引言
太阳活动是一个剧烈快速地能量释放过程,这些能量的来源和释放与太阳上复杂的磁场脱不开关系。那么太阳黑子的磁场是什么样的?
统计规律
除了“蝴蝶图”之外,许多学者都从太阳黑子的记录中发现了一些规律。最明显的就是太阳黑子总是成对出现,我们把靠近赤道的称为前导黑子,离赤道较远的称为后随黑子,并且前导黑子与后随黑子的磁极性总是相反的。
1.每个太阳半球的前导黑子极性在11年内都是相同的。
2.南北半球的前导黑子的极性相反(Hale定律)。
3.前导黑子与后随黑子之间连线与赤道的夹角范围是0°到15°(Joy定律)。
Spörer总结了黑子在一个太阳极性反转周期内的演化。首先大部分的黑子对都在高纬地区形成,随着时间的推移,黑子对的平均纬度逐渐向赤道移动。当大部分黑子都接近赤道时,已经过了半个极性反转周期(11年左右),太阳极性反转了一次,并且高纬地区又出现新的黑子对,这对黑子的前导黑子与赤道处的前导黑子极性相反。交接时期大约会持续两年左右,在这段时间内,赤道的黑子对消失,高纬黑子向低纬移动,移动到赤道后,太阳极性再次反转,完成整个极性反转周期。
黑子的磁结构
随着对太阳黑子和磁场研究的深入,人们也慢慢提出来理想的黑子的结构。目前认为,太阳黑子是太阳内部发电机产生的磁场逐渐浮出太阳表面,在太阳大气中形成拱形(Ω形)的磁场,黑子对应着拱形磁场的足点(与太阳表面接触的位置)。
对于单个黑子,黑子中间的磁力线几乎垂直于太阳表面。在黑子的边缘(半影),磁力线比较倾斜,太阳表面上磁场压强远大于气体压强,等离子体沿磁力线运动,所以半影中的“流动”轨迹也对应着下图中黑子边缘的磁力线。
大家可以想一下磁场的能量怎么才能转变成粒子的能量?
图懒无源,侵删致歉!
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