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.
Есть вариант куда проще: а что если ядро не однородно, а поляризовано? Что если реакции в нём идут волной, и соответственно эта волна нашла резонанс? Этого вполне достаточно чтобы создать магнитное поле. Тут вопрос скорее в другом — а почему магнитное поле не поглощается тепловыми процессами? Это можно понять только спектрометрией радиодиапазона. Но у людей пока нет достаточно мощного источника.
А с резонансом всё просто — достаточно одного короткоживущего изотопа, который сможет энергией распада создать волну. И если этот распад позитронный, соответственно будет и смещение электрического поля.
Гораздо интереснее вопрос с солнечной короной. Достоверно пока так и неизвестно, почему она такая горячая. Все научные догадки пока, увы, не имеют даже теоретического доказательства, почему должно случаться именно так, но не по-другому. Но скорее всего дело опять таки в резонансе. Может оказаться, что там идёт распад или преобразование короткоживущих элементарных частиц, которое до достижения короны нами просто не может детектироваться, поскольку не взаимодействует с массой.
Теоретически туда можно запустить некий пробник (кусок материала) из заведомо известного состава, и уже по его реакции на излучение, по вторичному излучению, понять что там творится на самом деле. Фактически же датчиком близко не подберёшься, потому пробник должен быть достаточно большим. Теоретически, часть этих частиц с определённой вероятностью должна долетать и до нас.