталь ағатын иондалған газ әлсіз магнит өрісін сыпырып кетеді.
Өрістің күшеюі тор шекарасы манайында хромосфера жарқырауын
интенсивтендіреді. Хромосфераның белсенді аймақтарының дөңгелекке
проекциясы жарық аймақ флокулдарды, қараңғы талшықтар жүйесімен қилысулар
– фибриллдарды береді. Бұл талшықтар жүйесі (ені 1000-2000 км, ұзындығы
10000 км) магнит өрісінің қарама-қарсы полюстарын байланыстырады. Бұрыңғы
дақ үстінде радиальды орналасқан талшықтар біршама бұзылып, циклон түрінде
құйынды құрылым түзеді. Қараңғы талшық магнит өрісі күш сызықтары бойымен
соғылған газ тығыздалуы болып табылады. Бұл тығыз талшықтар төменде жатады.
Сондықтан сызықтарында түзілген флоккулдар дирфуздық жарқыраған
түзілімдер. Хромосфераның сәуле шығару интенсивтілігі жалпы алғанда үлкен
емес. Күн типті жұлдыздар үшін, Н, К және басқа сызықтардағы хромосфералық
эмиссия жұлдыздардың айналыс жылдамдықтары азаюына және олардың жасына
байланысты кемитіндігі анықталған. Осы критерииге сәйкес Күн – белсенділігі
төмен, кәрі жұлдыз.
Хромосфера мен тәж аралығында температура ~ 104 К дейін тез өсетін
өтпелі жұқа қабат бар. Күн тәжі толық жұтылу фазасы кезінде бірнеше күн
радиусы аралығына созылыңқы күмістей жарқырау
Күн тәжі – Күннің сыртқы қабаты.Оның температурасы 600 000 –
нан 5000 000 градусқа дейін жетеді.Осыған қарамастан,ол қарапайым көзге
көрінбейді.Оны тек қана күннің толық тұтылу кезеңінде ғана көруге
болады.Оның құрамындағы заттың тығыздығы аз болғандығынан, күн тәжінің
жарықтығы аз.Күн тәжінің шектен тыс қызып кетуі магнит өрісі және
толқындардың әсерінен болады.Күн тәжінің формасы күннің белсенділігіне
байланысты болып келеді. Күн нің жоғарғы белсенділігі кезеңінде ол
дөңгелектенеді де, ал белсенділігі аз кезінде ол сопақ, күн экваторынан
алдыға қарай шығыңқы болып орналасады.Күн тәжінің температурасы өте жоғары
болғандқтан ол өз бойынан ультракүлгін және рентген сәулелерін шығарады.Бұл
сәулелер Жер атмосферасынан өтпейді, бірақ оны ғарыш зерттеу аппараттарымен
зертейміз.Күн тәжінің барлық жағында бірдей сәуле шашу бола бермейді.Күн
тәжінде ыстық, әрі белсенді аудандар және тыныш аудандар,сондай -ақ тәждік
тесіктер болады (олар онша ыстық емес, температурасы 600 000 градус). Бұл
тесіктерден магнит өрісінің күш сызықтары шығады.Осы құбылыс кей заттардың
Күнді тастап кетуіне жол ашады.Сондықтан Күн желі осы тесіктерден пайда
болады. Күн тәжінен соғатын күн желіндегі иондалған бөлшектер (көбінесе
протондар мен электрондар) 300 - 1200 кмс жылдамдықпен гелиосфера
қабатына дейін барады. Жер бетіндегі табиғи құбылыстардың көпшілігі, соның
ішінде геомагниттық дауыл және полярлық шұғыла, Күн желінің себебінен
пайда болады. Конвективті аумақта бөлінген энергияны күн тәжіне жеткізудің
екі жолы бар. Бірінші, дыбыс толқындары мен магнитогидродинамикалық
толқындар. Ал екінші жолы ол – магнит өрісінің үлкен күн оталысы түрінде
немесе аз мөлшердегі оталысы арқылы [27].
Тәждің жарқырауы фотосфераның еркін электрондардан шашырау сәулеленуі.
Сәулелену интенсивтілігі бойынша тәждің табанында электрондар саны
және ол биіктікке байланысты азаяды деп тұжырымдауға болады. Сонымен күн
тәжі өте сиретілген газ. Тәжге кірігіп жатқан әлсіз магнит өрісінің өзі
оның динамикалық сипаттамалары мен құрылысына әжептәуір әсер етеді.
Суреттерде тәждің біртекті түзілім еместігін көрсетеді. Полюстерге жақын
тәждік шоқтар, төменірек ендіктерде тәждік сәулелер мен доғалар
ерекшеленеді. Тәждік магнит өрісі төмен жатқан магнит өрісінің жалғасы
болып табылады, және жай өзгереді. Олай болса тәж құрылымы орнықты,
елерліктей өзгерістер бір жылда бірақ рет болады. Тәждегі температуралық
жағдай ерекше. Тәждің бірнеше эмиссиялық сызықтары – жасыл , қызыл
және басқа - 9-дан 14-ке дейін электрондарынан айырылған жоғары
иондалған атомдарының сызықтарымен бірдей. Электрондардың үзілуі ауыр
иондармен электрондардың соқтығысуынан болатындықтан, электрондардың
кинетикалық энергиясы өте үлкен болуы қажет, яғни ~ электрондық
температураға сай болуы керек. Тәждің температурасының жоғарлығы көптеген
бірі-бірімен байланыссыз анықтаулармен тұжырымдалады. Яғни, тәждің өте
үлкен созылыңқылығы, биіктікке байланысты оның тығыздығының жай кемуі,
бараметрлік формула бойынша болуы мүмкін. радиодиапазондағы
толқын үшін тәж мөлдір емес және Т ~ 106К қара дене сияқты сәуле
шығарады. Қысқа толқын аймағында Т ~ 106К сиретілген газ спектріне
тән иондардың негізгі сызықтарының жиыны байқалады. Жоғары иондалған
атомдардың, олардың жылулық шашырауына байланысты спектрлік сызықтарның ені
де сәйкес келеді.
Тәждің белсенді аймақтары – тәждік конденсацияларда, қоршаған ортаға
қарағанда плазма жуықтап 3 есе тығыз. Конденсацияларда да орташа
температура . Ал күн дақтарымен шектесетін аймақтарда тәж плазмасы
~107К дейін қызған. Тәжде ыстық заттар мөлшері стационар емес
процесстерден, әсіресе қопарылыстан кейін артады. Бұндай заттар үшін
және басқа температураларда түзілетін иондар сызықтары тән.
Тәжде салыстырмалы алғанда суық, тығыз бұлттар (, Т~104К) –
протуберанецтер орналасқан, олар ұзындығына дейін созылады. Бұндай
бұлттар ғажайып пішіндерде болады (доға, воронка және т.б.), олардағы
қозғалыс өте күрделі. Ең көп таралған сабырлы протуберанецтер. Олардың
пайда болуы дақ топтары дамуымен байланысты, бірақ олар дақтардан ұзақ
уақыт болады (1 жылға дейін).
Дақ аймағының өзінде қопарылыстан кейін күн дақтары протуберанецтері
деп аталатын, тәжден дақ аймағына бірнеше ондаған жылдамдықпен
құйылатын газ ағыны байқалады.
Протуберанецтердің басқа түрі қопарылыстан кейін ~100-1000
жылдамдықпен заттарды жоғары лақтырылуымен байланысты. Бұндай
протуберанецтер эруптивтік протуберанецтер деп аталады (1.7 - сурет).
1.7 - сурет
1946 жылы түсірілген эруптивтік протуберанец.
Протуберанецтердегі физикалық жағдайлар сипатты хромосферанікіне жақын.
Сондықтан протуберанецтермен хромосфераның спектрлері сипаты мен бақылау
әдістері бірдей. Тәждегі протуберанецтердің пайда болуы, қозғалыс
траекториясы және ауыр газ бұлтын сүйемелдеу магниттік күштер әсерінен .
Қазіргі таңда күн тәжін қандай толқын қыздыратыны нақты белгілі емес.Бірақ
көп ғалымдардың айтуы бойынша күн тәжінің қызуына бірінші себепкер
оталыстар.
1.8– сурет Күн атмосферасы
1.9 – сурет Толық Күн тұтылуы кезінде түсірілген Күн тәжі
1.2.Айдың қозғаыс заңдылықтары
1.2.1.Айдың қозғалысы
Ай жерге ең жақын аспан денесі және оның табиғи серігі болып
табылады. Айдың радиусы 1738 км, ал массасы жердің массасынан 81,3 есе
кіші.
Жердің тәуліктік айналысынан шығыстан батысқа қарай қозғалуымен Ай оң
бағытта жылдамырақ және бірқалыпсыз жұлдыздар фонында Ай жолы үлкен
дөңгелегі бойымен 1 сағатта 0,50 – қа жылжиды, ол бір тәулікте 13,50 – қа
жылжиды. Сондықтан Ай жоғарғы кульминацияда күнде өткен тәуліктегіден
жуықтап 52м кейін (кешігіп) болады. Ай жолы зодиак шоқжұлдыздары арқылы
өтеді, эклиптикаға І=50, 0,9 - қа көлбеген және эклиптикамен диаметральды
қарама – қарсы 2 нүктеде қиылысады, бұл нүктелерді Ай түйіндері деп атайды.
Шығатын Ай түйінінде Ω Ай эклиптикадан солтүстікке, ал бататын Ай түйіні
– эклиптикадан оңтүстікке өтеді (1.10 -сурет).
Ай орбитасы Жер орбитасы жазықтығымен екі Ай түйіні және жер центрі
арқылы өтетін түйіндер сызығы бойымен қиылысады.Сонымен Ай жолы Ай орбитасы
жазықтығының аспан сферасымен қиылысуының үлкен дөңгелегі болып табылады.Ай
орбитасының орташа элементтері: үлкен осьі ɑ= 384400 км, е=0,0549,
көлбеулігі і=5009. Ай орбитасының Жерге ең жақын нүктесі перигей, ең алыс
нүктесі апогей деп аталады [21].
Айдың орбита бойымен айналыс периоды жұлдыздық немесе сидерлік ай
периоды деп аталады. Оның орташа ұзақтығы Т=27,32 тәулік =27к7сағ43м12с.
Айдың орбита бойымен қозғалысы бірқалыпсыз. Күннің гравитациялық
әсерінен өте күшті қозу жағдайында болады. Осы қозу себебінен Ай
орбитасының элементтері мәні үнемі өзгерісте болады. Мысалы:4058 і
5020.
Ай түйіндері эклиптика бойымен үздіксіз Айдың қозғалыс бағытына
қарама – қарсы бағытта, яғни батысқа қарай жылжи отырып 18 жыл 7 айда толық
бір айналып шығады. Ай орбитасының перигелий П шығысқа қарай жылжи отырып 9
жылда толық бір айналым жасайды.
Ай Жерді айнала бір айналым жасағанда Ай түйіндері 10,5 жылжиды екен.
Сондықтан жұлдызды ай өткенде Ай дәл өзінің бұрынғы орнына қайтып
оралмайды, әрбір келесі айналымын басқа жолмен жасайды. Тек 18 жыл 7 айдан
кейін бұрынғы орнына келеді.
1.10 -сурет.
Ай орбита бойымен қозғалысымен қатар өз осі айналасында жәймен
айналады, оның айналу периоды сидерлік айға тең, сондықтан жерден Айдың
үнемі тек бір жарты шары көрінеді.Айдың экваторы эклиптика жазықтығымен
1030 жасайды, ал Ай орбитасы жазықтығымен 6039 бұрыш жасайды. Және осы
үш жазықтық Ай түйіндері сызығы бойымен қиылысады. Мұны 1721ж француз
астрономы Кассини ашқан [14].
Айдың айналу осінің көлбеулігінен Жерден оның біресе солтүстік біресе
оңтүстік полюсі кезекпе – кезек көрінеді. Ай оның полюстері арқылы өтетін
меридиан бағытында 6039 бұрышқа жаймен тербелетін сияқты болады. Осы
тербелетін сияқты көрініс ендікті оптикалық либрация деп аталады. (латынның
libro - тербеліс деген сөзінен).Ендікті либрациясы периоды айдахарлық айға
тең (27,21 тәулік).
Айдың оптикалық либрациясының екінші бір түрі – бойлықты либрация.
Бойлықты либрация Айдың өз осьінен бірқалыпты, ал орбитасы бойымен
бірқалыпсыз қозғалатындығының салдары. Ай орбитасымен төрттен бір периоды
аралығында осі айналасында 900- қа бұрылады, бірақ перигей маңайында 900
тан- артық, ал апогей маңында 900- тан кем жол жүреді. Бұл ауытқулар 7054
- қа дейін жетеді. Нәтижесінде Ай дөңгелегінде шығыс және батыс шеттерінде
кезекпе – кезек Ай бетінің аздаған бөлігі көрінеді де қайтадан ай шетіне
жасырынады. Ай либрациясы салдарынан Жерден Айдың барлық бетінің 59%
көрінеді.
Ай фазалары. Айдың жұлдыздардың алқабында көрінерлік қозғалысы Айдың
Жерді айнала қозғалатындығынан. Айдың аспандағы көрінерлік жолы зодиак
шоқжұлдыздары аралығында өзінің орнын өзгертіп отыратын тұйықталмаған
қисық.
Айдың көрінерлік қозғалысы Ай фазасы деп аталатын оның сыртқы түрінің
үздіксіз өзгеріп отыратындығымен болады. Кейбір күндері Ай тіпті
көрінбейді, кейде орақ тәрізді жіңішке, кейде жарты дөңгелек, кейде толық
дөңгелек түрінде болады. Ай фазалары оның Жер сияқты қараңғы, мөлдір емес
шар тәрізді дене және Күнге қатысты әртүрлі орында болатындығымен
түсіндіріледі.
Ай фазасы Ф Ай дөңгелегінің жарықталынған бөлігінің ең үлкен
енділігінің в оның d диаметріне қатынасына тең:
Күн Айдан өте қашықтықта болғандықтан Күн сәулесі Айға параллель
бағытта түседі және үнемі оның бір жартысын жарықтандырады, екінші беті
қараңғы болады. Жерге жарық жарты шарының бір бөлігі мен қараңғы жарты
шарының бір бөлігі қарайтындықтан Ай көбінесе толық емес дөңгелек болып
көрінеді. Ай дөңгелегінің қараңғы бөлігін жарық бөлігнен бөліп тұратын
сызықты терминатор деп атайды, ол жарты эллипс түрінде болады. Күннен
Айға, Айдан Жерге қарайғы бағыттардың арасындағы ( бұрышын фазалық бұрыш
деп атайды.
1.11 -сурет
Айдың негізгі 4 фазасын ажыратады жаңа ай, бірінші ширек, толық ай,
соңғы ширек (1.11 - сурет)
Жаңа Ай кезінде Ай Күн мен Жердің арасынан өтеді (яғни Күнмен
байланыста тұрады), фазалық бұрыш (=1800, Жерге Айдың қараңғы жағы қараған
және ол аспанда көрінбейді. Жаңа Ай туғананнан екі күннен кейін батыста,
Күн батқаннан кейін кешкі арай кезінде, Ай жіңішке орақ тәрізді көрінеді.
Дөңес жағы Күнге қаарған Ай орағы күннен күнге ұлғайып, жуықтап 7 тәуліктен
соң Ай жарты дөңгелек пішінді болады. Бұл фазаны бірінші ширек деп атайды.
Бұл кезде Ай шығыс шаршыда болады, яғни Күннен шығысқа қарай 900–та,
фазалық бұрыш ((900, Жерге Айдың жарықталынған және жарықталынбаған жарты
шары қарайды. Осы фазада Ай түннің бірінші жартысында көрінеді де, содан
соң көкжиекке батады [14].
Күннен күнге Жерден Айдың жарықталынған жарты шарының көп бөлігі
көріне бастайды, жуықтап бірінші ширектен 7 тәуліктен соң дөп – дөңгелек,
толған ай фазасы басталады. Толық ай фазасында Ай Күнмен қарсы тұру орнында
болады, ((00, және Жерге Айдың жарықталынған жарты шары қарайды. Толық Ай
аспанда Күнге қарама–қарсы бағытта көрінеді. Сондықтан толық Ай аспанда
түні бойы көрінеді, ол шамамен Күн батқаннан кейін шығады да, Күн шығарда
батады.
Толық Айдан кейін Ай “кішірейе” бастайды, оның батыс жағы күннен –
күнге кеми береді. Жерден Айдың жарық жарты шарының аз бөлігі
көрінеді.Толық Айдан кейін жуықтап 7 тәулік өткен соң Ай қайтадан жарты
дөңгелек болып көрінеді. Соңғы ширек фазасы басталады. Бұл кезде Ай батыс
шаршыда болады, ((900 және Жерге көрінетін жарты шары мен көрінбейтін
жарты шары қарап тұрады. Енді Ай Күннен батысқа қарай 900–та тұратындықтан,
Күн шыққанға дейін түннің екінші жартысында көрініп тұрады.
Бірте – бірте Ай дөңгелегіндегі кемістік ұлғая береді, Ай қайтаадн
жіңішке орақ түріне келеді, және Күн шығардың алдында күн шапағымен
шығыстан көрінеді. 2 – 3 күннен соң Ай орағы жоғалып кетеді де аспанда Ай
көрінбей қалады. Айдың соңғы ширегінен соң жуықтап 7 тәулік өткенде жаңа Ай
туады.
Айдың бірдей аттас екі фазасы уақыт аралығын синодтық ай деп атайды.
Бақылаулар синодтық ай ұзақтығы 29,53 тәулік екендігін көрсетеді. Сонымен
синодтық ай сидерлік айдан ұзағырақ екен. Оны мына суретпен түсіндіруге
болады (1.12 - сурет).Суреттегі 1-ші орын толық ай кезіндегі Ай, Жер және
Күннің өзара орналасуына сәйкес келеді.27,32 тәуліктен соң,яғни сидерлік ай
өткен соң, Ай өз орбитасы бойымен толық бір айналым жасап, жұлдыздарға
қатысты бастапқы орнына келеді.Жер осы уақыт аралығында 2-ші орынға орын
ауыстырады, бірақ әлі толық ай фазасы болмайды. Толық ай біршама уақыт
өтіп, Жер 3-ші орынға келгенде болады [26].
1.12 -сурет
Айдың өз орбитасының түйінінен бірінен соң бірі екі рет өту уақыт
аралығы (27,21 тәулік) айдаһарлық ай, Айдың бойлығының (( ) 3600–қа дейін
өсу уақыт аралығы тропикалық ай деп аталады.Тропикалық ай прецессия
себебінен сидерлік айдан жуықтап 7 секундқа қысқа,ал айдаһарлық айдың
сидерлік айдан қысқалығы,ай орбитасы түйіндерінің Ай қозғалысына қарама-
қарсы қозғалысынан.
1.2.2. Күн және Ай тұтылулары
Ай өзінің қозғалысы кезінде зодиак шоқжұлдыздарын жабады. Сонымен Ай
периодты түрде Күнді бөлшектеп немесе толық жауып отырады - яғни Күн
тұтылуы болады. (1.13 - сурет).
1.13 - сурет
Күн мен жарықталынып тұрған Айдың кеңістікте конус тәрізді көлеңкесі
таралады,оны айнала шашыраған конус тәрізді шала көлеңкесі таралады. Ай
көлеңкңесі мен оның шала көлеңкесі Жер бетіне түскенде Жерде Күн тұтылу
болады. Ай көлеңкесі түскен жерде толық Күн тұтылуы, ал шала көлеңкесі
түскен жерде шала Күн тұтылуы болады. Толық тұтылу кезінде Ай Күнді толық
жабады, ал шала тұтылу жерлерінде Ай Күнді бөлшектеп жабады [14].
Күн тұтылу фазасы Күн дөңгелегінің жабық бөлігі диаметрінің d оның
толық диаметріне dA қатынасы арқылы өлшенеді (1.14 - сурет):
,
және Ай ((K), Күн ((A) дөңгелегі радиустары мен олардың центрлерінің
бұрыштық қашықтығы (() бойынша есептеледі.
1.14 - сурет.
, ал K болғандықтан, онда олай болса Күн тұтылу
фазасы
Шала күн тұтылу кезінде (K (A+( және фаза Ф1. Күн және Ай
дөңгелектері сырттай жанасқанда (((K+(A,ал фаза Ф(0, бұл кезде тұтылу
болмайды. Сондықтан Күн тұтылу оптикалық құбылысқа жатады.
Жер бетіндегі Ай көлеңкесі мен шала көлеңкесі сопақша дақ түрінде
болады, ал дақ формасы Күн мен Айдың горизонт үстіндегі орнына байланысты.
Олардың биіктігі аз болған сайын екі конустың да осі Жер бетіне көбірек
көлбеген, ал көлеңке мен шала көлеңке дақтары соншалықты созылыңқы
болады.Күн тұтылу зенит маңайында болса, онда тропикалық белдеуде Ай
көлеңкесі мен шала көлеңкесінің формасы дөңгелекке жуық болады [21].
Айдың батыстан шығысқа қарай қозғалуы себебінен оның көлеңкесі мен
шала көлеңкесі сол бағытта Жер ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz