Солнце ведет себя как солнце

Астрофизики из Канады, Франции и Бразилии выяснили, что магнитное поле Солнца меняется каждые 11 лет из-за особенностей циркулирования плазменных потоков внутри звезды, подчиняющихся законам, по которых функционируют и другие звезды солнечного типа.

Визуализация турбулентных потоков внутри Солнца.Визуализация турбулентных потоков внутри Солнца.
Синие — потоки «внутрь», красные — «наружу»
Скриншот видео / University of Montréal

Солнце, как и другие звезды, обладает магнитным полем, которое создается за счет движения проводящей плазмы внутри него. Этот эффект — самогенерация магнитного поля при определенном движении проводящей жидкости (в данном случае — плазмы) — в физике называется магнитным динамо. Каждые 11 лет на Солнце происходит магнитная инверсия (то есть магнитный «юг» и «север» меняются местами), что вредит электронике на Земле. У других звезд солнечного типа тоже есть подобные магнитные циклы, но другой периодичности. Коллектив ученых решил выяснить, почему солнечный цикл именно такой и можно ли на его основании причислять солнце к звездам солнечного типа.

Для этого астрофизики создали компьютерную 3D-симуляцию процессов внутри Солнца, основанную на модели ab initio, то есть такой модели, которая исходит из базовых принципов физики, без привлечения дополнительных параметров.

Ученые зафиксировали обратную реакцию между магнитным полем звезды и потоками плазмы, которые его продуцируют. Это значит, что потоки внутри солнца и магнитное поле взаимосвязаны и поддерживают друг друга.

Плазма солнца производит два типа движений, производящих магнитное поле: крупномасштабные потоки и так называемая мелкомасштабная турбулентность, то есть хаотичные движения плазмы разной длины и длящиеся разное время. Они расположены во внешней сферической оболочке Солнца, на расстоянии 0,7 солнечного радиуса до поверхности. Эти потоки движутся как по параллелям, так и по меридианам солнца. Периоды этого движения в конечном счете и формируют магнитные периоды Солнца. На эффективность же нелинейной передачи энергии между крупномасштабными потоками и магнитным полем влияет само вращение Солнца.

«Мы находим, что период магнитного цикла обратно пропорционален числу Россби, которое количественно определяет влияние вращения звезды на турбулентную конвекцию. Тенденция опирается на фундаментальный нелинейный динамо-процесс и совместима с циклом Солнца и с другими звездами солнечного типа», — заключили ученые.

Подобная зависимость между магнитным циклом и числом Россби характерна и для других звезд солнечного типа. Таким образом, ученые подтвердили, что и Солнце — звезда солнечного типа.

Исследование опубликовано в журнале Science
Источник: chrdk.ru

Метки , . Закладка постоянная ссылка.

One Response to Солнце ведет себя как солнце

  1. Влад Менбек говорит:

    СОЛНЦЕ

    Давно разработаны процессы термоядерного синтеза в недрах звезд. Обратим внимание на ближайшую звезду – СОЛНЦЕ. Существует много вопросов без ответов. Почему не взрывается сразу весь водород в ядре, а горит постепенно?

    Почему существуют циклы сильной и слабой активности Солнца? Почему у Солнца такое мощное магнитное поле? Почему на экваторе Солнца атмосфера вращается быстрее, чем на полюсах? Почему у Солнца есть аномальная корона? Почему Солнце относительно спокойная и долгоживущая звезда? И еще много других вопросов.

    Наблюдая за окружающим миром каждый человек понимает, что ходить по канату в цирке сложнее, чем по дороге. Еще сложнее удержать равновесие на острие ножа или на кончике ножа. Но именно так даются исследователями процессы происходящие в недрах Солнца.

    Гравитация стремится сжать вещество Солнца в точку, а тепловое и фотонное давление из недр сдерживает этот процесс. Очень шаткое равновесие – на кончике ножа. Оно не может длиться миллиарды лет. А Солнце, как многие звезды, очень устойчиво и стабильно. Это основное противоречие у звезд законам природы.

    Известно, что все устойчивые образования в мире имеют крепкие ядра. Ядрами частиц являются кварки. Атомы имеют ядра. Ядра есть у планет, у галактик. Звезды, которые долго существуют, подобно Солнцу, должны иметь ядра. Какие же ядра могут быть у этих звезд?

    В начале времен появились первые звезды. Они были гигантами, были очень массивными. Во много раз больше, чем Солнце. Их жизнь длилась недолго, всего несколько миллионов лет. Существующая модель вселенной говорит, что первые звезды окончили существование взрывом сверхновой. Так же исследователи подозревают, что первых звезд было две волны. Наше Солнце – звезда третьего поколения.

    Что происходит во время взрыва сверхновой звезды? Водород и гелий в недрах массивной звезды сгорает и ядро сжимается (коллапс). Внешняя оболочка сбрасывается и разлетается в окружающее пространство. Чаще всего ядро сверхновой превращается в нейтронную звезду.

    Иногда — в черную дыру. Нейтронная звезда, согласно законам центростремительных сил, начинает быстро вращаться вокруг своей оси. Лучевые выбросы (джеты) с поверхности нейтронных звезд прошивают пространство. И если такой выброс попадает на Солнечную систему, то мы видим в телескопы пульсары.

    За время существования нашей вселенной все звезды взорвались как сверхновые дважды. Значит в нашей вселенной должно быть очень много нейтронных звезд и пульсаров. Пульсаров должно быть не меньше, чем сегодняшних звезд третьего поколения. И выбросы (джеты) очень многих пульсаров должны пересекаться с Солнечной системой.

    Однако со времен ХАББЛА открыто совсем немного нейтронных звезд. Еще меньше мы обнаруживаем пульсары. Куда же исчезли нейтронные звезды? Исследователи предполагают, что нейтронные звезды должны существовать во много раз дольше, чем обычные звезды.

    Как возникли звезды третьего поколения. Сброшенные оболочки сверхновых звезд состоящих их водорода, гелия и других металлов, превратились в облака газа. Скорость движения этих образований составляла несколько тысяч километров в секунду. А плотность: 10 –23 грамма на кубический сантиметр пространства галактики. Нашей галактики Млечный путь.

    Если посчитать объем диска галактики с радиусом в 10 23 сантиметра и толщиной в 10 21 сантиметра, то получим 10 67 кубических сантиметров. Разделив предполагаемую массу нашей галактики 10 44 грамм на объем, получим среднюю плотность вещества в 10 –23 грамм на кубический сантиметр.

    Можно сказать, что в одном кубическом сантиметре облаков от сверхновых содержится около 10 протонов, или 2-3 ядер гелия. А ядра тяжелых металлов можно найти лишь по одному в одном кубическом метре. Двигаясь, со скоростью несколько тысяч километров в секунду, облака сталкивались и пересекались. Мягко сказано – сталкивались.

    Если в одном кубическом сантиметре пространства находится около 10 протонов, проблематично предполагать, что они могут найти друг друга, чтобы столкнуться, и затормозить. Скорее всего облака прошивали друг друга насквозь и даже глубже. И расходились в разные стороны.

    Гравитация 10 протонов, с радиусом в 10 -13 сантиметра, в одном кубическом сантиметре мизерная. Электрические силы не больше гравитации. Так что же остановило и создало из облаков протозвездные и протопланетные образования.

    Гравитационная неустойчивость, при такой скорости облаков, не работает. Для образования протозвездных и протопланетных зародышей необходим был КЕРН. И не один. И они были, керны. Это нейтронные звезды.

    Гравитация нейтронных звезд тормозила облака вещества, а магнитные силы закручивали их спиралью вокруг нейтронки. Далее все происходило почти так, как когда-то предсказал ШМИДТ. С планетами ясно, но вот звезды рождались немного не так.

    В недрах нашего Солнца находится нейтронка, с массой в 2/3 от массы Солнца. Остальная масса в атмосфере звезды. Между атмосферой Солнца и нейтронкой существует пространство с радиусом ~150 тысяч километров. Нейтронка, с радиусом в 20-30 километров, обладая сильной гравитацией и сильным магнитным зарядом, разгоняет потоки, реки и ручейки ионов и частиц вокруг себя.

    При температуре, несколько миллионов градусов, созданной давлением атмосферы, атомы вещества распались на частицы. Потоки, реки и ручейки частиц сталкиваются и эта энергия порождает синтез новых ядер. Это поддерживает температуру и греет атмосферу Солнца. Ну а процесс выхода энергии наружу и падение температуры до 5600 градусов на поверхности, уже просчитан.

    Нейтронная звезда в недрах Солнца очень старая. Она делает один оборот ~160 минут. Это астрономы уже заметили. Процессия оси ее вращения происходит раз в ~11-22 года. Магнитные силы нейтронки вырываются на поверхность и даже в корону. Именно поэтому Солнце, и подобные звезды, — стабильные.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *