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差旋層

指数 差旋層

差旋層是內部的輻射層和外面有著較差自轉的對流層之間的過渡區域,他位在太陽半徑外側的三分之一處。非常迅速的轉速變化導致這個地區有很大的切變。對流帶的表面像是一般的流體,有著極區轉得較慢,赤道轉得較快的較差自轉。內部的輻射帶展現出固體的轉動,可能是因為化石場,通過內部的自轉速率大約等同於中緯度的自轉速率,級旋轉速率介於較慢的級區和較快的赤道之間的速率。來自日震學的最近結果指出,差旋層位於0.7太陽半徑處 (從核心量起,表面是1太陽半徑),厚度是0.04太陽半徑。這意味著有很大的剪切剖面,這是一種可以形成很大規模磁場的方法。差旋層的幾何和寬度在太陽發電機的模型中扮演著重要的角色,經由重疊纏繞微弱的極向場可以創造出非常強大的環形場。差旋層這個專門術語是愛德華·史派格和Jean-Paul Zahn在1992年的一篇論文中新創的,類比於海洋學的溫躍層。.

5 关系: 太陽發電機剪應力輻射層較差自轉日震學

太陽發電機

太陽發電機(Solar dynamo)是太陽磁場引起的物理過程。太陽像許多其它天體,如地球一樣,是整體被磁場滲透的偶極體。依據安培定律,偶極場是電流在恆星內部深處成片狀流動導致的,電流因為太陽在不同層次以不同速率轉動,並且太陽也是很好的導電體(遵循磁流體動力學),而形成片狀(物質的延展)。.

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剪應力

剪應力是應力的一種,定義為單位面積上所承受的力,且力的方向與受力面的法线方向正交。公式記為 \tau_.

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輻射層

輻射層是恆星內部經由輻射而不是對流的手段向外傳遞能量的區域,能量以電磁輻射,像是光子,的形式穿越輻射層。在太陽內部,輻射層位於太陽核心和對流層之間,從0.2至0.71太陽半徑的區間。 物質在輻射層有很高的密度,光子只能自由旅行很短的距離,就會被吸收或散射成另一個粒子,在這個過程中並且會逐漸轉移成較長的波長。由於這個原因,從太陽核心區域離開的γ射線平均要171,000年才能穿越輻射區。在這個範圍內,電漿的溫度從核心的1,500萬K下降,抵達對流層底部時大約是150萬K。 在輻射層內,溫度梯度 ─溫度(T)變化是半徑(r)的函數─ 由下式給出: 此處,κ(r)是不透明度,ρ(r)是物質密度,L(r)是亮度,和σ是斯特藩-玻爾兹曼常數。因此,不透明度(κ)和輻射通量(L)再恆星給定的區域內是決定輻射是如何有效的擴散和運送能量的因素。高不透明度或高亮度會造成高的溫度梯度,這是能量流動緩慢的結果。在傳輸能量上,對流層會比輻射層更有效率的擴散能量,從而創造出一個更低的溫度梯度,並成為對流層。 對主序星 ─以氫核心的核融合產生能量的恆星,輻射層的位置取決於恆星的質量。質量低於0.3太陽質量的主序星,整個都是對流層,意思是它們並沒有輻射層。從0.3至1.2太陽質量,圍繞著核心區域的是輻射層,上面覆蓋著差旋層,將它與對流層分隔開來。輻射層的半徑是質量的函數,半徑只會隨著質量增加而增加,大約1.2太陽質量的恆星,整顆幾乎都是輻射層。超過1.2太陽質量的恆星,核心區域會成為對流層,在上面覆蓋著輻射層,在對流層的質量會隨著恆星的總質量的增加而增加。.

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較差自轉

較差自轉,又名差動自轉。是指一个天体在自转时不同部位的角速度互不相同的现象。較差自轉在大多数非固体的天体中存在,比如星系、恒星、巨型气体行星等等;太陽系內則在太陽、木星和土星的表面出現。.

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日震學

日震學(Helioseismology)是研究波振盪,特別是聲波壓力,在太陽上的傳播。不同於地球的地震波,太陽的波幾乎沒有剪力的成份 (S波)。太陽壓力波被認為是接近太陽表面的對流層中的湍流生成的。有些頻率被建設性的干涉放大,換言之,太陽振盪的環像是一個鐘,聲波傳輸到太陽更表面的光球層,這是從太陽中心的核融合輻射出的能量經由吸收生成可見光,離開太陽表面的區域。這些振盪幾乎在任何時間序列的的太陽影像上都能檢測得到,但觀測到最好的影像是測量都卜勒位移的光球吸收譜線。經由太陽振盪波的傳播的變化,揭露了太陽內部的結構,並讓天文物理學家發展出太陽內部剖面極為詳細的設定條件。 日震學可以排除太陽微中子問題是由於太陽內部模型不正確的可能性 日震學揭示的特性包括外側的對流層和內側的輻射層以不同的速度旋轉,這引發太陽發電機產生磁場效應的想法,和在太陽表面對流層下的數千公里有電漿"噴射氣流" (更明確的說,扭轉振盪) 。這些噴射氣流從赤道廣泛的散播,在高緯度地區分解成小旋風的風暴。扭轉振盪是太陽較差自轉時間的變化,它們的交錯影響旋轉快與慢的帶。這是我們在1980年就已經發現的,但到目前為止,還沒有理論能解釋並被普遍的接受,即使它們與太陽週期的密切關係很明顯,一樣有著11年的周期。 日震學也可以用來生成太陽背面的影像,包括從地球看不到的太陽黑子影像。簡單來說,太陽黑子會吸收日震波 。這種太陽黑子的吸收會在太陽黑子的對蹠點上造成震波虧損的影像。為方便太空氣象的預測,從2000年晚期,經由SOHO衛星就有部分太陽背面中央地區的日震影像圖不停的被產生,而從2001年起,全部的背面影像都被生成和進行資料分析。 日震学的名稱源自類似研究地震波以確定地球內部結構的地震学。日震学可以和星震學對照,后者是研究一般恆星振荡的学科。.

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