Конвективная зона Солнца

Рис. 61. Структура конвективной зоны Солнца согласно модели Витензе (по рисунку из работы [307])

Конвективная зона Солнца. Понимание динамики конвективной зоны является ключом к пониманию механизмов солнечной активности. Все активные явления связаны с магнитным полем, а все солнечные магнитные поля в конечном счете зависят от движений плазмы конвективной зоны. В глобальном масштабе конвекция играет роль двигателя солнечного гидромагнитного динамо. [c.210]

При описании физической природы солнечных явлений и изучении их причин удобно разделять эти явления на спокойные и активные [41]. Модель спокойного Солнца - статический сферически симметричный шар из горячего газа, в котором свойства вещества зависят только от радиуса, т.е. одинаковы в пределах любого шарового слоя. Солнце состоит из ядра, радиус которого равен 1/4 R, где радиус Солнца [36] R = 6,9599 10 ° см, промежуточной области с радиусом 0,86 R, конвективной зоны и фотосферы, где толщина фотосферы составляет 500 км, хромосферы, толщиной 2,5 [c.66]

В промежуточной области с г = 0,86 К температура 5 10 -8 10 К, плотность 20 10 г/ м В конвективной зоне - соответственно 6,6 10 -5 10 К, 10 -4 10 г/см в фотосфере - 6,6 10 -4,3 10 "К, 4 10- -8 10 г/см в хромосфере - 4,3 10 -10 °К, 8 Ю -Ю г/см . Из табл. 1 видно, что средний гравитационный радиус Солнца, рассчитанный по уравнению (4) равен 0,387 км. Следовательно, силовые линии гравитационного поля с длиной волны 0,387 км падают на поверхность Солнца, радиусом 6,960 10 см. Видно, что К X. Поэтому из аналогии со световыми лучами (табл. 6) энергия гравитационного поля также делится на две части одна отражается, другая - проникает через границу раздела во вторую среду. Учитывая, что плотность вещества Солнца растет с приближением к его ядру, если силовые линии гравитационного поля падают на Солнце перпендикулярно к его концентрическим поверхностям с одинаковой плотностью (угол падения равен нулю),, то должна отражаться сравнительно незначительная доля энергии гравитационного поля, а основное количество должно пройти через границы раздела концентрических сфер. При увеличении угла падения доля отраженной энергии должна возрастать. [c.85]

Распределения удельной энтропии в конвективной зоне Солнца, даваемые известными моделями (см. рис 61), соответствуют условиям развитой конвекции и интенсивного перемешивания вещества. По сравнению с невозмущенным распределением, которое существовало бы при отсутствии течений, оно очень сильно сглажено, И тем не менее, вблизи уровня 6 дин/см происходит довольно резкое изменение величины градиента удельной энтропии, а следовательно, и сверхизэнтропического градиента температуры, В этом видна физическая предпосылка для расщепления спектра масштабов конвекции в солнечной конвективной зоне. [c.212]

Со времени открытия 5-минут1шх колебаний Солнца они интенсивно изучаются многими группами исследователей [42]. При наблюдениях период 5-минутных колебаний подвергается случайным флуктуациям в диапазоне примерно 3-7 мин. Такие кажущиеся флуктуации периода являются результатом интерференции большого числа колебаний разных частот со, с различшзш горизонтальным волновым числом К и различными амплитудами. Наблюдения с высоким пространственным и временным разрешением определили спектр мощности периодического сигнала в координатах К , ш в виде отчетливо разделенных полос. Наблюдаемые колебания захватывают лишь внешние слои конвективной зоны, но потенциально несут информацию о строении Солнца вплоть до ее нижней границы, которая определяется условием конвективной устойчивости. Собственные колебания Солнца с периодами 7-70 мин были зарегистрированы в периоды 41 мин в записях солнечного микроволнового излучения 50 мин в разности интенсивностей солнечного радиоизлучения на двух близких частотах при изучении более длинных записей этот период распался на два -около 57 и 33 мин в среднем поле скоростей в фотосфере были зарегистрированы колебания с периодом примерно 40 мин в доп-леровском смещении солнечной линии поглощения уста1ювлены колебания с периодами 58 и 40 мин в верхних слоях земной атмосферы с периодами 11,7 0,1 12,7 0,1 15,8 0,2 23,2 0,2 33 1 мин были обнаружены вариации потока гамма-квантов. Наиболее детальные результаты получены Хиллом и его коллегами [44]. [c.67]

Если вертикальная структура конвективного течения не слишком сложна (что имеет место в тех случаях, когда свойства жидкости мало меняются в пространстве, а число Рэлея не слишком высоко), то планформа (форма в плане) и горизонтальные масштабы течения являются основными характеристиками пространственной организации течения. Даже такой простейший случай допускает множество возможностей. Если же вертикальная структура конвекции сложнее, она добавляется к этим характеристикам и становится важным предметом обсуждения. Основной объем книги посвящен первому классу ситуаций, и лишь глава 7 посвящена рассмотрению эффектор усложненной стратификации жидкости, которая ведет ко второму классу ситуаций. Важным явлением такого рода является расщепление масштабов, или сосуществование вихревых структур различного размера. Возможно, это имеет прямое отношение к структуре течений в конвективной зоне и фотосфере Солнца. [c.8]

Один из принципиальных вопросов здесь — расщепление масштабного спектра структур, или типичных элементов поля конвективных скоростей. На Солнце наблюдаются по меньшей мере четыре типа образований, которые могут трактоваться как конвективные ячейки — гранулы, мезогранулы, супергранулы и гигантские структуры. Их характерные размеры — соответственно 10 км, несколько тыс. км, 3 10 км и 3 10 Известно, что вертикальные и горизонтальные размеры конвективной ячейки, как правило, бывают одного порядка. По сравнению с толщиной конвективной зоны, оцениваемой примерно в 2 10 км, все упомянутые ячейки, кроме гигантских структур, являются мелкомасштабными и должны быть сконцентрированы в сравнительно тонком приповерхностном слое. Но долгое время не удавалось отыскать таких условий, при которых в слое, конвективно неустойчивом сверху донизу, могут развиваться течения, не охватывающие всей его толщины. Поэтому представления о локализации различных типов ячеек были чисто феноменологическими и обосновывались лишь негативным утверждением ячейка, имеющая небольшой размер в плане, не может простираться по вертикали на глубину, гораздо больщую этого размера. [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология