Вращение Солнца меняется в зависимости от широты . Солнце не является твердым телом, а состоит из газообразной плазмы . Различные широты вращаются в разные периоды. Источником этого дифференциального вращения является область текущих исследований солнечной астрономии. [1] Скорость вращения поверхности наблюдается на экваторе ( широта φ = 0° ) и уменьшается с увеличением широты. Период вращения Солнца составляет 24,47 суток на экваторе и почти 38 суток на полюсах . Средняя ротация составляет 28 дней. [ нужна цитата ]
Ротация Кэррингтона [ необходимы разъяснения ] на момент загрузки этой страницы, 18 февраля 2024 г., 06:42:55 ( UTC ), была CR2281. [ ]
Дифференциальную скорость вращения фотосферы можно аппроксимировать уравнением:
где – угловая скорость в градусах в сутки, – широта Солнца, А – угловая скорость на экваторе, В, С – константы, контролирующие уменьшение скорости с увеличением широты. Значения A, B и C различаются в зависимости от методов, использованных для измерения, а также от изучаемого периода времени. [2] Текущий набор принятых средних значений [3] :
На экваторе период вращения Солнца составляет 24,47 дня. Это называется сидерическим периодом вращения, и его не следует путать с синодическим периодом вращения, равным 26,24 дня, который представляет собой время, за которое фиксированный объект на Солнце поворачивается в то же видимое положение, как если бы он наблюдался с Земли (орбитальное вращение Земли составляет в том же направлении, что и вращение Солнца). Синодический период длиннее, потому что Солнце должно вращаться в течение сидерического периода плюс дополнительное количество из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца. Обратите внимание, что в астрофизической литературе обычно не используется период экваториального вращения, а вместо этого часто используется определение вращения Кэррингтона : синодический период вращения 27,2753 дня или сидерический период 25,38 дня. Этот выбранный период примерно соответствует прямому вращению на широте 26° северной или южной широты, что соответствует типичной широте солнечных пятен и соответствующей периодической солнечной активности. Когда на Солнце смотрят с «севера» (над северным полюсом Земли), солнечное вращение происходит против часовой стрелки (на восток). Человеку, стоящему на Северном полюсе , может показаться, что солнечные пятна движутся слева направо по поверхности Солнца.
В гелиографических координатах Стонихерста левая сторона Солнца называется Востоком, а правая сторона Солнца называется Западом. Поэтому говорят, что солнечные пятна движутся по поверхности Солнца с востока на запад.
Число вращения Бартельса — это последовательный подсчет, который подсчитывает видимые вращения Солнца, если смотреть с Земли, и используется для отслеживания определенных повторяющихся или меняющихся моделей солнечной активности. Для этой цели каждое вращение имеет продолжительность ровно 27 дней, что близко к синодической скорости вращения Кэррингтона. Юлиус Бартельс произвольно присвоил один день вращения 8 февраля 1832 года. Порядковый номер служит своего рода календарем для обозначения периодов повторяемости солнечных и геофизических параметров.
Вращение Кэррингтона — это система сравнения местоположений на Солнце за определенный период времени, позволяющая отслеживать группы солнечных пятен или повторное появление извержений в более позднее время.
Поскольку вращение Солнца зависит от широты, глубины и времени, любая такая система обязательно произвольна и делает сравнение значимым только в течение умеренных периодов времени. Для целей вращения Кэррингтона период вращения Солнца принимается равным 27,2753 дня (см. ниже). Каждому вращению Солнца по этой схеме присваивается уникальный номер, называемый числом вращения Кэррингтона, начиная с 9 ноября 1853 года. (Число вращения Бартельса [4] представляет собой аналогичную схему нумерации, в которой используется период ровно 27 дней и начинается с 8 февраля 1832 г.).
Гелиографическая долгота солнечного объекта традиционно относится к его угловому расстоянию относительно центрального меридиана, пересекаемого радиальной линией Солнце-Земля. «Долгота Кэррингтона» того же объекта относится к произвольной фиксированной контрольной точке воображаемого жесткого вращения, первоначально определенного Ричардом Кристофером Кэррингтоном.
Кэррингтон определил скорость вращения Солнца по пятнам на низких широтах в 1850-х годах и получил 25,38 дней для сидерического периода вращения. Сидерическое вращение измеряется относительно звезд, но поскольку Земля вращается вокруг Солнца, мы видим этот период равным 27,2753 дня.
Можно построить диаграмму с долготой солнечных пятен по горизонтали и временем по вертикали. Долгота измеряется по времени пересечения центрального меридиана и основана на вращении Кэррингтона. В каждом вращении, расположенном под предыдущими, большинство солнечных пятен или других явлений будут появляться непосредственно под тем же явлением в предыдущем вращении. Могут наблюдаться небольшие отклонения влево или вправо в течение более длительных периодов времени.
«Музыкальная диаграмма» Бартельса или спиральный график Кондеграммы - это другие методы выражения приблизительной 27-дневной периодичности различных явлений, происходящих на поверхности Солнца.
Даты начала нового синодического числа вращения Солнца по Кэррингтону.
Константы вращения были измерены путем измерения движения различных объектов («трассеров») на поверхности Солнца. Первыми и наиболее широко используемыми трассерами являются солнечные пятна . Хотя солнечные пятна наблюдались с древних времен, только когда начали использовать телескоп, было замечено, что они вращаются вместе с Солнцем, и, таким образом, можно было определить период солнечного вращения. Английский ученый Томас Харриот, вероятно, был первым, кто наблюдал солнечные пятна в телескоп, о чем свидетельствует рисунок в его записной книжке от 8 декабря 1610 г. и первые опубликованные наблюдения (июнь 1611 г.) под названием «De Maculis in Sole Observatis, et Apparente Earum cum Sole Conversione». Narratio» («Рассказ о пятнах, наблюдаемых на Солнце, и их кажущемся вращении вместе с Солнцем») были написаны Иоганном Фабрициусом , который систематически наблюдал пятна в течение нескольких месяцев и отметил также их движение по солнечному диску. Это можно считать первым наблюдательным свидетельством вращения Солнца. Кристоф Шайнер («Rosa Ursine sive Solis», книга 4, часть 2, 1630 г.) первым измерил экваториальную скорость вращения Солнца и заметил, что в более высоких широтах вращение медленнее, поэтому его можно считать первооткрывателем солнечной энергии. дифференциальное вращение.
Каждое измерение дает немного другой ответ, что дает указанные выше стандартные отклонения (показаны как +/-). Сент-Джон (1918), возможно, был первым, кто обобщил опубликованные данные о скоростях вращения Солнца, и пришел к выводу, что различия в рядах, измеренных в разные годы, вряд ли можно объяснить личными наблюдениями или местными возмущениями на Солнце и, вероятно, обусловлены временем. изменения скорости вращения, а Хубрехт (1915) был первым, кто обнаружил, что два солнечных полушария вращаются по-разному. Изучение данных магнитографии показало, что синодический период соответствует другим исследованиям и составляет 26,24 дня на экваторе и почти 38 дней на полюсах. [5]
До появления гелиосейсмологии , изучения волновых колебаний на Солнце, о внутреннем вращении Солнца было известно очень мало. Считалось, что дифференциальный профиль поверхности простирается внутрь Солнца в виде вращающихся цилиндров с постоянным угловым моментом. [6] Благодаря гелиосейсмологии теперь известно, что это не так, и был найден профиль вращения Солнца. На поверхности Солнце вращается медленно на полюсах и быстро на экваторе. Этот профиль простирается примерно по радиальным линиям через зону солнечной конвекции внутрь. На тахоклине вращение резко меняется на твердотельное в зоне солнечного излучения . [7]
