Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія, №. 55, c. 22-29 (2017)

АЛЬФА-ЕФЕКТ БЕБКОКА–ЛЕЙТОНА В ПОВЕРХНЕВИХ ШАРАХ СОНЦЯ

B. Криводубський, д-р фіз.-мат. наук,
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ

Абстракт
Проведено аналіз недавніх досліджень циклічності магнітної активності Сонця на основі αΩ-динамо моделі. Згідно з моделлю αΩ-динамо радіальний градієнт кутової швидкості ∂Ω /∂r діє на полоїдальне магнітне поле BP, у результаті чого генерується тороїдальне магнітне поле BT (Ω-ефект). Водночас спіральна турбулентність, діючи на тороїдальне поле BT, регенерує нову полоїдальну магнітну компоненту протилежного знака – BP (альфа-ефект). Оскільки диференційному обертанню ∂Ω/∂r притаманна майже стабільна регулярність в часі, то між спостереженими величинами BP і BT існує функціональна залежність. Полоїдальне магнітне поле BP в епоху мінімуму нового сонячного циклу (коли поле BP максимальне) визначає величину згенерованого тороїдального магнітного поля BT, яке несе відповідальність за інтенсивність плямоутворення в подальшому циклі. Це уможливлює за величиною виміряного на початку циклу магнітного поля BP прогнозувати амплітуду (числа Вольфа W) і потужність (загальну площу плям) нового циклу. Тривалий час у минулому не вдавалося виявити позитивні кореляції між характеристиками сонячних плям (числом Вольфа або загальною площею плям) поточного циклу і полярним магнітним потоком (який характеризує величину полоїдального поля BP) в епоху мінімуму циклу (кінець старого циклу і початку нового). У термінах динамо-теорії це нібито свідчило про відсутність функціональної залежності полоїдального поля BP у кінці циклів від тороїдального поля BT у максимумі циклів. Виявлено, що α-ефект Бебкока–Лейтона, який визначається кутами нахилу біполярних магнітних областей, турбулентною дифузією і меридіональною циркуляцією, зумовлює регенерацію полоїдального поля, і йому властиві випадкові флуктуації в часі і просторі. Кардинально інша ситуація після запровадження параметра магнітної потужності циклу, який представляє собою добуток площі всіх плям циклу на кути нахилу біполярних магнітних областей. При спільному засвоєнні (асиміляції) площі плям, відстані між зваженими центрами протилежних магнітних полярностей і кутів нахилу відновлюється функціональна залежність полярних магнітних потоків (які служать індикатором полоїдального поля BP) від асимільованого параметра магнітної потужності сонячних плям (який характеризує відносну інтенсивність тороїдального поля BT). У межах αΩ-динамо це свідчить про те, що поверхневий α-ефект Бебкока–Лейтона зумовлює генерацію нового полоїдального магнітного поля, а асимільований параметр магнітної потужності плям є невід’ємною компонентою майбутніх прогнозів активності сонячних циклів на основі моделей динамо.

Ключові слова
Сонце, турбулентність, магнітні поля, сонячні плями, цикли активності, динамо-модель, прогнози сонячної активності

Full text PDF

DOI: https://doi.org/10.17721/BTSNUA.2017.55.22-29