УДК 523.947-337
Механизм раздельного формирования наблюдаемых явлений солнечной активности в северном и южном полушариях Солнца
Плеханов Пётр Георгиевич – инженер механик, астроном, преподаватель, профессор РАЕ, руководитель Астрономической лаборатории Самарского машиностроительного колледжа в сотрудничестве Самарским университетом.
Аннотация: Обосновывается предположение о том, что в раннем периоде формирования Солнце его магнитосфера была подобна магнитосфере планеты Юпитер (не состоявшаяся звезда). Показано преобразование магнитосферы в механизм генерации слабого поля в недрах Солнца. Формирования магнитосферой конвективной зоны в сформировавшемся Солнце. Приводится схема конвективной зоны Солнца из торов действующего цикла и формирующихся торов следующего цикла противоположной полярности в северном и южном полушариях. Рассматриваются процессы преобразования полоидального поля в тороидальное, его раздельного усиления путем увеличения торов до глобального (максимум активности) и уменьшения (минимум активности) при смещении к экватору. На схеме показана периодичность смены диполя Солнца и смены 11-и и 22-х летних циклов солнечной активности и раскрывается физика Солнца и наблюдаемых явлений солнечной активности.
Ключевые слова: динамо Солнца, раздельное динамо Солнца, солнечная активность, «затравочное» магнитное поле, активные зоны Солнца, противоположной полярности и их глобальные потоки плазмы, циклы солнечной активности, солнечные пятна.
ВВЕДЕНИЕ
В работе [Витинский, 1983] изложена основа активности Солнца, которая заключается в цикличности и активности магнитосферы в недрах Солнца, а период цикла определяет время перераспределения крупномасштабных потоков плазмы «вмороженной» в силовые магнитные линии в недрах Солнца и его конвективной зоне. Проблема наблюдаемых явлений и циклов солнечной активности была поставлена с самого начала исследования Солнца. Солнечная активность во времени определяется циклом в 11 лет (закон Швабе – Вольфа), а в пространстве определяется средней широтой смещения активных зон к экватору (закон Шперера). Смена диполя Солнца и групп солнечных пятен определяется 22-х летним циклом солнечной активности (закон Хейла). Активные области расположены в северном и южном полушариях Солнца. Указаны законы, которые основаны только на наблюдаемых явлениях солнечной активности, а природа их формирования не известна. Существующая Схема биополярных магнитных областей Х.В. Бебкока не объясняют смену циклов солнечной активности, физику открытых законов и смену 11-и и 22-х летних циклов. Сегодня нет единой теории физики смены циклов и не ясен механизм генерации затравочного магнитного поля в недрах Солнца и его усиления.
В статье авторы приводят схему механизма генерации в недрах Солнца слабого магнитного поля и раздельного его усиления в конвективной зоне северного и южного полушарий Солнца. Показаны процессы формирования конвективной зоны и наблюдаемых явлений солнечной активности и физику ее законов.
СХЕМА МЕХАНИЗМА ГЕНЕРАЦИИ
На рисунке 1 показана схема механизма генерации слабого магнитного пояса в недрах Солнца.
Рисунок 1. Механизма генерации слабого магнитного поля.
В механизм генерации слабого магнитного поля входит:
- Плазменный тор
- Ядро Солнца
- Конвективная зона
- Магнитные силовые линии
- Магнитные силовые трубки
- Хромосфера
Схема механизма состоит из силовых линий магнитного поля с вмороженной в них плазмой и соответствует наблюдаемой магнитосфере планеты Юпитер (не состоявшаяся звезда). Химический состав Юпитера полностью соответствует химическому составу Солнца. Открытие мини звезд по размерам чуть больше Юпитеру и газовых экзопланет свидетельствуют о едином процессе формирования газовых гигантов и звезд, в которых наблюдается единая схема магнитосферы.
С увеличением размера и массы Солнца механизм формирует конвективную зону, которая показана на сложной схеме механизма генерации слабого магнитного поля и формирования конвективной зоны, смотри Рис. 2.
Рисунок 2. Схема механизма генерации слабого тока и конвективной зоны Солнца.
На схеме показан механизм генерации слабого магнитного поля, в который входит:
- Механизм генерации
- Конвективная зона, которая состоит из: действующего тора 7 северного полушария, действующего тора 8 южного полушария противоположной полярности; тор 9 следующего цикла северного полушария противоположной полярности тору 7, тор 10 южного полушария противоположной полярности тору 9.
Конвективная зона формируется путем наматывания силовых линий двух петель в каждом полушарии Солнца дифференциальном вращением его атмосферы. Ближние к экватору силовые линии петель полушарий наматываются в зоне экватора и в циклах активности Солнца не участвуют. В циклах активности Солнца участвуют силовые линии петель исходящих из полюсов Солнца См. Рис3.
Рисунок 3. Схема наматывания силовых линий двух петель в северном и южном полушарии Солнца.
Наматывание петель повторяется при раздельном формировании торов следующего цикла в северном и южном полушариях Солнца, что определяет смену 11-И и 22-Х летних циклов солнечной активности.Имеется схема Бебкока с наматыванием одной петли для северного и южного полушарий Солнца, в которой периодичность циклов не работает.
СМЕНА 11-И и 22-Х ЛЕТНИХ ЦИКЛОВ И ДИПОЛЯ В ПОЛУШАРИЯХ СОЛНЦА
Приводятся схема эволюции тора и формирования наблюдаемых процессов в конвективной зоне северного и южного полушарий Солнца действующего цикла «А» солнечной активности и схема следующего цикла «Б» солнечной активности, которые показаны на рисунке 4.
На рисунке показана схема цикл А солнечной активности и схема цикла Б, в которых наблюдается смена действующих торов и смена полярности торов и их солнечных пятен. Показаны зарождающие в полюсах Солнца, малые торы, формирующиеся торы и действующие торы и их эволюция при смещении к экватору. При этом все торы имею разную полярность. Малые торы дифференциальным вращением атмосферы Солнца увеличиваются в размерах и количеством силовых линиях с «вмороженной» плазмой» до глобального при этом их тороидальное магнитное поле так же усиливается до максимума. Далее при приближении к экватору максимум магнитного поля благодаря выброса плазмы (образования солнечных пятен) уменьшается до минимума и нейтрализуются. Наступает период спокойного Солнца, в это время в его полюсах формируется малый тор следующего цикла противоположной полярности. Таким образом, время смещения торов от полюсов Солнца к его к экватору определяет 11-и летний цикл солнечной активности, смены диполя Солнца и смены 22-х летнего цикла. За время эволюции действующих торов в конвективной зоне северного и южного полушарий Солнца формируются наблюдаемые явления солнечной активности. Смена диполя происходит в период максимума активности Солнца, а смена 11- и летних циклов связано с сменой тора действующего цикла на тор следующего цикла.
Рисунок 4. Схема раздельной динамо-модели солнечной активности.
1 – Фотосфера; 2 – хромосфера; 3 – корона; 4 – вид натяжения и наматывания силовых магнитных линий действующего цикла в конвективной зоне под фотосферой Солнца; 5 – вид зарождения, силовых магнитных линий следующего цикла солнечной активности; 6 – полярность солнечных пятен в северном полушарии Солнца; 7 – полярность солнечных пятен в южном полушарии Солнца.
За время активной эволюции глобальные торы плазмы в конвективной зоне северного и южного полушарий Солнца смещаются к экватору. В зоне экватора торы уменьшаются до минимума, затухают и нейтрализуются. Параметры глобальных торов в полушариях Солнца и время их эволюция определяют характер каждого цикла и уровень активности Солнца и наблюдаемых явлений. Смена торов и количество пятен определяет уровень солнечной активности и смену 11-и летнего цикла (закон Швабе-Вольфа). Смещение плазменного тора к экватору определяется наблюдением смещения зоны образования пятен к экватору (закон Шперера). Смена тора разной полярности определяет сменой диполя и 22- летних циклов полярности определяет смену диполя и полярности солнечных пятен (закон Дж. Хэйла).
НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ
- Отличительные по форме, параметрам и времени активных зон наблюдаемые в северном и южном полушариях Солнца подтверждает предлагаемую схему раздельного динамо-солнца.
- Модель механизма раздельного динамо солнечной активности и смены ее циклов в полушариях Солнца имеет научное значение и является новым направлением исследования физики Солнца и его активности.
- Предлагаемая в статье модель механизма обладает большей вероятностью существования и объяснения физики законов: Швабе-Вольфа, Щперера и Дж.Хейла.
Продолжением исследования механизма солнечной активности числовым и компьютерным моделированием, математическим обоснованием его схемы можем раскрыть новые направления исследования физики Солнца и предсказывать наблюдаемые явления солнечной активности.
Список литературы
- Витинский Ю.И. Солнечная активность – М.: Наука, 1983.
- Гибсон Э. Спокойное Солнце М.: Мир, 1977.
- Герельс Т. Юпитер -М.: Мир, 1976.
- Каплан С.А. Физика звезд – М.: Наука, 1977.
- Миттон С. Дневная звезда Пер. с англ. - М.: Мир, 1984 –208 с.
- Плеханов П.Г. Предпосылки существования центрального тора в недрах Солнца. Доклады 53-ей межвузовской научной конференции СГПУ, 1999, Стр.69-72.
- Плеханов П.Г. Научная гипотеза о существовании механизма генерации затравочного магнитного поля, его усиления в конвективной зоне и смены 11-и и 22-х циклов Солнечной активности Заявка в РАЕН - 2011.
- Северный А.Б. Некоторые проблемы физики Солнца – М.: Наука.
- Таблица Г.М. Рудницкого, журнал «Земля и Вселенная» (2005 № 3, 4, 2006 № 5,6, 2008 № 1.2 и 2011 № 3).