300 likes | 529 Views
Гидродинамика Солнца. Лекция 8. Происхождение глобальных солнечных магнитных полей. Изображение Солнца в белом свете. Магнитограмма – карта лучевой компоненты поля. Цикличность солнечной активности. Годы. 11-летний цикл: «бабочки» Маундера.
E N D
Гидродинамика Солнца Лекция 8
Происхождение глобальных солнечных магнитных полей
Магнитограмма – карта лучевой компоненты поля
Цикличность солнечной активности
Годы 11-летний цикл: «бабочки» Маундера Площади пятен в процентах от площади широтных поясов
11-летний цикл • Миграция зоны пятнообразования к экватору • Миграция слабых и диффузных «фоновых» магнитных полей к полюсам • Обращения поля в полярных шапках в периоды максимумов числа пятен • Магнитные поля демонстрируют 11-летнюю периодичность
11-летний цикл: «бабочки» Маундера (Maunder’s butterfly diagram)
Некоторые даты • Первые наблюдения пятен – начало XVII в., Галилей (Galilei) • Открытие цикла пятнообразовательной деятельности – 1843, Швабе (Schwabe) • Гипотеза об индукции, связанной с движением проводящей среды, как причине возникновения солнечных магнитных полей – 1919, Лармор (Larmor) • Теорема Каулинга (Cowling) об «антидинамо» – 1934 • Открытие магнитной природы пятен и цикла солнечной активности – первые десятилетия XX в., Хейл (Hale)
Явления, которые должны описываться моделью солнечного динамо • Циклическая смена полярностей (закон Хейла) • Закон Шпёрера и диаграмма бабочек: • Пятна – в широтных зонах шириной ≈ 30◦ • Зоны пятнообразования приближаются к экватору в ходе цикла; пик на ± 15◦ • Формирование локальных магнитных полей
Тороидальная и полоидальная составляющие соленоидального векторного поля
Уравнение индукции для осесимметричных полей
Теорема Каулинга (the Cowling theorem): геометрия задачи
Теорема Каулинга: условия стационарности магнитного поля На линии H = 0:
Теорема Каулинга: случай ненулевых азимутальных компонент →затухание Нp (перенос силовых линий азимутального поля) и влияют на поведение одной лишь азимутальной компоненты H: 0
Теорема Зельдовича для плоского движения несжимаемой жидкости
Теорема Зельдовича для плоского движения несжимаемой жидкости
Теорема Зельдовича для плоского движения несжимаемой жидкости
Теорема Каулинга: обобщение на нестационарный случай– С.И. Брагинский, 1964
Теорема Каулинга (+ Зельдовича + Брагинского): Поддержание незатухающего осесимметричного или трансляционно-симметричного магнитного поля невозможно
Пример динамо с осемметричным течением
Уравнения динамо с неоднородным вращением
Взаимодействие циклонического вихря с тороидальным полем
Полоидальное поле в модели Бэбкока ― Лейтона
Формирование тороидального поля в модели Бэбкока ― Лейтона
(+ в предыдущем цикле) (– в предыдущем цикле) Регенерация полоидального поля в модели Бэбкока ― Лейтона
Регенерация полоидального поля в модели Бэбкока ― Лейтона
Динамика магнитного поля в модели Бэбкока ― Лейтона
Литература • Т. Каулинг. Магнитная гидродинамика. М:ИЛ, 1959. • С.Б. Пикельнер. Основы космической электродинамики, 2-е изд. М.: Физматлит, 1966. • Е. Паркер. Космические магнитные поля, в 2 ч. М.: Мир, 1982.