Солнечное динамо

редактировать
Физический процесс, генерирующий магнитное поле звезды

солнечное динамо - это физический процесс, который генерирует Солнце магнитное поле. Это объясняется вариантом динамо-теории . Электрогенератор естественного происхождения внутри Солнца производит электрические токи и магнитное поле, следуя законам Ампера, Фарадея и Ом., а также законы гидродинамики, которые вместе образуют законы магнитогидродинамики. Подробный механизм солнечного динамо неизвестен и является предметом текущих исследований.

Содержание

  • 1 Механизм
  • 2 Солнечный цикл
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Механизм

A динамо преобразует кинетическую энергию в электромагнитную энергию. электропроводящая жидкость с сдвигом или более сложным движением, например турбулентностью, может временно усиливать магнитное поле с помощью закона Ленца : движение жидкости относительно магнитного поля индуцирует в жидкости электрические токи, искажающие начальное поле. Если движение жидкости достаточно сложно, она может поддерживать собственное магнитное поле с адвективным усилением жидкости, по существу уравновешивающим диффузионный или омический распад. Такие системы называются самоподдерживающимися динамо. Солнце - это самоподдерживающаяся динамо-машина, которая преобразует конвективное движение и дифференциальное вращение внутри Солнца в электромагнитную энергию.

В настоящее время предполагается, что геометрия и ширина тахоклина играют важную роль в моделях солнечного динамо, создавая более слабое полоидальное поле для создания гораздо более сильное тороидальное поле. Однако недавние радионаблюдения более холодных звезд и коричневых карликов, которые не имеют радиационного ядра и имеют только зону конвекции, показали, что они поддерживают большие -масштабные, солнечные магнитные поля и демонстрируют солнечную активность, несмотря на отсутствие тахоклинов. Это говорит о том, что только зона конвекции может быть ответственна за функцию солнечного динамо.

Солнечный цикл

Наиболее заметное изменение во времени солнечного магнитного поля связано с квазипериодическим 11 -год солнечный цикл, характеризующийся увеличением и уменьшением количества и размера солнечных пятен. Солнечные пятна видны как темные пятна на фотосфере Солнца и соответствуют концентрации магнитного поля. При типичном солнечном минимуме видно немного солнечных пятен или совсем их нет. Те, что действительно появляются, находятся на высоких солнечных широтах. По мере того как солнечный цикл приближается к своему максимуму, солнечные пятна имеют тенденцию формироваться ближе к солнечному экватору в соответствии с законом Шперера.

11-летний цикл солнечных пятен составляет половину 22-летнего Бэбкок - солнечный динамо-цикл Лейтона, который соответствует колебательному обмену энергией между тороидальным и полоидальным магнитными полями Солнца. На максимуме солнечного цикла внешнее полоидальное дипольное магнитное поле близко к минимальной напряженности динамо-цикла, но внутреннее тороидальное квадрупольное поле, генерируемое посредством дифференциального вращения в пределах тахоклина , близка к максимальной силе. В этот момент динамо-цикла всплывающий апвеллинг в зоне конвекции вызывает появление тороидального магнитного поля через фотосферу, в результате чего возникают пары солнечных пятен, примерно выровненных с востока на запад с противоположными магнитными полярностями. Магнитная полярность пар солнечных пятен меняется каждый солнечный цикл, явление, известное как цикл Хейла.

Во время фазы спада солнечного цикла энергия смещается от внутреннего тороидального магнитного поля к внешнему полоидальному, и солнечные пятна уменьшаются в число. В период минимума солнечной активности тороидальное поле, соответственно, минимально, пятна относительно редки, а полоидальное поле максимально. Во время следующего цикла дифференциальное вращение преобразует магнитную энергию обратно из полоидального в тороидальное поле с полярностью, противоположной предыдущему циклу. Этот процесс продолжается непрерывно, и в идеализированном, упрощенном сценарии каждый 11-летний цикл солнечных пятен соответствует изменению полярности крупномасштабного магнитного поля Солнца. Долгие минимумы солнечной активности могут быть связаны с взаимодействием между двойными динамо-волнами солнечного магнитного поля, вызванным эффектом биения волновой интерференции.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-08 08:44:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте