О роли МГД-турбулентности в уменьшении электропроводимости плазмы в активной магнитной области Солнца
Рубрика:
| 1Криводубский, ВН 1Астрономическая обсерватория Киевского национального университета имени Тараса Шевченко, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(3):34-43 |
| https://doi.org/10.15407/kfnt2019.03.034 |
| Start Page: Физика Солнца |
| Язык: русский |
Аннотация: Для преодоления затруднения эффективной диссипации токов в электромагнитных моделях вспышек, связанного с высокой газокинетической проводимостью солнечной плазмы, мы обращаем внимание на возможность локального уменьшения проводимости в местах сильно развитой МГД-турбулентности вблизи нейтральных линий фотосферных магнитных конфигураций. Мы предложили концепцию перераспределения электропроводности, которая базируется на следующих физических эффектах и известных из наблюдений условиях в солнечной атмосфере. 1. Уменьшение параметра электропроводности (увеличение резистивности) в турбулентной среде. 2. Магнитное подавление турбулентности под воздействием сильных магнитных полей. 3. Возбуждение крупномасштабного электрического поля макроскопическими движениями плазмы в фотосфере в присутствии магнитного поля (фотосферное динамо). 4. Наблюдаемая пространственная неоднородная структура магнитных конфигураций в окрестности групп солнечных пятен, которая приводит к формированию токовых слоев с нулевыми (нейтральными) силовыми линиями. Рассчитанные нами значения МГД-турбулентной проводимости вблизи нейтральных магнитных линий в фотосфере оказываются почти на три порядка величины меньше значений обычной газокинетической проводимости в местах сильных магнитных полей в окрестности солнечных пятен. Существенно пониженная проводимость в участках сильно развитой МГД-турбулентности может способствовать здесь ускоренной джоулевой диссипации тока, энергия которой согласуется с характеристиками тепловых вспышек. |
| Ключевые слова: магнитные поля, солнечные вспышки, солнечные пятна, турбулентная электропроводность, электрические токи |
References:
1. Vaynshteyn S. I., Zel'dovich Ya. B., Ruzmaykin A. A. (1980). Turbulentnoye dinamo v astrofizike. M.: Nauka, 352.
2. Krivodubskiy V. N. (1973). Elektroprovodnost' veshchestva v podfotosfernykh sloyakh Solntsa. Probl. kosmich. fiz. 8. 3—15.
3. Krivodubskiy V. N. (1982). O turbulentnoy provodimosti i magnitnoy pronitsayemosti solnechnoy plazmy. Solnech. dannye. 7. 99—109.
4. Obridko V. N. (1985). Solnechnyye pyatna i kompleksy aktivnosti. M.: Nauka, 255.
5. Stepanov A. V. (2008). Osnovnyye modeli vspyshek. Plazmennaya geliogeofizika. T.1. Red. L. M. Zelenyy, I. S. Veselovskiy. M.: Fizmatlit, 672.
6. Akasofu S.-I. (1988). An electric-current description of solar flares. Astrophys. Space Sci. 144(1-2). 303—309.
7. Alfven H., Carlqvist P. (1967). Currents in the solar atmosphere and a theory of solar flares. Solar Phys. 1(2). 220—228.
8. Gingerich O., Noyes R. W., Kalkofen W., Cuny Y. (1971). The Harvard-Smithsonian reference atmosphere. Solar Phys. 18(3). 347—365.
9. Giovanelli R. G. (1946). A theory of chromospheric flares. Nature. 158. 81—82.
10. Giovanelli R. G. (1947). Magnetic and electric phenomena in the Sun’s atmosphere associated with sunspot. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 107. 338—355.
11. Giovanelli R.G. (1948). Chromospheric flares. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 108. 163-176.
12. Gold T., Hoyle F. (1960). On the origin of solar flares. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 120. 89—105.
13. Heyvaerts J., Priest E., Rust D. (1977). An emerging flux model for the solar flare phenomenon. Astrophys. J. 216. 213—231.
14. Kan J. R., Akasofu S.-I., Lee L. C. (1983). A dynamo theory of solar flares. Solar Phys. 84. 153—167.
15. Kopecky M., Kuklin G. V. (1969). On a more precise calculation of the electric conductivity in the photosphere and in sunspot. Solar Phys. 6(2). 241—250.
16. Kosovichev A. G., Zharkova V. V. (1991). Magnetic energy release and transients in the solar flare of 2000 July 14. Astrophys. J. 550(1). L105—L108.
17. Krause F., Rædler K.-H. (1980). Mean field magnetohydrodynamics and dynamo theory. Oxford: Pergamon Press, Ltd., 271 p.
18. Krivodubskij V. N. (2005). Turbulent dynamo near tachocline and reconstruction of azimuthal magnetic field in the solar convection zone. Astron. Nachr. 326(1). 61—74.
19. Krivodubskij V. N. (2012). Turbulent effects of sunspot magnetic field reconstruction. Kinematics and Phys. Celest. Bodies. 28(5). 232—238.
20. Melrose D. B. (1993). Solar flares – Current dissipation or magnetic annihilation? Australian J. Phys. 46(1). 167—193.
21. Priest E. R. (1982). Solar magnetohydrodynamics. Dordrecht: D. Raidel Company, 471.
22. Priest E., Forbes T. (2000). Magnetic reconnection: MHD theory and applications. Cambridge: Cambridge University Press.
23. Sen H. K., White M. L. A. (1972). Physical mechanism for the production of solar flares. Solar Phys. 23(1). 146—154.
24. Severny A. B. (1964). Solar magnetic fields. Space Sci. Rev. 3. 451—486.
25. Somov B. V. (1992). Physical processes in solar flares. Dordrecht, Boston: Kluwer Akad. Publ.
26. Somov B. V. (2012). On the magnetic reconnection of electric currents in solar flares. Astron. Lett. 38(2). 128—138.
27. Stix M. (2002). The Sun. 2nd edition. Berlin: Springer-Verlag.
28. Zaitsev V. V., Stepanov A. V. (1991). On the dynamo theory of solar flares. Sov. Astron. 35(2). 189—193.
29. Zeldovich Ya. B., Ruzmaikin A. A., Sokoloff D. D. (1983). Magnetic fields in astrophysics. New York: Gordon and Breach.