Сонце виблискує в небі як велетенське вогнище, але його атмосфера – це не статична оболонка, а жива, бурхлива стихія. Вона починається з фотосфери, видимої “поверхні” товщиною лише 200–300 кілометрів, де температура коливається від 4400 до 6600 К, а густина плазми сягає 10⁻⁹ кг/м³. Над нею вирує хромосфера, що тягнеться на 2000 кілометрів, з температурою до 20 000 К, а далі розкидається корона – розріджена аура мільйонів кілометрів, розпечена до 1–2 мільйонів К. Цей шарений світ плазми генерує сонячний вітер, що несе магнітне поле Сонця через усю Сонячну систему.
Гранули на фотосфері, схожі на киплячу рисову кашу з зернят діаметром тисячу кілометрів, підносять гарячу плазму з глибин, створюючи ефект пульсуючого дихання зірки. Спікули в хромосфері вистрілюють на висоту 10 тисяч кілометрів зі швидкістю 20 км/с, ніби мільйони вогняних фонтанів. А корона, попри свою розрідженість – щільність частинок 10¹⁵–10¹⁶ на кубічний метр, – випромінює енергію в рентгені та ультрафіолеті, формуючи геліосферу, що захищає нас від галактичних променів.
Ця атмосфера не просто фон – вона диктує ритм сонячної активності, кидаючи спалахи та протуберанці, які можуть збудити магнітні бурі на Землі. Сонячний цикл 25, що досяг піку в 2025 році, посилив ці процеси, роблячи небо над нами чутливим до примх зірки.
Фотосфера: Видима Шкіра Сонця
Фотосфера – найнижчий шар атмосфери Сонця, той, що ми бачимо неозброєним оком як яскравий диск. Її товщина ледь сягає 500 кілометрів, але саме звідси виривається 99% видимого світла, що досягає Землі. Температура падає від 6600 К у глибині до 4400 К на краю, роблячи спектр близьким до чорного тіла з ефективною температурою 5772 К. Плазма тут щільна для космічних мірок, але розріджена порівняно з земним повітрям – густина 0,000000001 кг/м³.
Найяскравіша деталь фотосфери – грануляція. Ці шестикутні “бульбашки” діаметром 700–1400 кілометрів виникають від конвекції: гарячий газ піднімається зі швидкістю 1–2 км/с, охолоджується і опускається темними міжгранульними борознами. Кожна гранула живе 5–10 хвилин, ніби бульки в киплячому супі, і їх мільйони одночасно. Грануляція не лише красива – вона видає таємниці конвективної зони Сонця, де енергія від ядра перетворюється на світло.
Супергранули, більші структури діаметром 30 тисяч кілометрів, пов’язують грануляцію з магнітними полями. У темних плямах, де магнітні поля гальмують конвекцію, температура падає на 1500 К, роблячи їх прохолоднішими островами на палаючій поверхні. Спостереження з телескопів як DKIST розкривають ці деталі з роздільною здатністю 50 км.
Хромосфера: Рожевий Вогонь Фонтанів
Над фотосферою хромосфера розгортається на висоті 2000–3000 кілометрів, набуваючи рожевого відтінку від ліній водню Hα. Температура тут стрибає від 4000 К унизу до 20 000 К угорі, а структура стає хаотичною. Під час затемнень вона миготить як облямівка, але телескопи в Hα показують постійний танок.
Спікули – зірки хромосфери. Ці тонкі (300–1000 км) струмені плазми вириваються на 5000–15 000 км зі швидкістю 15–30 км/с, досягаючи корони. Їх 100 тисяч одночасно, з життям 5–15 хвилин. Вони слідують магнітним лініям супергранул, переносячи масу та енергію вгору. Макроспікули на полюсах вищі – до 40 000 км, 40–50 км/с.
- Динаміка спікул: Підйом без падіння – плазма розсіюється чи повертається магнітними хвилями.
- Магнітна роль: Формують мережі з трубок поля, де швидкість звуку вища за альфвенівську.
- Спостереження: IRIS та Hinode фіксують обертаючі рухи всередині, натякаючи на турбулентність.
Ці фонтани не просто декор – вони годують корону енергією, пояснюючи її жар. Файн-структура, моттли та мережеві елементи додають шарму цьому шару, роблячи хромосферу динамічним мостом між фотосферою та короною.
Перехідна Зона: Тонка Гаряча Мембрана
Лише 100–200 кілометрів відділяють хромосферу від корони – це перехідна зона, де температура злітає з 20 000 К до мільйона. Плазма тут частково іонізована, з різкими стрибками щільності. Спікули пронизують її, створюючи нестабільність.
Магнітні хвилі та реконекції тут розігрівають газ, утворюючи “черепашкові панцирі” – мережу структур. SOHO та SDO показують, як плазма стікає вниз потоками 100 км/с, балансуючи масу. Ця зона – ключ до проблеми коронального нагріву, де енергія від фотосфери перетворюється на жар.
Корона Сонця: Розріджена Плазма Миліонів Градусів
Корона простягається на мільйони кілометрів, з температурою 1–3 млн К у спокої та до 20 млн під час подій. Щільність мізерна – 10⁻¹² кг/м³, але вона світиться в EUV та X-ray. Форма змінюється з циклом: округла в максимумі, екваторіальна в мінімумі.
Корональні діри – прохолодніші зони (0,6 млн К), звідки сонячний вітер мчить 700–800 км/с. Петлі та арки – закриті магнітні структури, що світяться плазмою. Протуберанці висять як вогняні хмари на тисячі кілометрів, стабілізовані полем.
| Шар | Товщина/Висота | Температура | Густина | Ключові особливості |
|---|---|---|---|---|
| Фотосфера | 200–500 км | 4400–6600 К | 10⁻⁹ кг/м³ | Гранули, плями |
| Хромосфера | 2000–3000 км | 4000–20 000 К | 10⁻¹² кг/м³ | Спікули, файни |
| Перехідна зона | 100–200 км | 20 000 К – 1 млн К | Знижується | Струмені, хвилі |
| Корона | Млн км | 1–20 млн К | 10⁻¹⁵ кг/м³ | Вітер, спалахи |
Дані з сайту NASA.gov станом на 2026 рік.
Сонячний Вітер і Геліосфера: Дихання Сонця в Космосі
З корони виривається сонячний вітер – потік плазми 300–800 км/с, що несе спіральне магнітне поле Паркера. Швидкий вітер з дір (700 км/с), повільний з екватора (400 км/с). Геліосфера – бульбашка 120 а.о., з геліопаузою, де стикається з міжзоряним газом. Voyager-1 перетнув її 2012-го.
Свічки – зигзаги поля, виявлені Parker, повертаються в корону. Геліохвіст тягнеться за Сонцем у галактичному напрямку.
Цікаві Факти про Атмосферу Сонця
- Корона гарячіша за поверхню в мільйони разів – загадка, яку розкривають хвилі та реконекції.
- Спікули переносять тонну плазми за секунду – як сонячний фонтан.
- Під час спалахів температура сягає 60 млн °C, як у дослідженні 2025-го з Університету Сент-Ендрюса.
- Геліосфера захищає Землю, але CME можуть прорвати її, викликаючи аврори.
- Parker Solar Probe наблизилася на 6 млн км, фіксуючи U-поворот вітру в 2025-му.
Активні Явища: Спалахи, Протуберанці та Виверження
Сонячна активність пульсує 11-річним циклом. Спалахи – вибухи енергії 10²⁴–10²⁹ Дж, класи C, M, X. X8.3 у 2026-му – потужний приклад. Реконекція магнітних полів вивільняє плазму 1000 км/с.
Протуберанці – холодна плазма (10 000 К) у гарячій короні, висотою 100 000 км. CME викидають мільярди тонн, досягаючи Землі за 1–3 дні.
Вплив на Землю: Космічна Погода від Сонця
Сонячний вітер тисне на магнітосферу, викликаючи бурі. Кільцевий струм індукує напругу в мережах – як у Квебеку 1989-го. Спалахи глушать GPS, радіо. Сонячний цикл 25 пік 2025-го посилив подій, але прогнози NOAA допомагають.
Аврори – красивий бік: протони зіштовхуються з атмосферою, створюючи вогні. Для астронавтів – радіаційний ризик від SPE.
Сучасні Дослідження: Проникнення в Серце Атмосфери
Parker Solar Probe, з 26-м наближенням у грудні 2025-го на 6 млн км, зафіксувала реконекцію в короні вперше, U-поворот вітру та свічки. Температура щита з вуглецевого пінопласту тримає 1400°C.
Solar Orbiter у 2025-му дала перші фото південного полюса під кутом 17°, розкрила магнітні лавини спалахів. До 2026-го – ще три спостереження полюсів. Ці місії розкривають, чому корона гаряча, годуючи моделі на майбутнє.
Дані з сайту ESA.int станом на 2026 рік. Атмосфера Сонця кличе новими відкриттями, пульсуючи енергією, що формує наш світ.