Смещены ли солнечные пятна по вертикали от окружающей фотосферной плазмы?

При чтении статьи по гелиосейсмологии солнечных пятен ( Камерон и др. ) делается очень краткая ссылка на «вертикальное смещение сгустка плазмы». Это заставило меня задуматься, а не была ли излучающая поверхность самого пятна вдавлена ​​по отношению к остальной части фотосферы. Если это произойдет, есть ли литература по механизмам? Мне было бы очень интересно узнать больше. Я наткнулся на одну статью о формировании солнечных пятен из тороидального поля ( Паркер ); но, похоже, он больше сосредоточился на вертикальном смещении силовых линий магнитного поля, чем на самой плазме.

Спасибо.

Вы уверены, что это относится к самому солнечному пятну, а не к «побочному эффекту»? IIRC, температурные, магнитные и т. Д. Крутые градиенты приводят к «отрыжке» плазмы, выбрасываемой с высокой скоростью.

Ответы (1)

Да.

Идея о том, что солнечные пятна слегка вдавлены, стала возможным объяснением эффекта Уилсона . Эффект Уилсона был обнаружен, когда форма солнечных пятен, если смотреть с Земли, менялась по мере вращения Солнца, что согласуется с изменением перспективы при взгляде на слегка вогнутую область. Хотя это не единственное объяснение эффекта, оно, безусловно, является наиболее распространенным.

Более конкретно, как пишет Соланки (2003) , впадины указывают на понижение слоя, где оптическая толщина т знак равно 1 (имейте в виду, что дно фотосферы – это слой, где т знак равно 2 / 3 ). Упоминаются две причины: более низкая температура и магнитные эффекты.

Солнечные пятна, как известно, холоднее, чем окружающие их области, и поэтому кажутся темнее. То же самое мы видим на границах солнечных гранул : более холодный и темный газ опускается вниз, позволяя более горячему (менее плотному) газу двигаться вверх. Кроме того, непрозрачность κ зависит от температуры, что может повлиять на то, насколько далеко можно заглянуть внутрь звезды.

Фактором является не только температура, но и магнитное поле. Солнечные пятна, по сути, являются магнитным явлением, и поэтому уравнение радиальной силы существенно отличается. Обычно в звезде уравнение гидростатического равновесия имеет вид

д п д р знак равно р г
для давления п , плотность р и гравитационное ускорение г . Однако, когда магнитное поле становится важным в солнечном пятне на поверхности Солнца, баланс сил
д п д р знак равно Б г 4 π ( д Б р д г д Б г д р )
куда р и г - радиальные и вертикальные координаты (обратите внимание на изменение системы координат - р находится вдоль поверхности, а г перпендикулярно ему!). Сила магнитного поля подразумевает более низкое давление газа и большую депрессию.

Потрясающие знания!
Спасибо за это! Бумага от Solanki – это именно то, что я искал.
Актуален ли закон Крамера для фотосферы?
Это был искренний вопрос. На самом деле я не знаю, как объемная непрозрачность зависит от температуры в несколько тысяч К, но молекулы и атмосфера более непрозрачны, чем ионы, поэтому я уверен, что непрозрачность резко возрастает с понижением температуры.
@RobJeffries (я удалил свой предыдущий комментарий; ЧАС ионизация может быть не такой доминирующей в относительно холодных солнечных пятнах, как я думал.) Я не могу вам сказать. Мои познания в моделях звездных атмосфер минимальны, особенно при таких низких температурах. Я всегда просто наивно полагал, что закон Крамера действителен примерно до фотосферы или за ее пределами, но теперь я так не думаю.
@RobJeffries Мне не удалось найти ничего убедительного; если вы хотите задать это как новый вопрос, возможно, у кого-то есть какая-то информация.