الفوتوسفيرهو الجزء الرئيسي من الغلاف الجوي الشمسي الذي يتشكل فيه الإشعاع المرئي، وهو مستمر. وبالتالي، فإنه ينبعث تقريبًا كل الطاقة الشمسية التي تأتي إلينا.

الغلاف الضوئي عبارة عن طبقة رقيقة من الغاز يصل طولها إلى مئات الكيلومترات، وهي معتمة تمامًا.

يكون الغلاف الضوئي مرئيًا عند مراقبة الشمس مباشرة في الضوء الأبيض على شكل "سطحها" الظاهر.

يبعث الغلاف الضوئي بقوة، وبالتالي يمتص، الإشعاع في جميع أنحاء الطيف المرئي المستمر بأكمله.

لكل طبقة من الغلاف الضوئي تقع على عمق معين، يمكن العثور على درجة حرارتها. وتزداد درجة الحرارة في الغلاف الضوئي مع العمق وتبلغ في المتوسط ​​6000 كلفن.

يبلغ طول الغلاف الضوئي عدة مئات من الكيلومترات.

تبلغ كثافة مادة الفوتوسفير 10-7 جم/سم3.

يحتوي 1 سم 3 من الغلاف الضوئي على حوالي 10 16 ذرة هيدروجين. وهذا يتوافق مع ضغط 0.1 ATM.

في ظل هذه الظروف كل شيء العناصر الكيميائيةمع إمكانات التأين المنخفضة تصبح متأينة. يبقى الهيدروجين في حالة محايدة.

الغلاف الضوئي هو المنطقة الوحيدة التي تحتوي على هيدروجين محايد في الشمس.

تكشف الملاحظات المرئية والفوتوغرافية للغلاف الضوئي عن بنيته الدقيقة، التي تذكرنا بالسحب الركامية المتقاربة. تسمى التكوينات الدائرية الخفيفة بالحبيبات، ويسمى الهيكل بأكمله بالتحبيب. الأبعاد الزاوية للحبيبات لا تزيد عن 1 بوصة قوسية، أي ما يعادل 700 كيلومتر. وتتواجد كل حبيبة منفردة لمدة 5-10 دقائق، وبعد ذلك تتفكك وتتشكل حبيبات جديدة مكانها. الحبيبات محاطة بمساحات داكنة. وترتفع المادة في الحبيبات وتسقط حولها. سرعة هذه الحركات هي 1-2 كم/ث.

التحبيب هو مظهر من مظاهر منطقة الحمل الحراري الموجودة تحت الغلاف الضوئي. في منطقة الحمل الحراري، يحدث اختلاط المادة نتيجة لارتفاع وانخفاض كتل الغاز الفردية.

إن سبب حدوث الحمل الحراري في الطبقات الخارجية للشمس هو ظرفين مهمين. فمن ناحية، تزداد درجة الحرارة الموجودة أسفل الغلاف الضوئي مباشرة بسرعة كبيرة في العمق، ولا يمكن للإشعاع أن يضمن إطلاق الإشعاع من الطبقات الساخنة الأعمق. ولذلك، يتم نقل الطاقة عن طريق عدم التجانس المتحرك نفسه. من ناحية أخرى، فإن عدم التجانس هذا يصبح عنيدًا إذا لم يكن الغاز الموجود فيه متأينًا بشكل كامل، بل جزئيًا فقط.

عند المرور إلى الطبقات السفلية من الغلاف الضوئي، يتم تحييد الغاز ولا يكون قادرًا على تكوين عدم تجانس مستقر. لذلك، في الأجزاء العلوية جدًا من منطقة الحمل الحراري، تتباطأ حركات الحمل الحراري ويتوقف الحمل الحراري فجأة.

التذبذبات والاضطرابات في الغلاف الضوئي تولد موجات صوتية.

تمثل الطبقات الخارجية لمنطقة الحمل الحراري نوعًا من الرنان الذي يتم فيه إثارة تذبذبات مدتها 5 دقائق على شكل موجات ثابتة.

17.5 الطبقات الخارجية للغلاف الجوي الشمسي: الكروموسفير والإكليل. أسباب وآلية تسخين الكروموسفير والإكليل.

تتناقص كثافة المادة في الغلاف الضوئي بسرعة مع الارتفاع وتتبين أن الطبقات الخارجية نادرة جدًا. وفي الطبقات الخارجية من الغلاف الضوئي تصل درجة الحرارة إلى 4500 كلفن، ثم تبدأ في الارتفاع مرة أخرى.

هناك زيادة بطيئة في درجة الحرارة إلى عدة عشرات الآلاف من الدرجات، مصحوبة بتأين الهيدروجين والهيليوم. ويسمى هذا الجزء من الغلاف الجوي كروموسفير.

وفي الطبقات العليا من الغلاف الجوي تصل كثافة المادة إلى 10 -15 جم/سم3.

ويحتوي 1 سم 3 من طبقات الكروموسفير هذه على حوالي 109 ذرات، لكن درجة الحرارة ترتفع إلى مليون درجة. هذا هو المكان الذي يبدأ فيه الجزء الخارجي من الغلاف الجوي للشمس، والذي يسمى الإكليل الشمسي.

والسبب في تسخين الطبقات الخارجية للغلاف الشمسي هو طاقة الموجات الصوتية الناشئة في الغلاف الضوئي. ومع انتشارها لأعلى إلى طبقات أقل كثافة، تزيد هذه الموجات من اتساعها إلى عدة كيلومترات وتتحول إلى موجات صدمية. ونتيجة لحدوث موجات الصدمة يحدث تبدد الموجة مما يزيد من السرعات الفوضوية لحركة الجسيمات ويحدث ارتفاع في درجة الحرارة.

السطوع المتكامل للكروموسفير أقل بمئات المرات من سطوع الغلاف الضوئي. ولذلك، لمراقبة الكروموسفير فمن الضروري استخدامه طرق خاصةمما يجعل من الممكن عزل إشعاعها الضعيف عن التدفق القوي لإشعاع الغلاف الضوئي.

الطريقة الأكثر ملاءمة هي الملاحظات أثناء الكسوف.

يبلغ طول الغلاف الجوي 12 - 15000 كم.

عند دراسة صور الكروموسفير، تظهر عدم التجانس، ويتم استدعاء أصغرها شويكات. الشويكات مستطيلة الشكل، ممدودة في الاتجاه الشعاعي. يبلغ طولها عدة آلاف من الكيلومترات، وسمكها حوالي 1000 كم. وبسرعات تصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات في الثانية، ترتفع الشويكات من الغلاف اللوني إلى الإكليل وتذوب فيه. من خلال الشويكات، يتم تبادل مادة الكروموسفير مع الهالة العلوية. تشكل الشويكات بنية أكبر، تسمى شبكة الكروموسفير، الناتجة عن حركات الموجات التي تسببها عناصر أكبر وأعمق بكثير في منطقة الحمل الحراري تحت الغلاف الضوئي من الحبيبات.

تاجسطوعه منخفض جدًا، لذا لا يمكن ملاحظته إلا خلال المرحلة الكلية لكسوف الشمس. خارج نطاق الكسوف، تتم ملاحظته باستخدام الكوروناغراف. التاج ليس له حدود حادة وله ذو شكل غير منتظم، يتغير بشكل كبير مع مرور الوقت.

يُطلق على الجزء الأكثر سطوعًا من الإكليل، الذي يتم إزالته من الطرف بما لا يزيد عن 0.2 - 0.3 نصف قطر من الشمس، اسم الإكليل الداخلي، والجزء المتبقي الممتد جدًا يسمى الإكليل الخارجي.

من السمات المهمة للتاج هو هيكله المشع. تأتي الأشعة بأطوال مختلفة، تصل إلى اثني عشر أو أكثر من أنصاف أقطار الشمس.

التاج الداخلي غني التشكيلات الهيكليةتشبه الأقواس والخوذات والسحب الفردية.

إشعاع كورونا هو ضوء مبعثر من الغلاف الضوئي. هذا الضوء مستقطب للغاية. لا يمكن أن يحدث هذا الاستقطاب إلا بسبب الإلكترونات الحرة.

1 سم3 من مادة الإكليل يحتوي على حوالي 108 إلكترونات حرة. يجب أن يكون ظهور مثل هذا العدد من الإلكترونات الحرة ناتجًا عن التأين. وهذا يعني أن 1 سم3 من الإكليل يحتوي على حوالي 108 أيونات. يجب أن يكون التركيز الإجمالي للمادة 2 . 10 8 .

الهالة الشمسية عبارة عن بلازما متخلخلة تبلغ درجة حرارتها حوالي مليون كلفن. نتيجة لارتفاع درجة الحرارة هو المدى الكبير للإكليل. ويبلغ طول الإكليل أكبر بمئات المرات من سمك الغلاف الضوئي ويصل إلى مئات الآلاف من الكيلومترات.

18. الهيكل الداخلي للشمس.

>مما تتكون الشمس؟

اكتشف، مما تتكون الشمس: وصف هيكل وتكوين النجم، قائمة العناصر الكيميائية، عدد وخصائص الطبقات مع الصور، الرسم التخطيطي.

ومن الأرض تظهر الشمس على شكل كرة ملساء من النار، وقبل اكتشاف مركبة غاليليو الفضائية للبقع الشمسية، كان العديد من علماء الفلك يعتقدون أن شكلها مثالي وخالي من العيوب. الآن نحن نعرف ذلك تتكون الشمسمن عدة طبقات، مثل الأرض، تؤدي كل منها وظيفتها الخاصة. هذا الهيكل الضخم الذي يشبه فرن الشمس هو المورد لكل الطاقة اللازمة للحياة الأرضية على الأرض.

ما هي العناصر التي تتكون منها الشمس؟

إذا تمكنت من تفكيك النجم ومقارنة العناصر المكونة له، فسوف تدرك أن التركيبة تتكون من 74% هيدروجين و24% هيليوم. كما أن الشمس تتكون من 1% أكسجين، و1% المتبقية عبارة عن عناصر كيميائية من الجدول الدوري مثل الكروم والكالسيوم والنيون والكربون والمغنيسيوم والكبريت والسيليكون والنيكل والحديد. يعتقد علماء الفلك أن العنصر الأثقل من الهيليوم هو معدن.

كيف نشأت كل هذه العناصر المكونة للشمس؟ أنتج الانفجار الكبير الهيدروجين والهيليوم. في بداية تكوين الكون، ظهر العنصر الأول وهو الهيدروجين الجسيمات الأولية. وبسبب ارتفاع درجة الحرارة والضغط، كانت الظروف في الكون مشابهة لتلك الموجودة في قلب النجم. وفي وقت لاحق، تم دمج الهيدروجين وتكوين الهيليوم بينما كان للكون درجة الحرارة العالية المطلوبة لحدوث تفاعل الاندماج. إن النسب الموجودة للهيدروجين والهيليوم الموجودة في الكون تطورت الآن بعد الانفجار الكبير ولم تتغير.

يتم إنشاء العناصر المتبقية من الشمس في نجوم أخرى. في قلب النجوم، تحدث عملية تخليق الهيدروجين إلى الهيليوم باستمرار. وبعد إنتاج كل الأكسجين الموجود في القلب، يتحولون إلى الاندماج النووي للعناصر الأثقل مثل الليثيوم والأكسجين والهيليوم. العديد من المعادن الثقيلة الموجودة في الشمس تكونت في نجوم أخرى في نهاية حياتهم.

أثقل العناصر، الذهب واليورانيوم، تشكلت عندما انفجرت نجوم أكبر بعدة مرات من شمسنا. وفي جزء من الثانية من تشكل الثقب الأسود، اصطدمت العناصر بسرعة عالية وتشكلت العناصر الأثقل. أدى الانفجار إلى انتشار هذه العناصر في جميع أنحاء الكون، حيث ساعدت في تكوين نجوم جديدة.

جمعت شمسنا العناصر التي نتجت عن الانفجار الكبير، وعناصر من النجوم المحتضرة، والجسيمات التي نشأت نتيجة انفجارات النجوم الجديدة.

ما هي الطبقات التي تتكون منها الشمس؟

للوهلة الأولى تبدو الشمس مجرد كرة مكونة من الهيليوم والهيدروجين، لكن عند دراسة أعمق يتبين أنها تتكون من طبقات مختلفة. عند التحرك نحو القلب، تزداد درجة الحرارة والضغط، ونتيجة لذلك يتم إنشاء الطبقات، لأنه في ظل ظروف مختلفة، يكون للهيدروجين والهيليوم خصائص مختلفة.

النواة الشمسية

لنبدأ حركتنا عبر الطبقات من قلب الشمس إلى الطبقة الخارجية. في الطبقة الداخلية للشمس - قلب الشمس، تكون درجة الحرارة والضغط مرتفعين جدًا، مما يسهل حدوث ذلك الاندماج النووي. تنتج الشمس ذرات الهيليوم من الهيدروجين، ونتيجة لهذا التفاعل يتشكل الضوء والحرارة، اللذان يصلان. ومن المتعارف عليه أن درجة حرارة الشمس تبلغ حوالي 13.600.000 درجة كلفن، وأن كثافة نواة الشمس أعلى بـ 150 مرة من كثافة الماء.

ويعتقد العلماء والفلكيون أن نواة الشمس تصل إلى حوالي 20% من طول نصف قطر الشمس. وداخل النواة، يؤدي ارتفاع درجة الحرارة والضغط إلى تفكك ذرات الهيدروجين إلى بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. وتحولها الشمس إلى ذرات الهيليوم، على الرغم من حالتها الطافية.

ويسمى هذا التفاعل الطارد للحرارة. عندما يحدث هذا التفاعل، فإنه يطلق عدد كبير منحرارة تساوي 389 × 10 31 ج. في الثانية.

منطقة إشعاع الشمس

تنشأ هذه المنطقة عند الحدود الأساسية (20% من نصف قطر الشمس)، ويصل طولها إلى 70% من نصف قطر الشمس. يوجد داخل هذه المنطقة مادة شمسية، وهي في تكوينها كثيفة وساخنة للغاية، لذلك يمر الإشعاع الحراري من خلالها دون فقدان الحرارة.

يحدث تفاعل الاندماج النووي داخل قلب الشمس - مما يؤدي إلى تكوين ذرات الهيليوم نتيجة اندماج البروتونات. ينتج عن هذا التفاعل كمية كبيرة من إشعاع جاما. وفي هذه العملية تنبعث فوتونات من الطاقة، ثم تمتص في منطقة الإشعاع وتنبعث مرة أخرى بواسطة الجسيمات المختلفة.

يُطلق على مسار الفوتون عادةً اسم "المشي العشوائي". وبدلا من التحرك في مسار مستقيم إلى سطح الشمس، يتحرك الفوتون في نمط متعرج. ونتيجة لذلك، يستغرق كل فوتون ما يقرب من 200000 سنة للتغلب على منطقة إشعاع الشمس. عند الانتقال من جسيم إلى جسيم آخر، يفقد الفوتون الطاقة. وهذا أمر جيد للأرض، لأننا لا نستطيع أن نستقبل سوى إشعاع غاما القادم من الشمس. يحتاج الفوتون الذي يدخل الفضاء إلى 8 دقائق للوصول إلى الأرض.

يحتوي عدد كبير من النجوم على مناطق إشعاع، وتعتمد أحجامها بشكل مباشر على حجم النجم. كلما كان النجم أصغر، كلما كانت المناطق أصغر، والتي ستشغل منطقة الحمل الحراري معظمها. أصغر النجوم قد تفتقر إلى مناطق الإشعاع، وسوف تصل منطقة الحمل الحراري إلى المسافة إلى القلب. على الأكثر النجوم الكباروالوضع هو العكس، حيث تمتد منطقة الإشعاع إلى السطح.

منطقة الحمل الحراري

تقع منطقة الحمل الحراري خارج المنطقة الإشعاعية، حيث تتدفق حرارة الشمس الداخلية عبر أعمدة من الغاز الساخن.

تقريبا كل النجوم لديها مثل هذه المنطقة. بالنسبة لشمسنا، فهي تمتد من 70% من نصف قطر الشمس إلى السطح (الغلاف الضوئي). يسخن الغاز الموجود في أعماق النجم، بالقرب من القلب، ويصعد إلى السطح، مثل فقاعات الشمع في المصباح. عند الوصول إلى سطح النجم، يحدث فقدان للحرارة، وعندما يبرد، يهبط الغاز مرة أخرى نحو المركز، ويستعيد الطاقة الحرارية. على سبيل المثال، يمكنك إحضار وعاء من الماء المغلي على النار.

سطح الشمس يشبه التربة الرخوة. وهذه المخالفات عبارة عن أعمدة من الغاز الساخن الذي يحمل الحرارة إلى سطح الشمس. يصل عرضها إلى 1000 كيلومتر، ويصل زمن التشتت إلى 8-20 دقيقة.

ويعتقد علماء الفلك أن النجوم ذات الكتلة المنخفضة، مثل الأقزام الحمراء، ليس لديها سوى منطقة الحمل الحراري التي تمتد إلى القلب. ليس لديهم منطقة إشعاعية لا يمكن قولها عن الشمس.

الفوتوسفير

الطبقة الوحيدة من الشمس التي يمكن رؤيتها من الأرض هي . وتحت هذه الطبقة، تصبح الشمس معتمة، ويستخدم علماء الفلك طرقًا أخرى لدراسة الجزء الداخلي من نجمنا. تصل درجات حرارة السطح إلى 6000 كلفن ويتوهج باللون الأصفر والأبيض، ويمكن رؤيته من الأرض.

يقع الغلاف الجوي للشمس خلف الغلاف الضوئي. يسمى الجزء من الشمس الذي يمكن رؤيته أثناء كسوف الشمس.

هيكل الشمس في الرسم التخطيطي

ناسا وضعت خصيصا ل الاحتياجات التعليميةتمثيل تخطيطي لبنية وتكوين الشمس، مع الإشارة إلى درجة الحرارة لكل طبقة:

• (الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية) – وهي الإشعاعات المرئية والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. الإشعاع المرئي هو الضوء الذي نراه قادمًا من الشمس. الأشعة تحت الحمراء هي الحرارة التي نشعر بها. الأشعة فوق البنفسجية هي الإشعاع الذي يمنحنا السمرة. وتنتج الشمس هذه الإشعاعات في وقت واحد.
• (الغلاف الضوئي 6000 كلفن) – الغلاف الضوئي هو الطبقة العليا من الشمس، أي سطحها. درجة الحرارة 6000 كلفن تعادل 5700 درجة مئوية.
• الانبعاثات الراديوية (الانبعاثات الراديوية العابرة) - بالإضافة إلى الإشعاع المرئي، الأشعة تحت الحمراءوالأشعة فوق البنفسجية، ترسل الشمس انبعاثات راديوية اكتشفها علماء الفلك باستخدام التلسكوب الراديوي. وبحسب عدد البقع الشمسية، فإن هذا الانبعاث يتزايد ويتناقص.
• الثقب الإكليلي - هذه هي الأماكن الموجودة على الشمس حيث تكون كثافة البلازما منخفضة في الإكليل، ونتيجة لذلك يكون أغمق وأبرد.
• 2100000 كلفن (2100000 كلفن) - منطقة إشعاع الشمس لديها درجة الحرارة هذه.
• منطقة الحمل الحراري/الحمل المضطرب (عبر منطقة الحمل الحراري/الحمل المضطرب) - هذه هي الأماكن الموجودة على الشمس حيث يتم نقل الطاقة الحرارية للنواة عن طريق الحمل الحراري. تصل أعمدة البلازما إلى السطح، وتتخلى عن حرارتها، وتندفع مرة أخرى إلى الأسفل لتسخن مرة أخرى.
• الحلقات الإكليلية (الحلقات الإكليلية) هي حلقات تتكون من البلازما الموجودة في الغلاف الجوي الشمسي، وتتحرك على طول الخطوط المغناطيسية. وهي تبدو وكأنها أقواس ضخمة تمتد من السطح لعشرات الآلاف من الكيلومترات.
• اللب (القلب) هو قلب الشمس الذي يحدث فيه الاندماج النووي باستخدام درجة الحرارة والضغط العاليين. كل الطاقة الشمسية تأتي من القلب.
• 14,500,000 كلفن (لكل 14,500,000 كلفن) – درجة حرارة قلب الشمس.
• المنطقة الإشعاعية (منطقة الإشعاع العابرة) - طبقة من الشمس تنتقل فيها الطاقة باستخدام الإشعاع. يتغلب الفوتون على منطقة الإشعاع التي تتجاوز 200000 ويذهب إلى الفضاء الخارجي.
• النيوترينوات (النيوترينوات العابرة للحدود) هي جسيمات صغيرة تكاد لا تذكر تنبعث من الشمس نتيجة لتفاعل الاندماج النووي. تمر مئات الآلاف من النيوترينوات عبر جسم الإنسان كل ثانية، لكنها لا تسبب لنا أي ضرر، ولا نشعر بها.
• التوهج الكروموسفيري (يُترجم على أنه التوهج الكروموسفيري) - يمكن للمجال المغناطيسي لنجمنا أن يلتوي ثم ينكسر فجأة إلى أشكال مختلفة. ونتيجة لانقطاع المجالات المغناطيسية، تظهر توهجات قوية من الأشعة السينية من سطح الشمس.
• حلقة المجال المغناطيسي - يقع المجال المغناطيسي للشمس فوق الغلاف الضوئي ويمكن رؤيته عندما تتحرك البلازما الساخنة على طول الخطوط المغناطيسية في الغلاف الجوي للشمس.
• البقعة – البقع الشمسية (البقع الشمسية العابرة) – هي أماكن على سطح الشمس تمر فيها المجالات المغناطيسية عبر سطح الشمس، وتكون درجة الحرارة أقل، وغالبًا ما تكون على شكل حلقة.
• الجسيمات النشطة (الجسيمات النشطة العابرة) - تأتي من سطح الشمس، مما يؤدي إلى خلق الرياح الشمسية. وفي العواصف الشمسية تصل سرعتها إلى سرعة الضوء.
• الأشعة السينية (تترجم إلى الأشعة السينية) هي أشعة غير مرئية للعين البشرية والتي تتشكل أثناء التوهجات الشمسية.
• البقع المضيئة والمناطق المغناطيسية قصيرة العمر (البقع المضيئة والمناطق المغناطيسية قصيرة العمر) - بسبب اختلاف درجات الحرارة تظهر بقع لامعة ومعتمة على سطح الشمس.

جو الشمس

اسم الطبقة	ارتفاع الحد العلوي للطبقة، كم	الكثافة كجم / م 3	درجة الحرارة، ك
الفوتوسفير
كروموسفير
	عدة عشرات من أنصاف أقطار الطاقة الشمسية

البقع الشمسية ( التكوينات المظلمةعلى القرص الشمسي، نظرًا لأن درجة حرارتها أقل بحوالي 1500 كلفن من درجة حرارة الغلاف الضوئي) تتكون من شكل بيضاوي داكن - ظل بقعة، محاطًا بظل ليفي خفيف. يبلغ قطر أصغر البقع الشمسية (المسامات) حوالي 1000 كيلومتر، بينما تجاوز أقطار أكبر البقع الشمسية المرصودة 100000 كيلومتر. غالبًا ما توجد البقع الصغيرة لمدة أقل من يومين، والبقع المتقدمة لمدة 10-20 يومًا، والأكبر يمكن أن تستمر حتى 100 يوم.

شويكات الكروموسفير (أعمدة الغاز المعزولة) يبلغ قطرها حوالي 1000 كيلومتر، وارتفاعها يصل إلى 8000 كيلومتر، وسرعات صعود وهبوط تصل إلى 20 كيلومترًا في الثانية، ودرجة حرارة تصل إلى 15000 كلفن، وعمرها عدة دقائق.

الشواظات (السحب الكثيفة والباردة نسبيًا في الإكليل) تمتد حتى 1/3 نصف قطر الشمس. الأكثر شيوعًا هي الشواظات "الهادئة"، التي يصل عمرها إلى عام واحد، ويبلغ طولها حوالي 200 ألف كيلومتر، وسمكها حوالي 10 آلاف كيلومتر، وارتفاعها حوالي 30 ألف كيلومتر. وعادةً ما يتم قذف البروز البركاني السريع إلى الأعلى بسرعة تتراوح بين 100-1000 كم/ثانية بعد التوهجات.

أثناء كسوف الشمس الكلي، يكون سطوع السماء حول الشمس 1.6 10 -9 من متوسط ​​سطوع الشمس.

يبلغ سطوع القمر أثناء الكسوف الكلي للشمس في الضوء المنعكس من الأرض 1.110 -10 من متوسط ​​سطوع الشمس.

الفوتوسفير

يشكل الغلاف الضوئي (الطبقة التي ينبعث منها الضوء) السطح المرئي للشمس. سمكها يتوافق مع سمك بصري يبلغ حوالي 2/3 وحدة. بالقيمة المطلقة، تصل سماكة الغلاف الضوئي، حسب تقديرات مختلفة، من 100 إلى 400 كيلومتر. يأتي الجزء الرئيسي من الإشعاع البصري (المرئي) للشمس من الغلاف الضوئي، لكن الإشعاع من الطبقات العميقة لم يعد يصل إلينا. تنخفض درجة الحرارة، عند اقترابها من الحافة الخارجية للغلاف الضوئي، من 6600 كلفن إلى 4400 كلفن. تبلغ درجة الحرارة الفعالة للغلاف الضوئي ككل 5778 كلفن. ويمكن حسابها وفقًا لقانون ستيفان-بولتزمان، والذي بموجبه تتناسب قوة الإشعاع لجسم أسود تمامًا بشكل مباشر مع القوة الرابعة لدرجة حرارة الجسم. يظل الهيدروجين في مثل هذه الظروف محايدًا تمامًا تقريبًا. يشكل الغلاف الضوئي السطح المرئي للشمس، والذي يتم من خلاله تحديد حجم الشمس والمسافة من الشمس وما إلى ذلك، وبما أن الغاز الموجود في الغلاف الضوئي نادر نسبيًا، فإن سرعة دورانه أقل بكثير من سرعة الدوران المواد الصلبة. في الوقت نفسه، يتحرك الغاز في المناطق الاستوائية والقطبية بشكل غير متساو - عند خط الاستواء يحدث ثورة في 24 يوما، عند القطبين - في 30 يوما.

كروموسفير

الكروموسفير هو الغلاف الخارجي للشمس، ويبلغ سمكه حوالي 2000 كيلومتر، ويحيط بالغلاف الضوئي. ويرتبط أصل اسم هذا الجزء من الغلاف الجوي الشمسي بلونه المحمر، الناتج عن حقيقة أن خط انبعاث الهيدروجين H-alpha الأحمر من سلسلة بالمر يهيمن على الطيف المرئي للكروموسفير. لا يحتوي الحد العلوي للكروموسفير على سطح أملس مميز، بل تصدر منه باستمرار انبعاثات ساخنة تسمى الشويكات. يبلغ عدد الشويكات التي تمت ملاحظتها في وقت واحد ما بين 60 إلى 70 ألفًا في المتوسط، ولهذا السبب، في نهاية القرن التاسع عشر، قارنها عالم الفلك الإيطالي سيتشي، الذي كان يراقب الغلاف الجوي من خلال التلسكوب، بالمروج المحترقة. تزداد درجة حرارة الكروموسفير مع الارتفاع من 4000 إلى 20000 كلفن (نطاق درجة الحرارة فوق 10000 كلفن صغير نسبيًا).

كثافة الكروموسفير منخفضة، وبالتالي فإن السطوع غير كافٍ للمراقبة في الظروف العادية. ولكن أثناء كسوف الشمس الكلي، عندما يغطي القمر الغلاف الضوئي الساطع، يصبح الغلاف اللوني الموجود فوقه مرئيًا ويتوهج باللون الأحمر. ويمكن أيضًا ملاحظتها في أي وقت باستخدام مرشحات بصرية خاصة ضيقة النطاق. بالإضافة إلى خط H-alpha المذكور بالفعل والذي يبلغ طوله الموجي 656.3 نانومتر، يمكن أيضًا ضبط المرشح على خطوط Ca II K (393.4 نانومتر) وCa II H (396.8 نانومتر). الهياكل الكروموسفيرية الرئيسية التي تظهر في هذه الخطوط هي:

· شبكة كروموسفيرية تغطي كامل سطح الشمس وتتكون من خطوط تحيط بخلايا التحبب الفائقة يصل قطرها إلى 30 ألف كيلومتر؛

· الندف - تشكيلات تشبه السحب الخفيفة، وغالباً ما تقتصر على المناطق القوية المجالات المغناطيسية- المناطق النشطة، والتي غالبًا ما تكون محاطة بالبقع الشمسية؛

· الألياف والألياف (الليفات) - غالبًا ما توجد خطوط داكنة ذات عرض وأطوال مختلفة، مثل الندبات، في المناطق النشطة.

تاج

الإكليل هو الغلاف الخارجي الأخير للشمس. تتكون الهالة بشكل أساسي من شوازات وانفجارات نشطة تنبعث وتثور عدة مئات الآلاف وحتى أكثر من مليون كيلومتر في الفضاء، لتشكل الرياح الشمسية. يتراوح متوسط ​​درجة حرارة الإكليل من 1 إلى 2 مليون كلفن، والحد الأقصى في بعض المناطق من 8 إلى 20 مليون كلفن. وعلى الرغم من ارتفاع درجة الحرارة هذه، إلا أنه يمكن رؤيتها بالعين المجردةفقط أثناء الكسوف الكلي للشمس، حيث أن كثافة المادة في الإكليل تكون منخفضة، وبالتالي يكون سطوعها منخفضا. يبدو أن التسخين الشديد غير المعتاد لهذه الطبقة ناتج عن تأثير إعادة الاتصال المغناطيسي وتأثير موجات الصدمة (انظر مشكلة تسخين الإكليل). يتغير شكل التاج حسب مرحلة الدورة النشاط الشمسي: خلال فترات النشاط الأقصى يكون له شكل دائري، وعلى الأقل يكون ممدودًا على طول خط الاستواء الشمسي. نظرًا لأن درجة حرارة الإكليل مرتفعة جدًا، فإنه يصدر إشعاعات مكثفة في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. ولا تمر هذه الإشعاعات عبر الغلاف الجوي للأرض، ولكن في الآونة الأخيرة أصبح من الممكن دراستها باستخدامها مركبة فضائية. يحدث الإشعاع في مناطق مختلفة من الهالة بشكل غير متساو. وهناك مناطق حارة نشطة وهادئة، بالإضافة إلى ثقوب إكليلية ذات درجة حرارة منخفضة نسبيا تبلغ 600000 كلفن، والتي تخرج منها خطوط المجال المغناطيسي إلى الفضاء. يسمح هذا التكوين المغناطيسي ("المفتوح") للجزيئات بالهروب من الشمس دون عوائق، وبالتالي تنبعث الرياح الشمسية بشكل رئيسي من الثقوب الإكليلية.

يتكون الطيف المرئي للهالة الشمسية من ثلاثة مكونات مختلفة، تسمى المكونات L وK وF (أو، على التوالي، L-corona وK-corona وF-corona؛ الاسم الآخر للمكونات L هو E- الهالة. المكون K هو طيف مستمر من الإكليل. على خلفيته، حتى ارتفاع 9-10' من الحافة المرئية للشمس، يظهر المكون L الانبعاثي. يبدأ من ارتفاع حوالي 3' (القطر الزاوي للشمس حوالي 30′) وأعلى، يمكن رؤية طيف فراونهوفر، وهو نفس طيف الغلاف الضوئي. وهو يشكل المكون F للهالة الشمسية. على ارتفاع 20′، F - مكون يهيمن على طيف الإكليل. الارتفاع 9-10' يعتبر الحد الذي يفصل الإكليل الداخلي عن الخارجي. الإشعاع من الشمس بطول موجي أقل من 20 نانومتر يأتي بالكامل من الإكليل. وهذا يعني أن على سبيل المثال، في الصور الفوتوغرافية الشائعة للشمس بأطوال موجية تبلغ 17.1 نانومتر (171 Å)، 19.3 نانومتر (193 Å)، 19.5 نانومتر (195 Å)، لا يظهر سوى الإكليل الشمسي بعناصره، والكروموسفير والغلاف الضوئي. ثقبان إكليليان، يوجدان دائمًا تقريبًا بالقرب من الشمال و القطبين الجنوبيينإن الشمس، وكذلك غيرها من الشمس التي تظهر بشكل مؤقت على سطحها المرئي، لا تصدر عنها أي أشعة سينية تقريبًا.

الرياح المشمسة

من الجزء الخارجي من الهالة الشمسية، تتدفق الرياح الشمسية - تيار من الجسيمات المتأينة (معظمها البروتونات والإلكترونات وجسيمات ألفا)، وتنتشر بانخفاض تدريجي في كثافتها إلى حدود الغلاف الشمسي. وتنقسم الرياح الشمسية إلى عنصرين - الرياح الشمسية البطيئة والرياح الشمسية السريعة. تبلغ سرعة الرياح الشمسية البطيئة حوالي 400 كم/ث ودرجة الحرارة 1.4-1.6·10 6 كلفن وهي تشبه إلى حد كبير في تكوينها الإكليل. تبلغ سرعة الرياح الشمسية السريعة حوالي 750 كم/ث، ودرجة الحرارة 8·10 5 كلفن، وهي تشبه في تركيبها مادة الغلاف الضوئي. تبلغ كثافة الرياح الشمسية البطيئة ضعف كثافة الرياح الشمسية السريعة وأقل ثباتًا. تمتلك الرياح الشمسية البطيئة بنية أكثر تعقيدًا مع مناطق مضطربة.

في المتوسط، تنبعث من الشمس حوالي 1.3·1036 جسيمًا في الثانية مع الرياح. وبالتالي، فإن إجمالي فقدان الشمس للكتلة (لهذا النوع من الإشعاع) هو 2-3·10−14 كتلة شمسية سنويًا. الخسارة على مدى 150 مليون سنة تعادل كتلة الأرض. كثير ظاهرة طبيعيةعلى الأرض ترتبط باضطرابات في الرياح الشمسية، بما في ذلك العواصف المغناطيسية الأرضية والشفق القطبي.

أول قياسات الأداء المباشرة الرياح الشمسيةتم تنفيذها في يناير 1959 بواسطة محطة لونا -1 السوفيتية. تم إجراء الملاحظات باستخدام عداد التلألؤ وكاشف تأين الغاز. وبعد ثلاث سنوات، أجرى علماء أمريكيون نفس القياسات باستخدام محطة مارينر 2. في أواخر التسعينيات، تم استخدام مطياف الإكليل فوق البنفسجي.فوق بنفسجي تاجي مطياف ( UVCS) ) على متن القمر الصناعي SOHO، تم إجراء عمليات رصد للمناطق التي تحدث فيها الرياح الشمسية السريعة عند القطبين الشمسيين.

§ 43. الشمس

الشمس نجم يزودنا التفاعل النووي الحراري في قلبه بالطاقة اللازمة للحياة.

الشمس هي أقرب نجم إلى الأرض. فهو يوفر الضوء والدفء، اللذين بدونهما ستكون الحياة على الأرض مستحيلة. يتم امتصاص جزء من الطاقة الشمسية الساقطة على الأرض وتنتشر في الغلاف الجوي. ولو لم يكن الأمر كذلك، فإن قوة الإشعاع التي يستقبلها كل متر مربع من سطح الأرض من السقوط عموديا أشعة الشمس، كان حوالي 1.4 كيلو واط / م 2. تسمى هذه الكمية ثابت الشمسية. وبمعرفة متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس والثابت الشمسي، يمكننا إيجاد إجمالي قوة إشعاع الشمس، والتي تسمى لمعانويساوي حوالي 4. 10 26 واط.

الشمس عبارة عن كرة ضخمة ساخنة، تتكون أساسًا من الهيدروجين (70% من كتلة الشمس) والهيليوم (28%)، تدور حول محور (دورة خلال 25-30 يومًا أرضيًا). قطر الشمس أكبر بـ 109 مرات من قطر الأرض. السطح الظاهري للشمس الفوتوسفير- الطبقة الدنيا والأكثر كثافة في الغلاف الجوي للشمس، والتي منها بó معظم الطاقة التي تنبعث منها. ويبلغ سمك الغلاف الضوئي حوالي 300 كيلومتر، ومتوسط ​​درجة الحرارة 6000 كلفن. وغالباً ما تظهر بقع داكنة على الشمس ( البقع الشمسية) ، موجود لعدة أيام وأحيانًا أشهر (الشكل 43 أ). تسمى طبقة الغلاف الجوي للشمس التي يبلغ سمكها 12-15 ألف كيلومتر وتقع فوق الغلاف الضوئي كروموسفير. الإكليل الشمسي- الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي للشمس، وتمتد إلى مسافات عدة من أقطارها. إن سطوع الكروموسفير والإكليل الشمسي منخفض جداً، ولا يمكن رؤيتهما إلا أثناء الكسوف الكلي للشمس (الشكل 43). ب).

كلما اقتربت من مركز الشمس تزداد درجة الحرارة والضغط وبالقرب منه يصلان إلى حوالي 15× 10 6 ك و 2.3 10 16 باسكال على التوالي. عند درجة الحرارة المرتفعة هذه، تصبح المادة الشمسية بلازما- غاز يتكون من نوى ذرية وإلكترونات. ارتفاع درجة الحرارة والضغط في جوهر الشمسبنصف قطر حوالي 1/3 نصف قطر الشمس (الشكل 43 الخامس) تهيئة الظروف لحدوث التفاعلات بين النوى، ونتيجة لذلك تتشكل النوى ويتم إطلاق طاقة هائلة.

تسمى التفاعلات النووية التي تنتج فيها نوى أثقل من نوى خفيفة نووي حراري(من اللات.الحرارية - الحرارة)، لأن يمكنهم الذهاب فقط في درجات حرارة عالية جدًا. انتاج الطاقة رد فعل نووي حراريقد تكون أكبر بعدة مرات مما كانت عليه أثناء انشطار نفس كتلة اليورانيوم. مصدر طاقة الشمس هو التفاعلات النووية الحرارية التي تحدث في قلبها. إن الضغط العالي للطبقات الخارجية للشمس لا يخلق الظروف الملائمة لحدوث تفاعل نووي حراري فحسب، بل يمنع أيضًا جوهرها من الانفجار.

يتم إطلاق طاقة التفاعل النووي الحراري على شكل إشعاع غاما، الذي يترك قلب الشمس ويدخل في طبقة كروية تسمى منطقة مشعة، سمك حوالي 1/3 نصف قطر الشمس (الشكل 43 الخامس). تمتص المادة الموجودة في المنطقة المشعة إشعاعات جاما القادمة من النواة وتنبعث منها، ولكن بتردد أقل. ولذلك، مع تحرك الكمات الإشعاعية من الداخل إلى الخارج، تنخفض طاقتها وترددها، ويتحول إشعاع جاما تدريجيًا إلى الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء.

الغلاف الخارجي للشمس يسمى منطقة الحمل الحراري، حيث يحدث اختلاط المادة ( الحمل الحراري) ، ويتم نقل الطاقة من خلال حركة المادة نفسها (الشكل 43 الخامس). يؤدي انخفاض الحمل الحراري إلى انخفاض درجة الحرارة بمقدار 1-2 ألف درجة وظهور البقع الشمسية. وفي الوقت نفسه، يتكثف الحمل الحراري بالقرب من البقع الشمسية، ويتم نقل المادة الأكثر سخونة إلى سطح الشمس، وفي الغلاف الجوي للشمس، بروز- قذف المادة إلى مسافات تصل إلى نصف قطر الشمس. غالبًا ما يكون ظهور البقع مصحوبًا التوهجات الشمسية – توهج مشرق للكروموسفير، والأشعة السينية وتدفق الجسيمات المشحونة بسرعة. وقد ثبت أن كل هذه الظواهر تسمى النشاط الشمسي، تحدث في كثير من الأحيان، كلما زاد عدد البقع الشمسية. ويختلف عدد البقع الشمسية في المتوسط ​​بفترة 11 سنة.

راجع الأسئلة:

· لماذا يساوي الثابت الشمسي، وماذا يسمى لمعان الشمس؟

· ما هو الهيكل الداخلي للشمس؟

· لماذا يحدث التفاعل النووي الحراري فقط في قلب الشمس؟

· اذكر ظواهر النشاط الشمسي؟

أرز. 43. ( أ) – البقع الشمسية. ( ب) – الهالة الشمسية أثناء كسوف الشمس؛ ( الخامس) – هيكل الشمس ( 1 - جوهر، 2 - منطقة مشعة، 3 – منطقة الحمل).

البنية الداخلية للشمس

© فلاديمير كالانوف
المعرفة قوة

ما الذي يمكن رؤيته على الشمس؟

ربما يعلم الجميع أنه لا يمكنك النظر إلى الشمس بالعين المجردة، ناهيك عن استخدام التلسكوب بدون مرشحات خاصة داكنة جدًا أو أجهزة أخرى تخفف الضوء. ومن خلال إهمال هذا الحظر، يتعرض المراقب لخطر الإصابة بحروق شديدة في عينه. أسهل طريقة لمشاهدة الشمس هي عرض صورتها على شاشة بيضاء. باستخدام تلسكوب صغير للهواة، يمكنك الحصول على صورة مكبرة لقرص الشمس. ماذا يمكنك أن ترى في هذه الصورة؟ بادئ ذي بدء، تجذب حدة الحافة المشمسة الانتباه. الشمس عبارة عن كرة غازية ليس لها حدود واضحة، فتقل كثافتها تدريجياً. لماذا إذن نراها محددة بشكل حاد؟ والحقيقة هي أن كل الإشعاع المرئي من الشمس تقريبًا يأتي من طبقة رقيقة جدًا لها اسم خاص - الغلاف الضوئي. (باليونانية: "مجال الضوء"). سمك الفوتوسفير لا يتجاوز 300 كم. هذه الطبقة المضيئة الرقيقة هي التي تخلق الوهم للراصد بأن للشمس "سطحًا".

البنية الداخلية للشمس

الفوتوسفير

يبدأ الغلاف الجوي للشمس على عمق 200-300 كيلومتر من الحافة المرئية لقرص الشمس. تسمى هذه الطبقات العميقة من الغلاف الجوي بالفوتوسفير. نظرًا لأن سمكها لا يزيد عن واحد على ثلاثة آلاف من نصف قطر الشمس، يُطلق على الغلاف الضوئي أحيانًا اسم سطح الشمس. كثافة الغازات في الغلاف الضوئي هي نفسها تقريبًا في طبقة الستراتوسفير للأرض، وأقل بمئات المرات من سطح الأرض. وتنخفض درجة حرارة الغلاف الضوئي من 8000 كلفن على عمق 300 كيلومتر إلى 4000 كلفن في الطبقات العليا. درجة حرارة الطبقة الوسطى التي ندرك إشعاعها، حوالي 6000 ك. في مثل هذه الظروف، تتحلل جميع جزيئات الغاز تقريبًا إلى ذرات فردية. فقط في الطبقات العليا من الغلاف الضوئي يوجد عدد قليل نسبيًا من الجزيئات والجذور البسيطة من النوع H وOH وCH المحفوظة. تلعب مادة غير موجودة في الطبيعة الأرضية دورًا خاصًا في الغلاف الجوي الشمسي. أيون الهيدروجين السالبوهو بروتون يحتوي على إلكترونين. يحدث هذا المركب غير العادي في الطبقة الخارجية الرقيقة "الأبرد" من الغلاف الضوئي عندما "تلتصق" الإلكترونات الحرة سالبة الشحنة، والتي يتم توفيرها عن طريق ذرات الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والحديد والمعادن الأخرى المتأينة بسهولة، بذرات الهيدروجين المحايدة. عند توليدها، تنبعث أيونات الهيدروجين السالبة معظم الضوء المرئي. تمتص الأيونات هذا الضوء نفسه بشراهة، ولهذا السبب تزداد عتامة الغلاف الجوي بسرعة مع العمق. لذلك، تبدو لنا الحافة المرئية للشمس حادة جدًا.

في التلسكوب ذو التكبير العالي، يمكنك ملاحظة التفاصيل الدقيقة للغلاف الضوئي: يبدو أن كل شيء متناثر مع حبيبات صغيرة مشرقة - حبيبات مفصولة بشبكة من المسارات المظلمة الضيقة. التحبيب هو نتيجة لاختلاط تدفقات الغاز الأكثر دفئًا بالارتفاع والتدفقات الباردة الهابطة. يكون فرق درجة الحرارة بينهما في الطبقات الخارجية صغيرًا نسبيًا (200-300 كلفن)، ولكنه أعمق، في منطقة الحمل الحراري، يكون أكبر، ويحدث الخلط بشكل أكثر كثافة. يلعب الحمل الحراري في الطبقات الخارجية للشمس دورًا كبيرًا في تحديد البنية العامة للغلاف الجوي. في نهاية المطاف، هو الحمل الحراري الذي ينتج تفاعل معقدمع المجالات المغناطيسية الشمسية هو السبب في كل مظاهر النشاط الشمسي المتنوعة. وتشارك المجالات المغناطيسية في جميع العمليات التي تحدث في الشمس. في بعض الأحيان، تنشأ مجالات مغناطيسية مركزة في منطقة صغيرة من الغلاف الجوي الشمسي، أقوى بعدة آلاف المرات من تلك الموجودة على الأرض. البلازما المتأينة موصلة جيدة، ولا يمكنها التحرك عبر خطوط الحث المغناطيسي لمجال مغناطيسي قوي. لذلك في مثل هذه الأماكن يتم منع اختلاط الغازات الساخنة وصعودها من الأسفل وتظهر منطقة مظلمة - بقعة شمسية. على خلفية الغلاف الضوئي المبهر، يبدو أسودًا تمامًا، على الرغم من أن سطوعه في الواقع أضعف بعشر مرات فقط. مع مرور الوقت، يتغير حجم وشكل البقع بشكل كبير. بعد أن ظهرت على شكل نقطة بالكاد ملحوظة - مسام، تزيد البقعة حجمها تدريجيًا إلى عدة عشرات الآلاف من الكيلومترات. تتكون البقع الكبيرة، كقاعدة عامة، من جزء مظلم (جوهر) وجزء أقل قتامة - شبه الظل، الذي يعطي تركيبه البقعة مظهر الدوامة. البقع محاطة بمناطق أكثر سطوعًا من الغلاف الضوئي، تسمى faculae أو حقول التوهج. يمر الغلاف الضوئي تدريجيًا إلى الطبقات الخارجية الأكثر تخلخلًا للغلاف الجوي الشمسي - الكروموسفير والإكليل.

كروموسفير

يوجد فوق الغلاف الضوئي طبقة الكروموسفير، وهي طبقة غير متجانسة تتراوح درجة حرارتها فيها من 6000 إلى 20000 كلفن. وقد سمي الغلاف اللوني (باليونانية "مجال اللون") بهذا الاسم نسبة إلى لونه البنفسجي المحمر. ويمكن رؤيته خلال كسوف الشمس الكلي كحلقة لامعة خشنة حول القرص الأسود للقمر، الذي كسف الشمس للتو. الغلاف اللوني غير متجانس للغاية ويتكون بشكل أساسي من ألسنة ممدودة (شويكات)، مما يمنحه مظهر العشب المحترق. درجة حرارة هذه النفاثات الكروموسفيرية أعلى مرتين إلى ثلاث مرات من درجة حرارة الغلاف الضوئي، وتكون كثافتها أقل بمئات الآلاف من المرات. يبلغ الطول الإجمالي للكروموسفير 10-15 ألف كيلومتر. يتم تفسير الزيادة في درجة الحرارة في الكروموسفير من خلال انتشار الموجات والمجالات المغناطيسية التي تخترقها من منطقة الحمل الحراري. تسخن المادة بنفس الطريقة كما لو كانت في فرن ميكروويف عملاق. وتزداد سرعة الحركة الحرارية للجزيئات، ويصبح التصادم بينها أكثر تكرارا، وتفقد الذرات إلكتروناتها الخارجية: فتتحول المادة إلى بلازما متأينة ساخنة. تحافظ هذه العمليات الفيزيائية نفسها أيضًا على درجة حرارة عالية بشكل غير عادي للطبقات الخارجية للغلاف الجوي الشمسي، والتي تقع فوق الكروموسفير.

في كثير من الأحيان أثناء الكسوف (وبمساعدة أدوات طيفية خاصة - ودون انتظار الكسوف) فوق سطح الشمس، يمكن للمرء ملاحظة "نافورات" و"سحب" و"قمع" و"شجيرات" و"أقواس" ذات أشكال غريبة. تشكيلات أخرى مضيئة من مواد الكروموسفير. يمكن أن تكون ثابتة أو تتغير ببطء، وتحيط بها نفاثات منحنية ناعمة تتدفق داخل أو خارج الغلاف اللوني، وترتفع عشرات ومئات الآلاف من الكيلومترات. هذه هي التكوينات الأكثر طموحا للغلاف الجوي الشمسي -. وعند رصدها في الخط الطيفي الأحمر المنبعث من ذرات الهيدروجين، فإنها تظهر على خلفية القرص الشمسي على شكل خيوط داكنة وطويلة ومنحنية. البروز له نفس الكثافة ودرجة الحرارة تقريبًا مثل الكروموسفير. لكنها فوقه وتحيط بها طبقات عليا عالية شديدة التخلخل من الغلاف الجوي الشمسي. لا تقع الشواظات في الغلاف الشمسي لأن مادتها مدعومة بالمجالات المغناطيسية للمناطق النشطة في الشمس. ولأول مرة، تمت ملاحظة طيف الشواظ خارج الكسوف من قبل الفلكي الفرنسي بيير يانسن وزميله الإنجليزي جوزيف لوكير في عام 1868. ويتم وضع شق المطياف بحيث يتقاطع مع حافة الشمس، وإذا كان الشواظ هو وتقع بالقرب منه، ومن ثم يمكن رؤية طيف إشعاعه. ومن خلال توجيه الشق إلى أجزاء مختلفة من البروز أو الغلاف اللوني، من الممكن دراستها على أجزاء. ويتكون طيف الشواظ، مثل الكروموسفير، من خطوط مشرقة، بشكل رئيسي الهيدروجين والهيليوم والكالسيوم. توجد أيضًا خطوط انبعاث من عناصر كيميائية أخرى، لكنها أضعف بكثير. بعض الشواظات، التي ظلت لفترة طويلة دون تغيرات ملحوظة، تبدو وكأنها تنفجر فجأة، ويتم إلقاء مادتها في الفضاء بين الكواكب بسرعة مئات الكيلومترات في الثانية. كما يتغير مظهر الكروموسفير بشكل متكرر، مما يشير إلى الحركة المستمرة للغازات المكونة له. في بعض الأحيان يحدث شيء مشابه للانفجارات في مناطق صغيرة جدًا من الغلاف الجوي للشمس. هذه هي ما يسمى مشاعل الكروموسفير. وعادة ما تستمر عدة عشرات من الدقائق. أثناء التوهجات في الخطوط الطيفية للهيدروجين والهيليوم والكالسيوم المتأين وبعض العناصر الأخرى، يزداد توهج قسم منفصل من الغلاف الجوي فجأة عشرات المرات. تزداد الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية بقوة خاصة: في بعض الأحيان تكون قوتها أعلى بعدة مرات من الطاقة الإجمالية للإشعاع الشمسي في هذه المنطقة ذات الطول الموجي القصير من الطيف قبل التوهج. البقع، المشاعل، البروز، مشاعل الكروموسفير - كل هذه مظاهر النشاط الشمسي. ومع زيادة النشاط، يزداد عدد هذه التكوينات على الشمس.