Введение

Хромосфера ("сфера цвета") — второй слой атмосферы звезды, расположенный над фотосферой и ниже области солнечного перехода и короны. Этот термин обычно относится к хромосфере Солнца, но не ограничивается ею. В атмосфере Солнца хромосфера простирается примерно на высоту, или чуть более 1% радиуса Солнца при максимальной толщине. Она характеризуется однородным слоем на границе с фотосферой. Из этой однородной области и сквозь хромосферу поднимаются плазменные струи, похожие на волокна, называемые шпикулями, достигая высоты в корону. Хромосфера имеет характерный красный цвет благодаря электромагнитному излучению в спектральной линии Hα. Информация о хромосфере в основном получается путем анализа её электромагнитного излучения. Хромосфера также видна в свете, испускаемом ионизированным кальцием, Ca II, в фиолетовой части солнечного спектра на длине волны 393,4 нанометра (линия кальция K). Хромосферы наблюдались и на других звездах, помимо Солнца. У крупных звезд хромосфера иногда составляет значительную долю от общего размера звезды. Например, установлено, что толщина хромосферы сверхгиганта Антарес примерно в 2,5 раза превышает радиус звезды.

Физические свойства

Плотность хромосферы Солнца уменьшается экспоненциально с расстоянием от центра Солнца примерно в 10 миллионов раз, от около 2 на внутренней границе хромосферы до менее 1,6 на внешней границе. Температура сначала снижается от внутренней границы примерно 6000 до минимума около 3800, но затем возрастает до значений выше 35000. Без специального оборудования хромосферу обычно невозможно увидеть из-за ослепительной яркости фотосферы. Спектр хромосферы характеризуется преобладанием эмиссионных линий. Особенно выделяется линия Hα с длиной волны 656,3 нм; эта линия испускается атомом водорода при переходе электрона с энергетического уровня n=3 на уровень n=2. Длина волны 656,3 нм находится в красной части спектра, что обуславливает характерный красноватый цвет хромосферы.

Явления

В хромосфере можно наблюдать множество разнообразных явлений.

Плохая

Плажа — это особо яркая область в звездных хромосферах, часто связанная с магнитной активностью.

Колебания

С момента первых наблюдений прибором SUMER на борту SOHO были обнаружены периодические колебания в солнечной хромосфере с частотой от 3 до 10, что соответствует характерному периоду в три минуты. Колебания радиальной компоненты скорости плазмы характерны для верхней хромосферы. Фотосферная грануляция обычно не демонстрирует колебаний с частотой выше 20; однако, волны с более высокой частотой (100, или период 10 секунд) были зарегистрированы в солнечной атмосфере (при температурах, типичных для переходной области и короны) аппаратом TRACE.

Круги

Плазменные петли можно увидеть на границе солнечного диска в хромосфере. Они отличаются от солнечных протуберанцев тем, что представляют собой концентрические дуги с максимальной температурой порядка 0,1 (что слишком низко для отнесения к корональным образованиям). Эти петли с низкой температурой демонстрируют интенсивную изменчивость: они появляются и исчезают в некоторых ультрафиолетовых линиях за время менее часа или быстро расширяются за 10–20 минут. Фоукал детально изучал эти холодные петли на основе наблюдений, выполненных с помощью УФ-спектрометра на Skylab в 1976 году. Когда температура плазмы в этих петлях достигает корональных значений (выше 1), эти образования становятся более стабильными и эволюционируют в течение более длительного времени.

Сеть

Изображения, полученные в типичных хромосферных линиях, демонстрируют наличие более ярких ячеек, обычно называемых сетью, а окружающие более темные области именуются интернет-работой. Они похожи на гранулы, обычно наблюдаемые на фотосфере, вызванные тепловой конвекцией.

На других звездах

Хромосферы присутствуют почти у всех светящихся звезд, за исключением белых карликов. Они наиболее выражены и обладают наибольшей магнитной активностью у звезд нижней главной последовательности, у коричневых карликов спектральных классов F и более поздних, а также у гигантов и супегигантов. Спектроскопической мерой хромосферной активности других звезд является индекс S Маунт-Уилсона.