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太阳物理每日一图5 太阳黑子二

已有 3933 次阅读 2010-8-16 13:35 |个人分类:未分类|系统分类:科普集锦|关键词:学者


在网上闲逛发现很多人不了解“等离子体”,这可能是由于地球上关于等离子体的例子太少了。可是在宇宙中,它们可是占了宇宙组成的绝大多数。等离子体可称为物质的“第四态”,是指至少有一部分为电离状态的物质,它们的行为主要由电磁力决定。太阳可以看成是一个巨大的等离子体球,因此磁场在其中起着非常重要的作用。希望以后有机会详细介绍一下更多的概念。



图片来自:http://www.suntrek.org/solar-surface-below/sunspots/how-sunspots-formed.shtml

太阳黑子的磁场可达3000高斯,这么强的磁场足以影响太阳表面等离子体的运动,抑制太阳表面下方的等离子体向表面的对流运动(convection),阻止热量从下方传到太阳表面,这就是为什么黑子的温度低的原因。

那么,太阳黑子是怎么产生的呢?首先的问题是,这么太阳的磁场是如何产生的?然后是,为什么这种磁场会到达太阳表面。对于这个过程的精确细节,可能无法从这小小的博文中仔细介绍,让我们从概念上和图像上试图弄明白大概是怎么回事。

关于太阳的磁场如何产生,目前公认的理论是“发电机”机制(dynamo)。由于这个理论非常重要,我们以后再介绍。但在概念上,现在的发电机理论认为,产生磁场需要“较差自转”(differential rotation)以及对流运动。日震学发现,在太阳内部,这种较差自转发生在对流层。而磁场主要是产生在”tachocline”这一薄薄的一层。磁场是如何从太阳的内部移动到太阳表面的呢?这是由于,磁场可以提供磁力,它在流体中可以提供类似气体压力的作用,而在压力平衡的情况下,磁场强,密度自然就低了,这种机制产生的密度差会使强磁场“浮”到太阳表面。这种机制最先被Parker在1955年的一篇论文里被讨论,也是Parker的代表性工作之一,当然,Parker更加精彩的工作还在后面。

PS: 这个动画可能更容易理解。 http://www.suntrek.org/solar-surface-below/sunspots/how-sunspots-formed.shtml

https://m.sciencenet.cn/blog-467738-353565.html

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