Вісник Астрономічної школи, 2014, том 10, № 1, с. 20–30

https://doi.org/10.18372/2411-6602.10.1020
Завантажити PDF
УДК 523.98

Походження і генерація магнітних полів небесних тіл

Криводубський В.Н.

Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Реферат

Зроблено огляд механізмів збудження космічних магнітних полів. Відзначено, що спіральні турбулентні рухи в замагніченій плазмі приводять до збудження «турбулентного» електричного поля, паралельного до крупномасштабного магнітного поля (альфа-ефект). Підкреслено, що саме α-ефект в рамках моделей магнітного турбулентного динамо відкриває прямий шлях до пояснення космічного магнетизму. Проаналізовано досягнення і проблеми моделі αΩ-динамо циклічності магнітної активності Сонця. Зазначено, що при врахуванні нелінійних ефектів турбулентної плазми і останніх даних геліосейсмологічних експериментів можна зняти значну частину ускладнень моделі турбулентного αΩ-динамо сонячних магнітних циклів.

Ключові слова: магнитные поля; турбулентность; механизмы возбуждения космического магнетизма; модель магнитного динамо солнечного цикла

Перелік посилань

  1. Hale G.E. On the probable existence of a magnetic field in sun-spots // Astrophys. J. – 1908. – 28. – P.315–343. https://doi.org/10.1086/141602
  2. Hale G.E., Nicolson S.B. Magnetic observations of sunspots, 1917–1924, Part I // Pul. Carnegie Inst. – № 438.
  3. Григорьев В.М., Пещеров В.С., Осак Б.В. Измерение фонового магнитного поля Солнца в Саянской солнечной обсерватории // В сб.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. – М.: Наука, 1983. – Вып. 64. – С.80–95.
  4. Рубашев Б.М. Проблемы солнечной активности. – Москва-Ленинград: Наука, 1964. – 364 с.
  5. Вайнштейн С.И., Зельдович Я.Б., Рузмайкин А.А. Турбулентное динамо в астрофизике. – М.: Наука, 1980. – 352 с.
  6. Parker E.N. The formation of sunspots from the solar toroidal field // Astrophys. J. – 1955. – 121. – P.491–507. https://doi.org/10.1086/146010
  7. Прист Э.Р. Солнечная магнитогидродинамика. – М.: Мир, 1985. – 592 с.
  8. Пиддингтон Дж.Г. Солнечные магнитные поля и конвекция. Обзор теории первичного поля // В кн.: Проблемы солнечной активности (ред. В.Бумба и И.Клечек). – М.: Мир, 1979. – С.173–202.
  9. Drobyshevskij E.M. Magnetic field transfer by two-dimensional convection and solar “semi-dynamo” // Astrophys. Space Sci. – 1977. – 46. – P.41–49. https://doi.org/10.1007/bf00643752
  10. Drobyshevski E.M., Yuferev V.S. Topological pumping of magnetic flux by three-dimensional convection // Journ. Fluid Mech. – 1974. – 65. – P.33–44. https://doi.org/10.1017/s0022112074001236
  11. Романчук П.Р. Образование солнечных пятен и магнитные поля Солнца // Астрон. ж. – 1961. – 40, № . – С.477–478.
  12. Романчук П.Р., Криводубский В.Н., Изотов Ю.И., Изотова И.Ю. Образование и распад солнечных магнитных полей и вопросы постоянного магнитного поля Солнца // В кн.: Проблемы магнитных полей в космосе (ред. А.Б. Северный). – Крым, СССР, 1976. – 1. – С.161–185.
  13. Schlüter A., Biermann L. Interstellare Magnetfelder // Zeits. Naturf. – 1950. – 5a. – S. 237–251.
  14. Larmor J. How could a rotation body such as the Sun become a magnet? // Rep. Brit. Assoc. Adv. Sci. – 1919. – P.159–160.
  15. Cowling T.G. The magnetic fields of sunspots // MNRAS. – 1934. – 94. – P.39–48.
  16. Зельдович Я.Б. Магнитное поле при двумерном движении проводящей жидкости // ЖЭТФ. – 1956. – 31. – С.154–156.
  17. Вайнштейн С.И. Магнитные поля в космосе. – М.: Наука, 1983. – 240 с.
  18. Elsasser W.M. Induction effects in terrestrial magnetism // Phys. Rev. – 1946. – 69. – P.106–116. https://doi.org/10.1103/physrev.69.106
  19. Брагинский С.И. Теория гидромагнитного динамо // ЖЭТФ. – 1964. – 47, № 12. – С.2178–2193.
  20. Тверской Б.А. К теории гидродинамического самовозбуждения регулярных магнитных полей // Геомаг. и аэроном. – 1966. – 6. – С.11–18.
  21. Моффат Г. Возбуждение магнитного поля в проводящей среде. – М.: Наука, 1980. – 340 с.
  22. Гуревич Л.Э., Лебединский А.И. Магнитное поле солнечных пятен // ДАН. – 1945. – 49. – С.92–94.
  23. Френкель Я.И. О происхождении земного магнетизма // ДАН СССР. – 1945. – 49. – С.98–101.
  24. Elsasser W.M. Hydromagnetic dynamo theory // Rev. Mod. Phys. – 1956. – 28. – P.135–163. https://doi.org/10.1103/revmodphys.28.135
  25. Batchelor G.K. On the spontaneous magnetic field in a conducting liquid in turbulent motion // Proc. Roy. Soc. – 1950. – A247. – P.405–416. https://doi.org/10.1098/rspa.1950.0069
  26. Тассуль Ж.-Л. Теория вращающихся звезд. – М.: Мир, 1982. – 472 с.
  27. Лебединский А.И. Вращение Солнца // Астрон. журнал. – 1941. – 18, № 1. –P.10–25.
  28. Biermann L. Bemerkungen uber das Rotationsgesetz in irdischen und stellaren Instabilitatszonen // Zeits. Astrophys. – 1951. – 28. – S. 304–309.
  29. Steenbeck M., Krause F., Rädler K.-H. A calculation of the mean electromotive force in electrically conducting fluid in turbulent motion, under the influence of Coriolis forces // Zeits. Naturforsch. – 1966. – 21a. – S. 369–376.
  30. Штеенбек М., Краузе Ф. Возникновение магнитных полей звезд и планет в результате турбулентного движения их вещества // Магнит. гидродинамика. – 1967. – 3. – С.19–44.
  31. Краузе Ф., Рэдлер К.-Х. Магнитная гидродинамика средних полей и теория динамо. – М.: Мир, 1984. – 320 с.
  32. Соловьев А.А., Киричек Е.А. Диффузная теория солнечного магнитного цикла. – Элиста–С.Петербург: Издательство Калмыцкого ГУ, 2004. – 181 с.
  33. Штеенбек М., Кирко И.М., Гайлитис А. и др. Экспериментальное обнаружение электродвижущей силы вдоль внешнего магнитного поля, индуцированной течением жидкого металла (α-эффект) // ДАН СССР. – 1968. – 180, № 2. – С.326–329.
  34. Leighton R.B. A magnetic-kinetic model of the solar cycle // Astrophys. J. – 1969. – 156. – P.1–26.
  35. Babcock H.W. The topology of the Sun's magnetic field and 22-years cycle // Astrophys. J. – 1961. – 133. – P.572–587.
  36. Rüdiger G., Arlt R. Physics of solar cycle // In: Advances in nonlinear dynamos / The Fluid Mechanics of Astrophysics and Geophysics. – 2002. – 9. – P.147–191. https://doi.org/10.1201/9780203493137.ch6
  37. Ossendrijver M. The solar dynamo // Astron. Astrophys. Rev. – 2003. – 11, № 4. – P.287–367.
  38. Christensen-Dalsgaard J. Helioseismology // Rev. Mod. Phys. – 2002. – 74. – P.1073–1129. https://doi.org/10.1103/revmodphys.74.1073
  39. Krivodubskij V.N. Turbulent dynamo near tachocline and reconstruction of azimuthal magnetic field in the solar convection zone // Astron. Nachrichten. – 2005. – 326, № 1. – P.61–74. https://doi.org/10.1002/asna.200310340
  40. Krivodubskij V.N. On the extended 23rd solar cycle // Solar and Astrophysical Dynamos and Magnetic Activity / Proceedengs IAU Symp. No. 294. – 2012. – A.G.Kosovichev, E.M. de Gouveia Dal Pino, Y.Yan, eds. – 294. – P.9–70.
  41. Charbonneau P. Dynamo models of the solar cycle // Living Rev. Solar Phys. – 2010. – 7, 3. – P.1–91. Online Article: http://www.livingreviews.org/lrsp-2010-3. https://doi.org/10.12942/lrsp-2010-3

Завантажити PDF