Sources of solar energy and interplanetary magnetic field
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Sources of solar energy and interplanetary magnetic field
Источники солнечной энергии и межпланетное магнитное поле Джерела сонячної енергiї i мiжпланетне магнiтне поле |
|
| Creator |
Криводубський, В. Н.; Астрономiчна обсерваторiя Київського нацiонального унiверситету iменi Тараса Шевченка, 04053, м. Київ, вул. Обсерваторна, 3 |
|
| Subject |
Sun; radiation; convection; magnetic energy; space weather; corona; solar wind; interplanetary magnetic fields
523.98 Солнце; излучение; конвекция; магнитная энергия; космическая погода; корона; солнечный ветер; межпланетные магнитные поля 523.98 Сонце; випромiнювання; конвекцiя; магнiтна енергiя; космiчна погода; корона; сонячний вiтер; мiжпланетнi магнiтнi поля 523.98 |
|
| Description |
The sources of energy of solar activity are analyzed. The primary source of solar energy is the core of the Sun, whereas a result of the reactions of thermonuclear fusion, energy is released in the form of -quanta and neutrino particlesthat propagate outward. When approaching the surface due to the fall in temperature and the increase in the opacity of the substance, the fully ionized solar plasma, from certain depths, passes into the state of partial ionization. As a result, a Schwarzschild criterion of the emergence of a convective energy transfer due to hydrodynamic motions begins to runat a distance of 0.3 solar radius from the surface. Above this boundary lies a layer of convective turbulence, in whichenergy is transferred mainly by a moving substance, and not by radiation. It is called the convective zone. Ultimately,the part of the radiant energy transferred to the surface gives the opportunity to observe the Sun in different wavelengthranges. While the second part of the upward energy, which is due to convective motions, will manifest itself at the photospheric level in the form of granulation movements of various scales accessible for observation. However, part ofthe flow of energy coming from the interior of the Sun, accumulates and is carried upwards in the “magnetic form”. Animportant specific property of this highly effective mechanism of magnetic energy transfer is its significant variationsin time, which are manifested in cyclic changes of the majority of phenomena generated by magnetic fields, called solaractivity. The specificity of this energy transfer is manifested in the non-stationary flare conversion of magnetic energyinto heat, as well as in the kinetic energy of accelerated particles and macroscopic (coronal) plasma emissions. The roleof the landfill, where the main processes responsible for cyclic manifestations of solar activity originate, is played by the convective zone. In the depths of the convective zone, as a result of the dynamo mechanism, some of the kinetic energy ofthe hydrodynamic motions (differential rotation and gyrotropic turbulent convection) is converted into magnetic energyduring the solar cycle, the reby strengthening the weak magnetic field of the Sun of relic origin. The global magneticfield generated in depths is transferred to the solar surface due to its magnetic buoyancy. Surface magnetic structureschange the state of the Sun’s atmosphere, cause an irregular part of the radiation and serve as a source of powerfulnon-stationary phenomena in the outer atmospheric layers (photosphere, chromosphere and corona). The modern conceptof such phenomena as hot solar corona, solar wind and interplanetary magnetic field that form space weather in theinterplanetary space is reviewed. The contribution of the “Kiev coronal school” of Vsekhsviatskij S.K. to the development of the concept of the dynamic corona of the Sun is noted.
Проанализированы источники энергии солнечной активности. Первичным источником солнечной энергии служит ядро Солнца, где в результате реакций термоядерного синтеза выделяется энергия в форме -квантов и частиц нейтрино, которые распространяются наружу. При приближении к поверхности вследствие падения температуры и роста непрозрачности вещества полностью ионизированная солнечная плазма начиная с определенных глубин переходит в состояние частичной ионизации. В результате этого на расстоянии около 0,3 солнечного радиуса от поверхности начинает выполняться критерий Шварцшильда возникновения конвективного переноса энергии в следствие гидро-динамических движений. Выше этой границы лежит слой конвективной турбулентности, в котором энергия переносится в основном движущимся веществом, а не излучением. Его называют конвективной зоной. В конечном итоге часть перенесенной к поверхности лучистой энергии позволяет наблюдать Солнце в разных диапазонах волн, тогда как вторая часть перенесенной вверх энергии, которая обусловлена конвективными движениями, будет проявляться на фотосферном уровне в виде доступных для наблюдений грануляционных движений различных масштабов. Вместе с тем часть потока энергии, идущей из недр Солнца, накапливается и переносится вверх в «магнитной форме». Важным специфическим свойством этого высокоэффективного механизма магнитного переноса энергии служат его существенные вариации во времени, которые обнаруживаются в циклических изменениях большинства порождаемых магнитными полями явлений, называемых солнечной активностью. Специфичность этого переноса энергии проявляется в нестационарной вспышечной конверсии магнитной энергии в тепло, а также в кинетическую энергию ускоренных частиц и макроскопических (корональных) выбросов плазмы. Роль полигона, где зарождаются основные процессы, ответственные за циклические проявления солнечной активности, играет конвективная зона. В глубинах конвективной зоны в результате механизма динамо некоторая часть кинетической энергии гидродинамических движений (дифференциального вращения и гиротропной турбулентной конвекции) превращается в магнитную энергию в ходе солнечного цикла, усиливая тем самым слабое магнитное поле Солнца реликтового происхожде-ния. Сгенерированное в глубинах глобальное магнитное поле переносится к солнечной поверхности благодаря его магнитной плавучести. Поверхностные магнитные структуры меняют состояние атмосферы Солнца, вызывают нере-гулярную часть излучения и служат источником мощных нестационарных явлений во внешних атмосферных слоях (фотосфере, хромосфере и короне). Сделан обзор современной концепции таких явлений, как горячая солнечная корона, солнечный ветер и межпланетное магнитное поле, которые формируют космическую погоду в межпланетном пространстве. Отмечен вклад «киевской корональной школы» С.К. Всехсвятского в становление концепции динамической короны Солнца. Проаналiзовано джерела енергiї сонячної активностi. Первинним джерелом сонячної енергiї служить ядро Сонця, де в результатi реакцiй термоядерного синтезу видiляється енергiя у формi -квантiв i частинок нейтрино, якi поширюються назовнi. При наближеннi до поверхнi внаслiдок падiння температури i зростання непрозоростi речовини повнiстю iонiзована сонячна плазма починаючи з певних глибин переходить в стан часткової iонiзацiї. В результатi цього на вiдстанi близько 0,3 сонячного радiуса вiд поверхнi починає виконуватися критерiй Шварцшiльда виникнення конвективного перенесення енергiї внаслiдок гiдродинамiчних рухiв. Вище цiєї межi лежить шар конвективної турбулентностi, в якому енергiя переноситься в основному рухомою речовиною, а не випромiнюванням. Його називають конвективною зоною. В кiнцевому пiдсумку частина перенесеної до поверхнi променистої енергiї надає можливiсть спостерiгати Сонце в рiзних дiапазонах хвиль, тодi як друга частина перенесеної догори енергiї, яка зумовлена конвективними рухами, буде проявлятися на фотосферному рiвнi у виглядi доступних для спостережень грануляцiйних рухiв рiзних масштабiв. Разом з тим частина потоку енергiї, що йде iз надр Сонця, накопичується i переноситься догорив «магнiтнiй формi». Важливою специфiчною властивiстю цього високоефективного механiзму магнiтного перенесення енергiї служать його суттєвi варiацiї в часi, що виявляються в циклiчних змiнах бiльшостi породжуваних магнiтними полями явищ, якi прийнято називати сонячною активнiстю. Специфiчнiсть цього перенесення енергiї проявляється в нестацiонарнiй спалаховiй конверсiї магнiтної енергiї в тепло, а також в кiнетичну енергiю прискорених часток i макроскопiчних (корональних) викидiв плазми. Роль полiгона, де заро-джуються основнi процеси, вiдповiдальнi за циклiчнi прояви сонячної активностi, вiдiграє конвективна зона. У глибинах конвективної зони в результатi механiзму динамо деяка частина кiнетичної енергiї гiдродина-мiчних рухiв (диференцiального обертання i гiротропної турбулентної конвекцiї) перетворюється в магнiтну енергiю в ходi сонячного циклу, пiдсилюючи тим самим слабке магнiтне поле Сонця релiктового походження. Згенероване в глибинах глобальне магнiтне поле переноситься до сонячної поверхнi завдяки його магнiтнiй плавучостi. Поверхневi магнiтнi структури змiнюють стан атмосфери Сонця, зумовлюють нерегулярну частину випромiнювання i служать джерелом потужних нестацiонарних явищ в зовнiшнiх атмосферних шарах (фотосферi, хромосферi i коронi). Зроблено огляд сучасної концепцiї таких явищ, як гаряча сонячна корона, сонячний вiтер i мiжпланетне магнiтне поле, якi формують космiчну погоду в мiжпланетному просторi. Вiдзначено внесок «київської корональної школи» С.К. Всехсвятського у становлення концепцiї динамiчної корони Сонця. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2018-12-28
|
|
| Type |
—
|
|
| Format |
application/pdf
application/pdf application/pdf |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ASTRO/article/view/13168
|
|
| Source |
Вісник Астрономічної школи; Том 13, № 2 (2017); 68-80
Astronomical School’s Report; Том 13, № 2 (2017); 68-80 Вестник Астрономической Школы; Том 13, № 2 (2017); 68-80 |
|
| Language |
en
|
|