太阳磁场模型揭晓

利兹大学和芝加哥大学的最新研究揭示了太阳磁场的模型。

中型（C级）耀斑发出火花，一条长而长的磁丝从太阳中爆发，产生了SDO所见过的最好的节目之一（2012年8月31日）。在极紫外光的304埃波长中观察，细丝束向外拉伸，直到最终断裂并向左移动。9月3日，从这次喷发中产生的一些粒子确实以一击之差击中了地球，产生了一些美丽的极光。该视频片段涵盖了四个小时的活动。

利兹大学和芝加哥大学的研究人员发现了产生太阳等天体物理磁场背后的重要机制。

自18世纪以来，科学家们就知道太阳在11年的周期中经常在高和低太阳活动周期之间振荡，但无法完全解释该周期是如何产生的。

在“信息时代”，了解太阳的磁活动变得越来越重要，因为正是太阳磁场的变化才导致“太空天气”现象，包括太阳耀斑和日冕物质抛射。当这种天气朝地球方向前进时，可能会损坏卫星，危及国际空间站上的宇航员，并导致地面电网中断。

这项发表在《自然》杂志上的研究解释了这些大范围磁场的周期性是如何出现的，从而为控制大型天体的流体和电磁的数学方程式提供了解决方案。

该机制被称为发电机，建立在1950年代首次提出的简化方程组的解上，该方程组可以解释规则的振荡，但是当应用于具有高电导率的物体时似乎会分解。该机制考虑了构成太阳的电离气体（称为等离子体）的质量运动的“剪切”效应。更重要的是，它在与天体物理有关的极限参数范围内做到了这一点。

“以前，大型，高导电性物体（如太阳）的动力会因磁场的小范围波动而淹没。在这里，我们展示了一种涉及剪切流的新机制，该机制可以抑制这些小尺度的变化，从而揭示占主导地位的大尺度模式”，利兹大学数学学院的史蒂夫·托比亚斯教授说。该研究的作者。

而且，该机制可用于描述具有大范围磁场的其他大型旋转天文物体，例如星系。

该发电机是通过使用位于利兹大学的高性能计算设备进行仿真而开发的。

“花费了50年时间和庞大的超级计算机的事实表明，发电机过程确实非常复杂。”芝加哥大学天文学与天体物理学系的Fausto Cattaneo教授说。

自古以来就已经知道太阳上存在斑点，并在16世纪伽利略（Galileo）发明了望远镜之后对其进行了进一步分析。但是，直到18世纪才发现它们具有周期性的活动性，即活跃期（很多黑子）和活跃期（很少的黑子）。在20世纪初，人们认识到这些黑子是太阳磁场的结果。从那时起，人们一直在努力研究导致黑子形成的过程及其周期性行为的起源。

S.M.的高磁雷诺数的剪切驱动发电机波Tobias和F.Cattaneo于2013年5月23日发表在《自然》杂志上。

这项工作得到了科学技术设施委员会（STFC）和美国国家科学基金会赞助的芝加哥大学电磁自组织中心的部分支持。

出版物：S. M. Tobias和F. Cattaneo，“高雷诺数的剪切驱动发电机波”，《自然》 497，463-465（2013年5月23日）； doi：10.1038 / nature12177

图像：美国宇航局太阳动力学天文台