Современные проблемы солнечной физики
и
гелиостереоскопические эксперименты
<< 4. Проблема солнечной переменности
| Оглавление |
6. Гелиосейсмология >>
Известный астрофизик Юджин Паркер пишет: "Если бы во
Вселенной действовали только ядерные и гравитационные силы,
то общая картина космической эволюции характеризовалась бы
постепенной диссипацией тепловой энергии, лишь иногда
нарушаемой взрывными событиями. Существует, однако,
возмутитель космического спокойствия - магнитное поле".
Энергия, выделяющаяся внутри Солнца, вызывает конвективные
и турбулентные движения в его внутренних слоях. Магнитные
поля, увлекаемые движением проводящей жидкости,
растягиваются и изгибаются, приобретая энергию.
Конвективные и турбулентные потоки плазмы действуют подобно
динамомашине, преобразуя механическую энергию в энергию
магнитного поля.
На Солнце мы наблюдаем непрерывно изменяющуюся структуру
магнитного поля на его поверхности. На рис. 5 - две
магнитограммы Саянской обсерватории. Одна из них
показывает структуру крупномасштабного магнитного поля в
эпоху минимума солнечной активности, вторая - в эпоху
максимума. Можно видеть, насколько более сложная структура
магнитного поля в эпоху максимума и как усилилась величина
напряженности магнитного поля. Полная величина магнитного
потока Солнца в цикле солнечной активности меняется почти
на порядок (рис. 6).
 |
Рис. 5.
Структура крупномасштабного поля Солнца в
минимуме (вверху) и максимуме (внизу) активности |
 |
Рис. 6.
Изменение магнитного поля Солнца в цикле активности |
 |
Рис. 7.
Схема генерации магнитного поля Солнца в цикле активности |
 |
Рис. 8.
Наблюдения на космической обсерватории SOHO
выброса корональной массы |
Как уже отмечалось, в основе механизма генерации магнитных
полей лежат конвективные и турбулентные движения плазмы
внутри Солнца. Сегодня установлено, что для действия
динамо необходимо два условия: вращение и наличие
достаточно глубокой конвективной зоны. Дифференциальное
вращение в конвективной зоне, при котором экваториальные
зоны вращаются быстрее, чем высокоширотные зоны вблизи
полюсов Солнца, вытягивает полоидальное магнитное поле
Солнца и наматывает силовые линии магнитного поля вокруг
Солнца. Таким образом, из полоидального магнитного поля
образуется тороидальное магнитное поле, которое постепенно
усиливается. Циклонические вихри в конвективной зоне
регенерируют из тороидального поля полоидальное поле
противоположного знака. Этот процесс изображен на рис. 7 и
иллюстрирует в самых схематических чертах генерацию
магнитного поля в цикле активности.
Усиленное тороидальное магнитное поле внутри конвективной
зоны из-за нестабильности, связанной с магнитной
плавучестью, прорывается к поверхности и образует группы
солнечных пятен и комплекс явлений, составляющий понятие
активной области.
Таким образом, вращение, конвективные движения, турбуленция
запасают свою энергию в магнитном поле вытягиванием и
скручиванием силовых линий магнитного поля. Запасенная
таким образом энергия магнитного поля рядом возможных
механизмов диссипации греет хромосферу и корону,
выбрасывает протуберанцы и горячее корональное вещество
(рис. 8), генерирует солнечные вспышки и солнечный ветер.
Энергия теряется из замкнутых магнитных областей излучением
(особенно в УФ и мягкой рентгеновской области), выносом
корональной массы эруптивными процессами и постоянным
переносом массы из открытых магнитных структур в
корональных дырах.
Хотя разработаны различные модели динамо, механизмы
локального усиления магнитных полей, но сегодняшнее
состояние проблемы хорошо отражает высказывание известного
астрофизика Вайса (Weiss N.O.): "Процесс работает, но
детали ошибочны".
Основные проблемы разработки деталей процесса связаны с
тем, что еще нет подробных данных о том, как вращаются
внутренние слои Солнца, какова структура движений вещества
в конвективной оболочке Солнца, какова структура магнитного
поля во внутренних слоях Солнца. Ответы на эти вопросы и
составляют проблему солнечного магнетизма и его
переменности, и решение проблемы непосредственно связано с
проблемой внутреннего строения Солнца.
<< 4. Проблема солнечной переменности
| Оглавление |
6. Гелиосейсмология >>
