Природа магнитного поля солнца

Физическая природа магнитного поля Солнца и планет

Данные о магнитном поле Солнца можно получать благодаря исследованию космических лучей. При этом проводится регистрация излучения, появляющегося во время взаимодействия заряженных частиц, атомов, молекул или всей плазмы с магнитным полем. Самый простой пример подобного взаимодействия – это движение электрона в магнитном поле.

Под поверхностью Солнца находится слой, который называют фотосферой.

Физические механизмы течения солнечной активности и ее источник находятся в зоне конвекции, под солнечной поверхностью. Около поверхности звезды возникает вихревое перемешивание плазмы, вынос энергии на поверхность происходит при движении вещества. Данный способ передачи энергии называют конвекцией, при этом слой, находящийся около поверхности Солнца называют конвективной зоной.

Роль конвективной зоны очень велика, так как в конвективной зоне возникают перемещения солнечного вещества и магнитного поля.

Солнце в «спокойном состоянии» можно представить как газообразную сферу, равновесное состояние которой определено балансом гравитационной силы и градиента давления. Идущий в центре Солнца термоядерный синтез служит источником энергии. Внешняя оболочка Солнца находится в состоянии стационарной конвекции, ячейки которой — это гранулы и супер гранулы, которые видно на поверхности. Данная конвекция не зависит от широты и долготы. Солнце совершает вращение и имеет магнитное поле. Но вращение и общее магнитное поле настолько слабые, что не влияют на равновесие спокойного светила.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Роль магнитных полей на Солнце 430 руб.
• Реферат Роль магнитных полей на Солнце 260 руб.
• Контрольная работа Роль магнитных полей на Солнце 190 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Исследования показали, что напряженность магнитного поля Солнца в целом небольшая, в два раза больше, чем напряженность поля Земли.

В активном Солнце роль вращения и наличие магнитных полей становятся определяющими.

С появлением и развитием локальных сильных местных магнитных полей связано множество явлений, которые происходят в солнечной атмосфере, например:

• возникновение темных пятен;
• протуберанцев;
• вспышек;
• стримеров;
• петель в солнечной короне;
• факелов.

Области в атмосфере Солнца с сильным магнитным полем называют активными.

Солнечная конвекция

Чтобы понять, как устроено Солнце (сильно упрощенно, конечно), представьте себе кастрюлю с кипящей водой, стоящую на горячей плите. Плита — это источник тепла, которое проходит в виде излучения через дно кастрюли и нагревает воду. Вода начинает кипеть: ее горячие потоки устремляются вверх от дна к поверхности, отдают там свое тепло и опускаются вниз. А с поверхности воды тепло далее уносится паром или нагретым воздухом. Так вот в Солнце роль плиты выполняет ядро, в котором идут термоядерные реакции, роль толстого дна кастрюли — так называемая зона лучистого переноса, а кипящей воды — конвективная зона. Если в каком-то месте конвекция идет не очень эффективно, то там поверхность Солнца оказывается более холодной и выглядит более темной.

Схематичное изображение внутреннего строения Солнца. Фотосфера нагревается конвекционными потоками, передающими тепло из зоны лучистого переноса. Рисунок с сайта passmyexams.co.uk

Впервые магнитное поле Солнца было обнаружено и достоверно измерено в 1908 году американцем Дж. Хэйлом и как раз в одном из пятен (G. E. Hale, 1908. On the Probable Existence of a Magnetic Field in Sun-Spots). Тогда величина поля оказалось равной 2 килогаусс, что в 2–4 тысячи раз больше, чем магнитное поле Земли (но почти в 10 раз меньше, чем поле современного аппарата магнитно-резонансной томографии, примерно в 50 раз меньше самых сильных полей, создаваемых человеком, и в миллиарды раз меньше полей некоторых нейтронных звезд).

Наблюдение за солнечными пятнами и изучение их магнитных полей — одна из повседневных задач современной гелиофизики. Этим занимается в том числе и японская космическая обсерватория Hinode, выведенная на орбиту еще в 2006 году. В феврале 2014 года с ее помощью наблюдали одну из пар пятен, видимых тогда на Солнце (получившую обозначение NOAA 11967, рис. 3). Авторы исследования — сотрудники японской Национальной астрономической обсерватории Такенори Окамото (Takenori J. Okamoto) и Такаси Сакураи (Takashi Sakurai). Они и представили свои результаты в статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters

Рис. 3.Слева:
активная область NOAA 11967 с обозначенной ориентацией щели спектрополяриметра обсерватории Hinode (
белая линия
).
Справа:
часть спектра той области, на которую наложена щель. Видны две линии нейтрального железа с длинами волн ~6301,5 и 6302,5 ангстрем (1 ангстрем = 10−10 м). Видно расщепление этих линий вследствие эффекта Зеемана. Причем в районе точки 1 это расщепление сильнее всего и соответствует магнитному полю более 6 килогаусс. Изображение из обсуждаемой статьи в
The Astrophysical Journal Letters
Ученые провели спектральные наблюдения пары пятен, позволившие измерить величину магнитного поля в разных ее частях. В центре большего пятна поле оказалось примерно в 4 тысячи раз больше, чем в среднем по Солнцу (то есть около 4 килогаусс). Это было вполне ожидаемо. Однако в светлой области между пятнами индукция оказалась еще больше и составила рекордные 6250 Гаусс. И вот это уже было сюрпризом. К слову, в 2013 году немецкие исследователи уже отчитывались о возможном обнаружении поля в 7 килогаусс в полутени солнечного пятна (M. van Noort et al., 2013. Peripheral downflows in sunspot penumbrae). Но это была всё же часть самого пятна, и полученная оценка была скорее косвенной (см. врезку про эффект Зеемана).

Читайте также: Законы Кеплера Разное СодержаниеПервый закон Кеплера (закон эллипсов)Второй закон Кеплера (закон площадей)Третий закон Кеплера (гармонический закон)Дальнейшее развитиеАстрономия конца XVI века отм

• Восточный материк
• Западный материк
• Изначальный материк
• Морские острова

Список достижений (карта) на территории Солнечных полей для получения достижения «Картограф Солнечных полей» в ArcheAge:

1. Осмотреть остов судна на обмелевшем берегу
2. Забраться на вершину мачты разбитого судна
3. Встать на край разрушенного моста
4. Проплыть под затопленной аркой
5. Осмотреть затонувшее судно
6. Забраться на холм на границе с ущельем
7. Найти высокогорный трубочник
8. Найти холм с видом на крепость
9. Найти холм с видом на южный залив
10. Осмотреть штаб союза наций с высоты
11. Найти удобный пункт наблюдения за руинами
12. Найти затонувшее грузовое судно
13. Найти одинокий утес

Осмотреть остов судна на обмелевшем берегу

Вы осмотрели остов судна на обмелевшем берегу. Когда-то здесь бушевало море!

Примечание: после получения достижения можно спланировать в сторону мачты разбитого судна «Забраться на вершину мачты разбитого судна»

Забраться на вершину мачты разбитого судна

Вы забрались на вершину мачты разбитого судна. Интересно, когда-то она полностью была под водой.

Встать на край разрушенного моста

Вы постояли на самом краю разрушенного моста, соединявшего островок с материком.

Проплыть под затопленной аркой

Вы проплыли под каменной аркой, наполовину ушедшей под воду!

Осмотреть затонувшее судно

Вы тщательно осмотрели затонувшее судно, но сокровищ не нашли.

Забраться на холм на границе с ущельем

Вы забрались на самую вершину холма, разделяющего Солнечные поля и Ущелье кровавой росы!

Найти высокогорный трубочник

Вы видели трубочник на Кладбище драконов, но там он не достигал таких размеров…

Найти холм с видом на крепость

Вы нашли холм с отличным видом на крепость Солнечных полей!

Найти холм с видом на южный залив

Вы нашли холм с отличным видом на южный залив!

Осмотреть штаб союза наций с высоты

Вы забрались на верхушку мачты разбитого судна и осмотрели штаб союза наций Солнечных полей с высоты!

Найти удобный пункт наблюдения за руинами

Вы нашли место, с которого удобно наблюдать за входом в руины Свернувшейся Змеи!

Найти затонувшее грузовое судно

Вы обнаружили затонувшее грузовое судно. Здесь есть чем поживиться!

Найти одинокий утес

Вы забрались на вершину утеса, одиноко стоящего посреди Солнечных полей.

Похожие статьи

Исследование земель Покоя в ArcheAge

Исследование замка Ош в ArcheAge

Исследование Сальфимара в ArcheAge

Исследование Сверкающего побережья в ArcheAge

Исследование Бездны в ArcheAge

Исследование Ущелья кровавой росы в ArcheAge

Измерения магнитных полей

Магнитное поле влияет на движение попадающих в него заряженных частиц. По этой причине входящие в состав любого атома электроны, вращающиеся вокруг ядра в одном направлении, попав в магнитное поле увеличат свою энергию, в то время как электроны, вращающиеся в другом направлении, свою энергию уменьшат. Этот эффект (эффект Зеемана) приводит к расщеплению линий излучения атома на несколько компонент. Измерение этого расщепления позволяет определять величину и направление магнитного поля на удаленных от нас объектах, недоступных для прямого исследования, таких как Солнце. Современные методы измерения позволяют с высокой точностью определять поле на поверхности Солнца, однако часто бессильны при измерении трехмерного поля в солнечной короне. В этом случае для восстановления полной трехмерной картины поля по поверхностным измерениям используются особые математические методы.

Источник

Магнитное поле Солнца

Под верхним слоем фотосферы (солнечной поверхности) расположена конвективная зона Солнца. Именно внутри нее, как говорят современные ученые, и зарождается магнитное поле звезды. Невозможно представить, несколько большое значение имеет в происходящих на Солнце процессах магнитное поле. Скорее всего, оно есть ответом на все активные явления, которые происходят в атмосфере Солнца, включая и солнечные вспышки. То есть без него Солнце было бы не таким интересным для изучения человечеством.

Схема магнитного поля Солнца

Берут свое начало под влиянием магнитного поля практически все объекты, зафиксированные на Солнце. В первую очередь – это солнечные пятна, обозначающие собой места выходящих из недр Солнца гигантских магнитных петель, пересекающих солнечную поверхность. Из-за этого пятна обычно состоят из северной и южной магнитной полярности. Эти области равны основам магнитной трубки, которая выходит из недр Солнца. На циклы солнечной активности также влияет цикличность колебаний магнитного поля, которое происходит в недрах Солнца. Парящие над поверхностью Солнца протуберанцы, зрительно как бы висящие в пустоте, на самом деле пронизаны нитями магнитного поля, основываясь на нем. А также стримеры и петли, которые мы часто наблюдаем в короне Солнца, есть простым повторением формы топологии магнитных полей, что их окружают. Понимание всего этого позволяет вычислить, какая магнитная обстановка на Солнце ожидает нас сегодня и в любой другой день.

Методы измерения магнитного поля Солнца

Заряженные частицы, попадающие в магнитное поле, движутся под его влиянием. При этом электроны, движущие вокруг ядра правосторонне, под влиянием магнитного поля энергию увеличивают, левосторонне движущиеся – ее соответственно уменьшают. Этот так называемый эффект Зеемена расщепляет излучение атома на компоненты. Измеряя величину расщепления, мы имеем возможность узнать величину и направленность магнитных полей далеких объектов, которые невозможно исследовать непосредственно, например, Солнце. Определить с высокой точностью величину поля солнечной поверхности позволяют разработки последних лет, но они часто бездейственны при намерении измерить трехмерного поля в короне Солнца. В этом случае помогает использование методов математики.

Делать правдивые предсказания погоды космоса помогает знание природы и жизнедеятельности магнитного поля Солнца. Ожидание новой активной вспышки на Солнце можно определить в настоящее время по многим косвенным признакам. Однако на данном этапе научных процессов, относительно долгосрочных предсказаний времени и продолжительности протекающих солнечных циклов, остаются неточными. Они основываются больше на выведении эмпирических зависимостей, а не на конкретных физических моделях. Ближайшее будущее, надеемся, сможет разъяснить достаточно хорошо поведение и активность Солнца, и даст возможность, правильно смоделировав его активность, предсказывать погоду космоса не хуже погоды на Земле. Хотя уже сейчас можно точно сообщить о наличии магнитной бури на Солнце сегодня или в любой календарный день.

Положение и движение Солнца

• Солнечный цикл ;
• Магнитное поле Солнца ;
• Солнечные пятна ;
• Факелы ;
• Протуберанцы ;
• Флоккулы и волокна ;
• Спикулы ;
• Корональные дыры ;
• Корональные петли ;
• Корональные стримеры ;
• Гранулы и супергранулы ;
• Солнечная радиация ;
• Солнечный ветер ;

Источник