Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, magnit maydon Quyoshning ichida to'g'ridan-to'g'ri quyosh yuzasi (fotosfera) ostida joylashgan konvektiv zonasida hosil bo'ladi. Quyoshda sodir bo'ladigan jarayonlar dinamikasida magnit maydonning roli juda katta. Ko'rinishidan, bu quyosh atmosferasida sodir bo'ladigan barcha faol hodisalarning, shu jumladan quyosh chaqnashlarining kalitidir. Aytishimiz mumkinki, agar Quyosh magnit maydoniga ega bo'lmaganida, u juda zerikarli yulduz bo'lar edi.
Quyoshda kuzatilgan ko'plab jismlar ham kelib chiqishi magnit maydoniga bog'liq. Misol uchun, quyosh dog'lari - bu Quyoshning ichki qismidan paydo bo'ladigan ulkan magnit halqalarning quyosh yuzasiga kirib boradigan joylari. Aynan shuning uchun quyosh dog'lari guruhlari, qoida tariqasida, turli magnit qutbli ikkita mintaqadan iborat - shimoliy va janubiy. Bu ikki hudud suzuvchi oqim trubasining qarama-qarshi asoslariga mos keladi. Quyosh faolligi tsikli, shuningdek, quyosh ichki qismida sodir bo'ladigan magnit maydondagi tsiklik o'zgarishlarning natijasidir. Quyosh yuzasi ustidagi bo'shliqda suzayotgandek ko'rinadigan ko'rinishlar, aslida ular kirib boradigan magnit maydon chiziqlari bilan quvvatlanadi. Va nihoyat, tojda kuzatilgan ko'plab ob'ektlar, xususan, oqimlar va halqalar, ularni o'rab turgan magnit maydonlarning topologiyasini o'z shaklida takrorlaydi.
Magnit maydon o'lchovlari
Magnit maydon unga kiradigan zaryadlangan zarralarning harakatiga ta'sir qiladi. Shuning uchun ham har qanday atomni tashkil etuvchi, yadro atrofida bir yo`nalishda aylanayotgan elektronlar magnit maydonga joylashtirilganda o`z energiyasini oshiradi, boshqa yo`nalishda aylanayotgan elektronlar esa energiyasini kamaytiradi. Bu ta'sir (Zeeman effekti) atomning emissiya chiziqlarini bir necha komponentlarga bo'linishiga olib keladi. Ushbu bo'linishni o'lchash bizdan uzoqda joylashgan Quyosh kabi to'g'ridan-to'g'ri o'rganish mumkin bo'lmagan ob'ektlardagi magnit maydonning kattaligi va yo'nalishini aniqlash imkonini beradi. Zamonaviy o'lchash usullari quyosh yuzasidagi maydonni yuqori aniqlik bilan aniqlash imkonini beradi, lekin quyosh tojidagi uch o'lchovli maydonni o'lchashda ko'pincha kuchsizdir. Bunday holda, sirt o'lchovlaridan maydonning to'liq uch o'lchovli rasmini qayta tiklash uchun maxsus matematik usullar qo'llaniladi.
Kosmik ob-havo bashorati
Quyosh magnit maydonining tabiatini va uning xatti-harakatlarini tushunish kosmik ob-havoni yanada ishonchli bashorat qilish imkonini beradi. Hozirgi vaqtda faol mintaqada olov paydo bo'lishi mumkinligini ko'rsatadigan ba'zi bilvosita belgilar mavjud. Biroq, kelajakdagi quyosh tsiklining davomiyligini bashorat qilish kabi uzoq muddatli bashoratlar hali ham o'ta noto'g'ri va qat'iy jismoniy modellarga emas, balki turli xil empirik bog'liqliklarni qidirishga asoslangan. Biroq, umid qilamizki, yaqin kelajakda biz Quyoshni uning kelajakdagi faolligini modellashtirish va Yerdagi ob-havoni hozir bashorat qilgandek, kosmik ob-havoni bashorat qilish uchun etarlicha yaxshi tushuna olamiz.
Quyosh va yulduzlarning magnit maydonlari
Magn. dalalar, aftidan, barcha yulduzlarda mavjud. Birinchi marta mag. maydon bizga eng yaqin yulduz - Quyoshda 1908 yilda Amer tomonidan kashf etilgan. astronom J. Xeyl, Zeemanning bo'linish spektrini o'lchagan. quyosh dog'laridagi chiziqlar (qarang). Zamonaviyga ko'ra o'lchovlar, maks. magnit kuchlanish nuqta maydonlari 4000 E. Dog'lardagi maydon umumiy azimutal magnit maydonining ko'rinishidir. Quyoshning shimoliy va janubiy yarimsharlarida maydon chiziqlari turli yo'nalishlarga ega bo'lgan quyosh maydonlari (1-rasm). 1953 yilda Amer. astronom X.V. Babkok quyosh magnitining ancha zaif dipol komponentini topdi. dalalar (~1 Oe) mag bilan. Quyoshning aylanish o'qi bo'ylab yo'naltirilgan moment (2-rasm). 70-yillarda 20-asr Quyosh magnitining aksimetrik bo'lmagan keng ko'lamli komponentining intensivligi bo'yicha taxminan bir xil zaiflikni aniqlashga muvaffaq bo'ldi. dalalar. U o'zini sayyoralararo magnit bilan bog'laganini ko'rdi. turli bo'shliqlarda radial komponentlarning turli yo'nalishlariga ega bo'lgan maydon. sektorlar (qarang), bu Quyoshdagi to'rt qutbga to'g'ri keladi, uning o'qi quyosh ekvatori tekisligida joylashgan (3-rasm). Dipolga mos keladigan ikki sektorli struktura ham kuzatildi. Umuman olganda, katta hajmdagi mag. Quyosh maydoni juda murakkab ko'rinadi. Kichik miqyosda yanada murakkab dala strukturasi kashf qilindi. Kuzatishlar 2000 Oe gacha bo'lgan kichik o'lchamdagi igna o'xshash maydonlarning mavjudligini ko'rsatadi. maydonlar, shuningdek, Quyosh yuzasida kuzatilgan konvektiv hujayralar bilan bog'liq (qarang). Magn. Quyoshning maydoni o'zgarishsiz qolmaydi. Eksensimetrik keng ko'lamli maydon taxminan bir davr bilan kvazi-davriy ravishda o'zgarib turadi. 22 yosh (). Bunday holda, har 11 yilda dipol komponentining teskari o'zgarishi va azimutal maydon yo'nalishining o'zgarishi sodir bo'ladi. Maydonning aksimetrik bo'lmagan sektor komponenti taxminan o'zgaradi. Quyoshning o'z o'qi atrofida aylanish davri bilan. Kichik o'lchamli mag. maydonlar tartibsiz, tartibsiz o'zgaradi.Magn. maydon Quyoshning muvozanati uchun ahamiyatsiz; muvozanat holati tortishish kuchlari va bosim gradienti muvozanati bilan belgilanadi. Ammo quyosh faolligining barcha ko'rinishlari magnitlanish bilan bog'liq. maydonlar ( , ). Magn. Maydonni yaratish va isitishda hal qiluvchi rol o'ynaydi (millionlab darajagacha). Kosmosda o'tkazilgan kuzatishlar. Skylab stantsiyasi (AQSh, 1973-1974) UV va rentgen nurlarida yoritilganligini ko'rsatdi. diapazonlarda energiya ko'p miqdorda chiqariladi. magnit halqalar bilan aniqlangan mahalliylashtirilgan joylar. dalalar. Boshqa tomondan, radiatsiya sezilarli darajada zaiflashgan joylar () tashqariga ochiq bo'lganlar bilan belgilanadi. kosmik konfiguratsiyalar magnit. elektr uzatish liniyalari. Tez oqimlar shu hududlarda paydo bo'ladi, deb ishoniladi.
Quyoshdan tashqari barcha yulduzlar bizdan shunchalik uzoqdaki, ular nuqta jism sifatida qabul qilinadi. Shuning uchun, to'g'ridan-to'g'ri. Uzoq yulduzlarni kuzatish magnit intensivligini aniqlash imkonini beradi. yulduz yuzasida o'rtacha hisoblangan maydonlar va maydonning konfiguratsiyasi (geometriyasi) haqida ozgina gapiradi. Olis yulduzlardan olingan nisbatan oz miqdordagi yorug'lik Zeeman effekti yordamida faqat etarlicha kuchli magnit maydonlarni aniqlash imkonini beradi. dalalar. Shunday qilib, kuchli (E gacha) maydonlarga ega bo'lgan maxsus yulduzlar guruhini kashf qilish mumkin edi - . Magnit maydonga ega bo'lgan yulduzlar soni. To'g'ridan-to'g'ri Zeeman usuli bilan qayd etilgan maydon kichik (bir necha yuzlab).Magnitning mavjudligi. boshqa yulduzlardagi maydonlarni bilvosita usullar bilan isbotlash mumkin. Asosiy ketma-ketlikdagi yulduzlar xromosferaga ega. O'ndan ortiq bunday yulduzlar uchun xromosferadagi Ca chiziqlari intensivligidagi o'zgarishlarni kuzatish orqali yulduz aylanishini (quyosh aylanishiga o'xshash) kuzatish mumkin edi. Yulduzlar (masalan, BY Draconis) topilgan va o'rganilgan, ularning yuzasi 20-30% dog'lar bilan qoplangan. Quyosh dog'lari sirtning 2% dan ko'p bo'lmagan qismini qoplaydi. NEAO-2 stansiyasidan (1980, AQSH) oʻtkazilgan rentgen nurlari kuzatuvlari eng issiq 0 va B yulduzlaridan tortib K sinfidagi sovuq mittilargacha boʻlgan turli spektrli yulduzlarning koʻp sonli issiq tojlarini aniqlash imkonini berdi. , M. Quyoshdagi hamma narsadan beri Shu kabi hodisalar magnitlanish mavjudligi bilan bog'liq. maydonlar, bu faktlar magnit maydonlar mavjudligining dalili sifatida qaralishi mumkin. boshqa yulduzlardagi maydonlar. Maydonlarning intensivligi va geometriyasi, albatta, faqat bilvosita baholanishi mumkin. Biroq, Boo (G 8) yulduzi ma'lum, buning uchun yuqorida sanab o'tilgan bilvosita dalillar bilan bir qatorda maydon (E) ham bevosita Zeeman effektidan qayd etilgan. Bu bizni yulduzlarning magnitlanishi haqidagi umumiy xulosaning to'g'riligiga ishontiradi.
Juda kuchli magnitlar. Korpusda joylashgan bir qator yulduzlar nolga ega. evolyutsiya bosqichlari. Ba'zilar uchun, ularning uzluksiz nurlanishining dumaloq qutblanishini kuzatish shuni ko'rsatadiki, maydon kuchi 10 6 -10 8 Oe ga etadi. maydonlar tez aylanadigan neytron yulduzlar bilan bog'liq -. Pulsar energiyasining manbai neytron yulduzining aylanishidir. Magn. hodisalar maydoni yulduzning aylanish energiyasini zarrachalar va nurlanish energiyasiga aylantiruvchi uzatish zanjiri. Hisob-kitoblarga ko'ra, kuzatilgan effektlarni tushuntirish uchun yulduz yuzasida maydon kuchi ~ 10 12 Oe ga yetishi kerak.
Juda kuchli magnitlar. maydonlar qo'shaloq yulduzlar sistemalarining bir qismi bo'lgan neytron yulduzlarida ham topilgan. Bunga misol qilib, qo'shaloq tizim sifatida ko'rinadigan neytron yulduzini keltirish mumkin. Ionlangan gaz normadan. yulduz neytron yulduzga tushadi. Magn. Neytron yulduzining maydoni sirt yaqinidagi gazni sekinlashtiradi, bu gaz va magnit maydonni taqqoslaydi. bosim o'tkazadi va uni magnit maydonga yo'naltiradi. yulduzning qutblari, u erda gaz nurlanadi. Kuzatishlar kuchli (10 10 -10 13 Oe) maydonga ega modellar tomonidan qondiriladi. Magnitning kattaligiga qarab. maydonlar, gaz oqimi va tizim parametrlari, chiquvchi rentgen nurlari. nurlanish ma'lum bir yo'nalish va qutblanishga ega bo'ladi. Yo'nalish va polarizatsiya naqshlarini o'rganish magnitning kattaligi va geometriyasi haqida xulosa chiqarishga imkon beradi. yulduz maydonlari. Ushbu sohalarni bevosita o'rganish uchun spektrdan foydalaniladi. magnit maydonda elektronlar emissiyasidan kelib chiqadigan chiziqlar (girolinlar). maydon (qarang). Girolin, masalan, rentgen nurida aniqlangan. Her X-1 pulsarining spektri [magn. maydon E]. Manbalar spektrlarida girolinning talqini hodisalarning portlash manbalari ekanligini isbotlash imkonini berdi. magnit zichlikka ega neytron yulduzlar. dalalar 
E.
Ko'rsatganidek, V.L Ginzburg, zaryadsiz mag bo'lmasligi kerak. maydon. Yulduz qulaganda uning mag'zi. dipol momenti va yuqori tartibli momentlar asimptotik tarzda yo'qoladi. Biroq, mag. dalalar qora tuynuklar yaqinida sodir bo'ladigan jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Xususan, mavjud nazariyalarga ko'ra, qo'shaloq yulduz tizimlarida qaysi hodisalarning tarkibiy qismlaridan biri. qora tuynuk, magnit yordamida. maydon, qora tuynukga tushgan gazning burchak momenti o'tkazilishi va shu bilan rentgen nurlarini chiqaradigan disk hosil bo'lishi mumkin. diapazon.
Yulduzlar magnit maydonlari o'tgan yulduzlararo gazdan hosil bo'ladi. maydon. Yulduzlarning kuzatilgan maydonlari asl maydonning siqilish mahsuloti ekanligidan iborat bo'lgan muammoning eng oddiy yechimi (evolyutsion yondashuv) etarli emas. Adiabatik. gazning yo'qotish bilan birga bo'lmagan siqilishi juda kuchli maydonlarga olib keladi, chunki qarang. Oddiy quyosh tipidagi yulduzning zichligi yulduzlararo muhitning zichligidan taxminan kattaroqdir. 10 24 marta. Koeffitsient. adiabatik Bu holda maydonning daromadi 10 16 ga teng, ya'ni. ~ 10 -6 Oe yulduzlararo maydon 10 10 Oe kuchiga ega bo'lgan maydonga aylanadi, bu kuzatishlarga zid keladi. Evolyutsiya. magnitlarning kelib chiqishiga yondashuv. Maydonlar, aftidan, faqat yulduzlarning ayrim turlari uchun amal qiladi (magnit yulduzlar, pulsarlar, ehtimol oq mittilar uchun). Ko'pgina yulduzlar uchun maydon yo'qoladi va xarakterli vaqtlarga nisbatan qisqa vaqt ichida tiklanadi. Bunday tez o'zgarishlarni ohmik dissipatsiya (Joule damping, qarang) yoki evolyutsiya bilan izohlab bo'lmaydi. o'zgarishlar. Ular magnit transformatsiyalar natijasida yuzaga keladi. yulduzlarning yuqori o'tkazuvchan materiyaning harakatlari ta'sirida maydonlar. Maydon eng samarali tarzda bir hil bo'lmagan aylanish va konvektiv harakatlar bilan o'zgaradi (qarang.
To'g'ridan-to'g'ri kuzatishlarni kompyuter modellashtirish bilan birlashtirib, NASA geliofiziklari quyosh tojida plazma harakati modelini yaratdilar, bu bizga quyosh magnit maydonining tabiatini yaxshiroq tushunish imkonini beradi.
Quyosh yuzasi doimo qaynab, raqsga tushadi. Undan uzoqlashayotgan plazma oqimlari egilib, halqalarga aylanadi, siklonlarga aylanadi va quyosh atmosferasining yuqori qatlamlariga - millionlab darajali haroratga ega bo'lgan tojga etib boradi.
Simulyatsiya natijalari. 2011 yilda Quyoshning magnit maydoni qutblar yaqinida ko'proq to'plangan. Bir nechta dog'lar. (NASA Goddard kosmik parvozlar markazi / Bridgmandan olingan rasm)
2014-yilda Quyoshning magnit maydoni yanada chigallashgan va tartibsiz bo‘lib, chaqnashlar va toj massasini chiqarib yuborish uchun sharoit yaratdi. (NASA Goddard kosmik parvozlar markazi / Bridgmandan olingan rasm)
Quyosh yuzasi (rasm http://www.nasa.gov)
Ko'zga ko'rinadigan yorug'likda kuzatilmaydigan bu doimiy harakat birinchi marta 1950-yillarda sezilgan va fiziklar o'shandan beri nima uchun sodir bo'lishini tushunishga harakat qilmoqdalar. Endi Quyoshni tashkil etuvchi materiya elektromagnetizm qonunlariga muvofiq harakat qilishi ma'lum.
Quyoshning magnit maydonini o'rganish orqali biz butun quyosh tizimidagi fazoning tabiatini yaxshiroq tushunishimiz mumkin: u sayyoralararo magnit maydonga va kosmik kemalar harakatlanishi kerak bo'lgan radiatsiyaga, shuningdek, Yerdagi kosmik ob-havoga (auroralar, magnit bo'ronlar) ta'sir qiladi. , va hokazo quyosh chaqnashlariga bog'liq).
Ammo, ko'p yillik tadqiqotlarga qaramay, hali ham quyosh magnit maydonining tabiati haqida yakuniy tushuncha mavjud emas. Quyoshning aylanishi (quyosh dinamosi) va Quyosh markazidagi yadro termoyadroviy issiqlik bilan quvvatlanadigan termal konvektsiya tufayli murakkab traektoriyalar bo'ylab harakatlanadigan zaryadlangan zarrachalarning harakatlaridan kelib chiqadi, deb ishoniladi. Biroq, jarayonning barcha tafsilotlari hali ma'lum emas. Xususan, magnit maydon aynan qayerda yaratilganligi noma'lum: quyosh yuzasiga yaqin joyda, Quyoshning chuqur ichida yoki keng chuqurliklarda.
Ko'rinmas magnit maydonni qanday ko'rish mumkin? Quyosh plazmasining harakatiga ko'ra. Shunday qilib, Quyoshning "magnit hayoti" haqida ko'proq ma'lumot olish uchun NASA olimlari kompyuter simulyatsiyasi natijalari va real vaqtda kuzatuvlar natijasida olingan ma'lumotlarni birlashtirgan holda plazmaning uning toji orqali harakatini tahlil qilishga qaror qilishdi.
Magnit maydon plazmani tashkil etuvchi zaryadlangan zarralar, elektronlar va ionlarning harakatini boshqaradi. Olingan halqalar va boshqa plazma tuzilmalari ekstremal ultrabinafsha diapazonida olingan tasvirlarda yorqin porlaydi. Bundan tashqari, ularning quyosh yuzasida yoki fotosferadagi izlarini magnit maydonlarining kuchi va yo'nalishini o'lchaydigan magnitograf deb nomlangan asbob yordamida juda aniq o'lchash mumkin.
Magnit maydonning kuchini va uning yo'nalishini tavsiflovchi kuzatish natijalari keyinchalik magnit maydonda harakatlanuvchi quyosh plazmasining modeli bilan birlashtiriladi. Ular birgalikda Quyosh tojidagi magnit maydon qanday ko'rinishi va u erda qanday o'zgarishi haqida yaxshi tasavvur beradi.
Maksimal quyosh faolligi davrida magnit maydon juda murakkab shaklga ega bo'lib, hamma joyda faol hududlarni ifodalovchi ko'p sonli kichik tuzilmalar mavjud. Minimal quyosh faolligida maydon zaifroq va qutblarda to'plangan. Dog'siz juda silliq struktura hosil bo'ladi.
NASA materiallari asosida
U erda siz simulyatsiya natijalariga asoslangan animatsiyani ham ko'rishingiz mumkin.
>> Quyoshning magnit maydoni
Sizda .. bormi Quyosh magnit maydoni: fotosuratlar bilan tavsifi va xususiyatlari, Quyosh tizimidagi mavjudligi va roli, quyosh dog'lari va ko'rinishlarining paydo bo'lishi, tadqiqotlar.
Fotosferaning yuqori qatlami (quyosh yuzasi) ostida Quyoshning konvektiv zonasi joylashgan. Uning ichida, zamonaviy olimlar aytganidek, magnit maydon yulduzlar. Quyoshda sodir bo'layotgan jarayonlarda magnit maydon qanchalik muhimligini tasavvur qilib bo'lmaydi. Ehtimol, bu atmosferada sodir bo'ladigan barcha faol hodisalarga, shu jumladan quyosh chaqnashlariga javobdir. Ya'ni, usiz Quyoshni o'rganish insoniyat uchun unchalik qiziq bo'lmaydi.
Quyoshda qayd etilgan deyarli barcha jismlar magnit maydon ta'sirida paydo bo'ladi. Avvalo, bu quyosh chuqurligidan ulkan magnit halqalar paydo bo'ladigan va quyosh sirtini kesib o'tadigan joylardir. Shu sababli, dog'lar odatda shimoliy va janubiy magnit qutblardan iborat. Bu joylar Quyosh chuqurligidan chiqadigan magnit naychaning asoslariga teng. Quyosh faolligi davrlariga Quyoshning ichki qismida sodir bo'ladigan magnit maydonning tsiklik tebranishlari ham ta'sir qiladi. Quyosh yuzasida suzuvchi, go'yo bo'shliqda osilgandek, ular aslida magnit maydonning iplari bilan o'ralgan, unga asoslangan. Shuningdek, biz tez-tez kuzatadigan narsa bu ularni o'rab turgan magnit maydonlar topologiyasi shaklining oddiy takrorlanishi. Bularning barchasini tushunish bizga bugun va boshqa kunlarda Quyoshda qanday magnit vaziyat kutayotganini hisoblash imkonini beradi.
Quyosh magnit maydonini o'lchash usullari
Magnit maydonga kirgan zaryadlangan zarralar uning ta'siri ostida harakat qiladi. Bunda yadro atrofida o'ng tomonga harakatlanayotgan elektronlar magnit maydon ta'sirida o'z energiyasini oshiradi, chap tomonda harakatlanuvchi elektronlar esa mos ravishda kamayadi. Ushbu Zeemen effekti atomning nurlanishini tarkibiy qismlarga ajratadi. Bo'linishning kattaligini o'lchash orqali biz to'g'ridan-to'g'ri o'rganib bo'lmaydigan uzoq jismlarning, masalan, Quyoshning magnit maydonlarining kattaligi va yo'nalishini aniqlash imkoniyatiga egamiz. So'nggi yillardagi o'zgarishlar quyosh yuzasi maydonining kattaligini yuqori aniqlik bilan aniqlash imkonini berdi, ammo ular ko'pincha quyosh tojidagi uch o'lchovli maydonni o'lchashda samarasiz bo'ladi. Bunday holda, matematik usullardan foydalanish yordam beradi.
Quyosh magnit maydonining tabiati va hayotiy faolligini bilish kosmik ob-havo haqida aniq prognozlar qilishga yordam beradi. Yangi faol quyosh chaqnashini kutish hozirgi vaqtda ko'plab bilvosita belgilar bilan aniqlanishi mumkin. Biroq, ilmiy jarayonlarning ushbu bosqichida quyosh tsikllarining vaqti va davomiyligi bo'yicha uzoq muddatli bashoratlar noto'g'riligicha qolmoqda. Ular aniq jismoniy modellarga emas, balki empirik munosabatlarning kelib chiqishiga asoslanadi. Umid qilamizki, yaqin kelajakda Quyoshning xatti-harakati va faolligini juda yaxshi tushuntirib bera oladi va uning faoliyatini to'g'ri modellashtirish orqali Yerdagi ob-havodan yomonroq bo'lmagan kosmik ob-havoni bashorat qilish imkonini beradi. Bugungi kunda yoki istalgan kalendar kunida Quyoshda magnit bo'roni borligi haqida aniq xabar berish allaqachon mumkin bo'lsa-da.
