Локальные поля Солнца

Средне- и мелкомасштабные (локальные) поля Солнца отличаются значительно б о́ льшей напряженностью и меньшей регулярностью. На поверхности нашей звезды мы видим только результат невообразимо сложных процессов, протекающих в ее недрах. Никто не может достоверно представить себе, что и каким образом там происходит. Существуют, в основном, гипотезы, математические модели. Но нельзя поручиться ни за их достоверность, ни даже за правильность научного представления внутреннего строения Солнца.

Самые мощные локальные магнитные поля наблюдаются в группах солнечных пятен в период максимума солнечного цикла. Солнечные пятна – темные области на Солнце, температура которых понижена примерно на 1500 º по сравнению с окружающими участками фотосферы. Они наблюдаются на диске Солнца в виде пятен более или менее правильной формы и являются областями выхода в фотосферу сильных магнитных полей.

На рис. 7.7. слева представлена фотография солнечных пятен, а справа – фотография факелов, возникших между двумя разнополярными солнечными пятнами.

Рис. 7.7. Пятна и факелы на Солнце,

http://static.businessinsider.com/image/523c6502ecad041a71cb58c2/image.jpg,

http://www.funlib.ru/cimg/2014/101913/4629154

Магнитные поля пятен имеют, как правило, биполярную или мультиполярную структуру. В фотосфере наблюдаются также униполярные области магнитного поля, которые, в отличие от групп солнечных пятен, располагаются ближе к полюсам и имеют значительно меньшую напряженность магнитного поля, но б ó льшую площадь и продолжительность жизни (до нескольких оборотов Солнца).

Согласно современным представлениям, разделяемым большей частью исследователей, магнитное поле Солнца генерируется в нижней части конвективной зоны с помощью механизма гидромагнитного конвективного динамо, а затем всплывает в фотосферу под воздействием магнитной плавучести. С помощью такого механизма делаются попытки объяснить и 22-летнюю цикличность солнечного магнитного поля. Но, по моему мнению, и сама «магнитная плавучесть» и желание объяснить ею процессы цикличности, – просто еще одна из гипотез, не имеющих подтверждения.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

7.4.3. Спираль Паркера – межпланетное магнитное поле Солнечной системы

До сих пор, когда мы говорили о магнитосфере Солнца и о его магнитном поле вообще, мы пользовались плоскостными схемами, рисунками художников или «косвенными уликами» – фотографиями каких-то других параметров. Последние позволяли зарегистрировать изображения физических процессов (например, распределение электронов, состояние плазмы и т.д.), и тем самым «проявить» картинку магнитного поля. Но эти все изображения давали лишь представление в схематичном виде проекции на плоскость (чаще всего либо в меридиональном, либо в экваториальном варианте). А в действительности все обстоит значительно сложнее. Поле объемно и имеет весьма специфическую структуру.

Вблизи Солнца магнитное поле достаточно сильное, чтобы сохранить плазму и форму короны, но уже на некотором расстоянии от поверхности горячая плазма начинает превалировать и «раздувает» силовые линии магнитного поля – тащит их наружу. Схематический чертеж, представленный ниже в левой части рис. 7.8. На нем показана структура магнитного поля Солнца в плоскости эклиптики. Поле условно разбито на несколько секторов, в которых направлено либо к Солнцу, либо от него. Силовые линии начинаются с некоторого расстояния от Солнца, и согласовываются с потоком солнечного ветра, который здесь принимается радиальным. В экваториальной плоскости показаны силовые линии магнитного поля противоположной ориентации (розовые и голубые стрелки).

Рис. 7.8. Магнитная структура Солнца в плоскости эклиптики (слева) и ее же вид в объеме

http://www.nkj.ru/archive/articles/5907/

http://wordlesstech.com/wp-content/uploads/2013/08/The-Suns-Magnetic-Field-is-about-to-Flip-2.jpg

В объеме это выглядит так, как изображено в правой части рисунка. На нем показаны также орбиты планет по Юпитер включительно. Художник изобразил фиолетовую область объемной спирали оборванной, не доходя до орбиты Юпитера. Но это не означает, что магнитное поле заканчивается в этой зоне. Поле простирается на всю область гелиосферы. Спираль, в которую Солнце закручивает свое магнитное поле в процессе вращения, называется спиралью Паркера по имени ее первооткрывателя Ю. Паркера. Она представляет собой вид архимедовой спирали.

Причину формирования такой сложной формы иногда называют «эффектом садового шланга». Именно такую поверхность описывает струя воды, если перемещать шланг вверх-вниз и одновременно поворачиваться вокруг своей оси. В случае с Солнцем роль водяной струи играет солнечный ветер.

Заряженные частицы, ускоренные Солнцем, вылетают в межпланетное пространство, обладая высокой энергией. Они движутся вдоль межпланетного магнитного поля.

Внезапное изменение магнитного поля порождает электрический поток. Узкая прослойка между противоположно ориентированными магнитными полями называется гелиосферным токовым слоем. На рис. 7.9 направление такого тока показано желтыми стрелками (рисунок заимствован из Википедии). Гелиосферный токовый слой вращается вместе с Солнцем, делая один оборот за 27 дней. Он представляет собой поверхность в пределах Солнечной системы, при пересечении которой изменяется полярность магнитного поля Солнца.

Рис. 7.9. Гелиосферный токовый слой

Форма токового слоя определяется воздействием вращающегося магнитного поля Солнца на плазму, находящуюся в межпланетном пространстве. Толщина токового слоя составляет порядка 10000 км.

За 27 дней полного оборота Солнца Земля, вместе со своей магнитосферой, и все остальные члены солнечного семейства проходят через горбы и впадины токового слоя, взаимодействуя с ним.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: