Тахоклин. Магнитное поле Солнца
Привет:)
Обещала писать в пн-ср-пт.
Прошу прощения, пропустила среду - ибо ДР.
Теперь продолжаем сериал про строение Солнца.
Следующий за зоной лучистого переноса "слой" Солнца - очень тонкий "тахоклин". Здесь, в этой зоне, резко меняется характер вращения внутренних слоёв Солнца (мы об этом поговорим в теме "дифференциальное вращение Солнца"), а также происходит ещё кое-что интересное - усиливается и генерируется (да, в данном случае можно писать в такой последовательности) магнитное поле Солнца.
Напомню, что Солнце практически целиком состоит из плазмы. Плазма — особое состояние вещества. Атомы в ней ионизованы, то есть полностью или частично лишены электронов. Из-за того, что вокруг полно энергии, которую несут фотоны, электроны не соединяются с ядрами атомов, а свободно "гуляют": перемещение заряженных частиц порождает ток,
а ток — магнитное поле. У плазмы с магнитным полем существуют особые отношения. Магнитное поле искажается при движении плазмы (его силовые линии двигаются вместе с потоком плазмы, этот эффект называют "вмороженностью" магнитного поля в плазму); но и само МП, в свою очередь, влияет на движение плазмы. Для того чтобы правильно понять динамику (отношения в движении) плазмы с магнитным полем, обычно строят теоретические модели, в которых эти особые отношения плазмы и поля были бы отражены
со всей полнотой, то есть не оставляли бы нерешёнными очевидные вопросы. Этим занимаются астрофизики-теоретики. Хорошая модель должна не только объяснять то, что мы наблюдаем на Солнце, но и - в идеале - предсказывать какие-то эффекты. Если то, что мы наблюдаем, укладывается в рамки модели (в рамках её применимости, разумеется) - то это хорошая модель. если мы видим расхождения - значит, модель надо менять или уточнять.
Представить "особые отношения" довольно просто. Плазма может свободно течь вдоль линий МП, но не может двигаться поперёк. МП "держит" плазму, как прозрачный полиэтиленовый пакет удерживает в себе, скажем, яркий вишнёвый компот. Компот — это текучее вещество, плазма, а мягкий пакет — это магнитное поле, которое удерживает компот и не даёт ему растечься. Разнообразные конфигурации магнитного поля и плазмы (петли, вспышки, протуберанцы) прекрасно видны в различных слоях атмосферы Солнца: фотосфере, хромосфере и короне на снимках, получаемых космическими обсерваториями в разных ЭМ диапазонах. Все подобные (внизу) знаменитые фотографии (обычно сделанные в рентгене) корональных петель - это и есть "компот в пакете", или "оптоволокно" - конфигурации МП и плазмы. МП удерживает горячую плазму, которая течёт внутри петель. на снимке - хромосфера/нижняя часть короны.
Солнечные пятна, о которых речь пойдёт дальше - тоже конфигурации ПМ и плазмы.
ОТКУДА ВЗЯЛОСЬ "ИСХОДНОЕ" МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СОЛНЦА
У астрофизиков до сих пор нет единого мнения по поводу того, откуда же изначально берётся магнитное поле Солнца и почему оно себя так ведёт. Существует «теория солнечного
динамо», но в ней есть пока ряд трудностей. Есть также предположение, что часть магнитного потока, пронизывавшего протозвёздное облако до рождения нашей звезды, оказалась "зажатой" в недрах Солнца; дальнейшее его усиление может происходить как раз в тахоклине.
ТАХОКЛИН
Плазма в космических условиях обычно пронизана магнитным полем. Чем быстрее и неоднороднее она движется, тем сильнее становится в ней магнитное поле.
Начиная от высот примерно в 0,63 от радиуса Солнца, между зоной лучистого переноса и конвективной зоной, располагается тахоклин. Так называется основание конвективной зоны — тонкий слой, в котором меняется характер вращения Солнца.
Лучистая зона вращается как единое целое, а выше вращение становится сложным: разные слои вращаются с разными скоростями (вращение становится дифференциальным). Эта ситуация очень благоприятна для усиления магнитного поля 9можно вспомнить школьную физику: крутим педали - генерируем электромагнитное поле).
Астрофизики предполагают, что магнитное поле Солнца генерируется именно в тахоклине и потом постепенно, вместе с веществом, всплывает на поверхность, образуя причудливые конфигурации.
В реальности же МП Солнца крайне запутано.
(иллюстрации из книги Киричек - Панченко "Неизвестное Солнце", фото из открытых источников).
Продолжение следует.