Модель Бэбкока

Механизм, объясняющий структуру солнечных пятен

В физике Солнца модель Бэбкока и ее варианты описывают механизм, с помощью которого они пытаются объяснить закономерности магнитного поля и солнечных пятен , наблюдаемые на Солнце . Он назван в честь Горация Бэбкока .

История

Современное понимание солнечных пятен начинается с Джорджа Эллери Хейла , который связал магнитные поля и солнечные пятна. Хейл предположил, что период цикла солнечных пятен составляет 22 года, охватывая два изменения полярности солнечного магнитного дипольного поля.

Гораций В. Бэбкок предложил в 1961 году качественную модель солнечной динамики. ^[1] В самом крупном масштабе Солнце поддерживает колебательное магнитное поле с квазистационарной периодичностью 22 года. ^{[2] [3]} Это колебание известно как динамо-цикл Бэбкока-Лейтона, предложенный Робертом Б. Лейтоном и представляющий собой колебательный обмен энергией между полоидальными и тороидальными ингредиентами солнечного магнитного поля.

Динамо-цикл Бэбкока-Лейтона

Полудинамо-цикл соответствует одному солнечному циклу солнечного пятна . В солнечном максимуме внешнее полоидальное диполярное магнитное поле близко к минимальной силе динамо-цикла, но внутреннее тороидальное квадрупольное поле, генерируемое посредством дифференциального вращения, ^[4] близко к максимальной силе. В этот момент динамо-цикла плавучий апвеллинг внутри конвективной зоны вызывает появление тороидального магнитного поля через фотосферу , вызывая появление участков концентрированного магнитного поля, соответствующих солнечным пятнам .

Во время фазы спада солнечного цикла энергия смещается от внутреннего тороидального магнитного поля к внешнему полоидальному полю, и количество солнечных пятен уменьшается. В минимуме солнечного цикла тороидальное поле соответственно имеет минимальную напряженность, солнечные пятна малочисленны, а полоидальное поле имеет максимальную напряженность. С наступлением следующего 11-летнего цикла солнечных пятен магнитная энергия снова смещается от полоидального к тороидальному полю, но с полярностью, противоположной предыдущему циклу. Этот процесс продолжается непрерывно, и в идеализированном, упрощенном сценарии каждый 11-летний цикл солнечных пятен соответствует изменению общей полярности крупномасштабного магнитного поля Солнца. ^{[5] [6]}

Рекомендации

1. Бэбкок, HW (март 1961 г.). «Топология магнитного поля Солнца и 22-летний цикл». Астрофизический журнал . 133 : 572–587. Бибкод : 1961ApJ...133..572B. дои : 10.1086/147060 . ISSN  0004-637X.
2. Шарбонно, П. (2014). «Теория солнечного динамо». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 52 : 251–290. Бибкод : 2014ARA&A..52..251C. doi : 10.1146/annurev-astro-081913-040012 .
3. Зиркер, Дж. Б. (2002). Путешествие из центра Солнца. Издательство Принстонского университета . стр. 119–120. ISBN 978-0-691-05781-1.
4. Лейтон, Роберт Б. (апрель 1969 г.). «Магнито-кинематическая модель солнечного цикла». Астрофизический журнал . 156 : 1. Бибкод : 1969ApJ...156....1L. дои : 10.1086/149943. ISSN  0004-637X.
5. «Солнце меняет магнитное поле» . CNN . 16 февраля 2001 г. Архивировано из оригинала 11 августа 2013 г. Проверено 11 июля 2009 г.
6. Филлипс, Т. (15 февраля 2001 г.). «Солнце делает переворот». НАСА . Архивировано из оригинала 4 ноября 2001 года . Проверено 11 июля 2009 г.