Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія, №. 57, c. 31-41 (2018)

РОЛЬ КОНВЕКТИВНОЇ ЗОНИ У ЗБУДЖЕННІ МАГНІТНОЇ АКТИВНОСТІ СОНЦЯ

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


Абстракт

Проаналізовано джерела енергії сонячної активності. Первісним джерелом сонячної енергії служить ядро Сонця,де внаслідок реакцій термоядерного синтезу виділяється енергія у формі γ-квантiв i частинок нейтрино, які поширюються назовні. При наближенні до поверхні стрімко зменшується температура і водночас зростає непрозорість речовини променистої зони, внаслідок чого на відстані від поверхні близько 0,3 радіуса Сонця створюються умови для збудження конвективного перенесення енергії. Вище цієї межі лежить шар, який називають конвективною зоною. Існування і локалізацію конвективної зони Сонця визначають двома причинами: перша – структурний (променистий) градієнт температури збільшується через зростання непрозорості при падінні температури; друга – адіабатичний градієнт температури спливаючих елементів зменшує свою величину в зонах часткової іонізації водню і гелію.
Саме конвективна зона відіграє роль полігону, де зароджуються основні процеси, відповідальні за циклічні вияви активності Сонця. Разом із тим, частина конвективного потоку енергії, що йде із надр Сонця, накопичується i переноситься назовні в “магнітній формі”. Специфічність магнітного перенесення енергії виявляється в циклічних змінах більшості породжуваних магнітними полями явищ, які прийнято називати магнітною активністю Сонця. Основним механізмом, що забезпечує циклічний характер коливань магнітної активності, є турбулентне динамо, локалізоване в конвективній зоні.
Найсприятливішим місцем для генерації тороїдального магнітного поля, від якого залежить інтенсивність плямоутворення, служать глибинні шари поблизу дна конвективної зони, що охоплюють шар проникної конвекції (конвективний овершут) і тахоклін. В овершуті створюються необхідні умови для формування шару тривалого утримання магнітних полів, тоді як у тахокліні внаслідок різкого спадання кутової швидкості у присутності слабкого полоїдального поля ефективно генерується потужне тороїдальне поле, Паркерівська плавучість цього поля з часом переважає ефекти антиплавучості, внаслідок чого поле зрештою підіймається на поверхню і формує тим самим біполярні групи сонячних плям. Важливим чинником глибинних шарів служить також спрямована до екватору меридіональна течія, яка в межах моделі гідромагнітного динамо забезпечує міграцію тороїдальних полів від високих широт до низьких. Відзначено останні дослідження автора про роль глибинних шарів сонячної конвективної зони у поясненні спостереженого явища подвійних максимумів циклу сонячних плям.

 Ключові слова
Сонце, термоядерний синтез, випромінювання, конвекція, магнітна енергія, сонячна активність,
овершут, тахоклін, магнітна плавучість, меридіональна циркуляція, турбулентне динамо, магнітний цикл

Full text PDF

DOI: https://doi.org/10.17721/BTSNUA.2018.57.610