Hiệu ứng Wilson: Vết đen mặt trời “sâu” đến mức nào?

8
B--rian 2021-05-27 04:59.

Gần đây tôi đã biết về hiệu ứng Wilson của bầu khí quyển Mặt trời. Các 2009 Saas Fee nâng cao Khóa học 39 tiểu bang:

Gần chi mặt trời, umbra [vùng tối hình tròn của vết đen mặt trời] và vết lõm ở trung tâm [đường viền sáng hơn của vết đen mặt trời] biến mất. Chúng tôi thấy$400-800{\rm km}$ sâu hơn vào các vết đen so với trong quang quyển.

Sau đó, có một ấn phẩm mang tên Vết đen mặt trời - nông hay sâu? của Solov'ev và Kirichek từ năm 2014 nói trong phần tóm tắt:

Hai mô hình vết đen mặt trời được so sánh-nông và sâu. Theo người trước đây, vết đen mặt trời, với tư cách là một khu vực được bao phủ bởi một trường mạnh đều đặn và plasma tương đối lạnh, thâm nhập vào vùng đối lưu mặt trời ở độ sâu nông khoảng 4 mm. [...]

Hơn nữa, có một luận án Tiến sĩ của Benjamin Beeck từ năm 2015 cho thấy ví dụ như biểu đồ sau:

Nói cách khác, tôi có các giá trị giữa $400 \ldots 7300 {\rm km}=7.3 {\rm Mm}$đối với độ sâu của vết đen mặt trời khiến tôi hơi bối rối - tôi sẽ đánh giá cao nếu ai đó có thể giải thích cho tôi phạm vi độ sâu khá lớn. Một mặt, tôi quan tâm đến độ sâu của umbra được đo từ penumbra (nếu nó có thể được coi là phẳng), và mặt khác, tôi cũng muốn biết khoảng cách từ penumbra đến cuối ( có thể nhìn thấy) quang quyển, mọi thứ lý tưởng với thanh lỗi.

1 answers

4
Daddy Kropotkin 2021-06-26 05:06.

Câu hỏi thú vị! Tôi hy vọng tôi có thể chiếu một chút ánh sáng mặt trời vào chúng.

Như đã nêu trong phần tóm tắt mà bạn trích dẫn, hiểu và mô hình hóa các vết đen là một câu hỏi mở , đặc biệt là câu hỏi làm thế nào để duy trì sự ổn định của các vết đen.

Có rất nhiều mô hình, như trích dẫn của bạn chỉ ra. Đầu tiên, một số làm rõ về mặt thuật ngữ: "Hiệu ứng Wilson" ngày nay về cơ bản là một mô hình để giải thích vật lý của vết đen mặt trời. "Vết lõm Wilson" là một thành phần có thể quan sát được của vết đen mặt trời: chiều cao hình học của bề mặt mặt trời nhìn thấy được bị lõm xuống so với phần còn lại của Mặt trời. Vào thời Wilson, đó là một giả thuyết, nhưng những chỗ lõm như vậy đã được đo lường, ví dụ, xem hình ở đây. Về nguyên tắc, vì ý tưởng cho rằng vết đen mặt trời được tạo ra bởi hoạt động đối lưu bên dưới quang quyển (nghĩa là, sự vận chuyển nhiệt đối lưu bị chặn bởi từ trường cường độ cao, đó là lý do tại sao cần có từ trường mạnh để duy trì vết đen mặt trời ổn định), vết đen mặt trời có thể sâu hơn nhiều so với những gì chúng ta có thể quan sát, vì chúng ta không thể nhìn thấy ngay bên dưới quang quyển (vì plasma của Mặt trời trở nên quá mờ).

Có những mô hình khác để giải thích sự lõm xuống của vết đen mặt trời. Ví dụ, một mô hình gần đây , (dường như) không có bất kỳ độ không đảm bảo hệ thống nào do không có giả định phụ thuộc vào mô hình, giảm thiểu sự phân kỳ của từ trường thu được từ các quan sát đo phổ. Bằng cách áp dụng khuôn khổ của họ cho các quan sát về vết đen mặt trời, họ tuyên bố:

Vết lõm Wilson có nguồn gốc (∼600 km) phù hợp với các kết quả thường thu được từ hiệu ứng Wilson.

Kết quả của họ phù hợp với kết quả của các nghiên cứu sử dụng hiệu ứng Wilson, ví dụ, như bạn trích dẫn từ Khóa học nâng cao về phí Saas năm 2009 39.

Vì vậy, câu hỏi của bạn:

Tôi sẽ đánh giá cao nếu ai đó có thể giải thích [cho] tôi về phạm vi độ sâu khá lớn. Một mặt, tôi quan tâm đến độ sâu của umbra được đo từ penumbra (nếu nó có thể được coi là phẳng), và mặt khác, tôi cũng muốn biết khoảng cách từ penumbra đến cuối ( có thể nhìn thấy) quang quyển, mọi thứ lý tưởng với thanh lỗi.

Để tạo ra một cốt truyện với các câu trả lời chính xác hơn và với các thanh lỗi sẽ liên quan đến ai đó đã thực hiện một âm mưu như vậy, hoặc tôi sẽ phải tạo một âm mưu. Tôi không có thời gian để tự mình làm như vậy, và tôi không thể tìm thấy một bài báo đã xuất bản với nó (nó có thể ở ngoài đó). Vì vậy, tôi sẽ cố gắng giải thích thêm về khái niệm. Ngoài ra, chúng tôi không thể nhìn thấy bên dưới photosphere, vì vậy tôi nghĩ rằng các phương pháp gián tiếp sẽ phải được sử dụng để thu được các thanh lỗi khi quan sát độ sâu của umbra, điều mà tôi đang gặp khó khăn trong việc tìm kiếm (và nghi ngờ liệu nó đã được thực hiện chưa! EDIT: xem rất đoạn cuối về thuyết helioseism).

Các wiki bài viết khẳng định: "Độ lớn của cuộc khủng hoảng là khó khăn để xác định, nhưng có thể lớn như 1.000 km." Nhưng nó không trích dẫn tuyên bố này;)

Các mô hình của hiệu ứng Wilson, giống như những mô hình mà bạn đã trích dẫn, đang cố gắng giải thích sự xuất hiện của vết đen mặt trời bắt nguồn từ bên trong lớp vỏ đối lưu của nội sao. Điều đó có hợp lý không?: Độ sâu trích dẫn của$\sim 7.3$Mm đối với những đám plasma này ít nhất nằm trong bán kính mặt trời, đó là $\sim 10^9$m = 1 Gm. Quang quyển nằm sâu nhất bên trong mặt trời mà chúng ta có thể nhìn thấy về mặt quang học và nó mở rộng lên khoảng 4x10$^5$NS. Vì vậy, có thể hình dung rằng vết đen mặt trời có thể tồn tại ở độ sâu bên dưới quang quyển bên trong vùng đối lưu của mặt trời mà không cần đáy vết đen quá sâu.

CHỈNH SỬA BỔ SUNG: Trong mô hình của Solov'ev và Kirichek, ví dụ, năm 2014, "độ ổn định vết đen mặt trời [là] một hàm của bán kính và cường độ từ trường của chúng [mà] thay đổi đơn điệu với bán kính từ khoảng 700 G đến giới hạn tiệm cận khoảng 4000 G. Độ sâu của vùng lõm Wilson phát triển tuyến tính với B. Phạm vi của các điểm cân bằng ổn định bị giới hạn theo cách mà các vết đen lớn hơn (bán kính lớn hơn khoảng 12–18 Mm) không ổn định, điều này có thể giải thích cho sự vắng mặt của vết đen mặt trời rất lớn. Mặt trời, cũng như sự xuất hiện của các cầu ánh sáng trong các vết đen lớn chia chúng thành nhiều phần. Các vết đen có B trong khoảng 2,6–2,7 kG và bán kính hình u khoảng 2 Mm là ổn định nhất. " Trích dẫn lấy từ Note 4. của điều này Đánh giá helioseismology (cũng ở đoạn cuối bên dưới), và xem Hình 22 của bài đánh giá đó để biết sơ đồ mô hình của chúng.

Trong luận điểm mà bạn trích dẫn của B. Beeck, bài báo chính tìm thấy ở đây , hình học của umbra (hay penumbra) KHÔNG được biết đến là tiên nghiệm, vì vậy họ đưa ra các phỏng đoán và kiểm tra bằng các mô phỏng số chi tiết của họ. Họ thay đổi một cách có hệ thống các điều kiện ban đầu, điều kiện biên, cường độ từ trường và độ sâu của vết đen để cố gắng tạo ra vết đen mặt trời ổn định về mặt vật lý. Họ tìm thấy:

Các vết đen ổn định yêu cầu từ trường> 4kG trong các lớp dưới bề mặt. Cấu trúc (ví dụ T gradient) dưới z ~ 2-3 mm có vẻ quan trọng đối với sự ổn định của các vết đen. Điều này cũng chỉ ra rằng vết đen không thể là hiện tượng rất nông. Vì vậy họ kết luận: Vết đen ổn định cần có từ trường B ≥ 6 kG ở độ sâu 5-6 mm.

Họ suy đoán rằng yêu cầu ổn định này có thể loại trừ hình học vết đen mặt trời là phẳng (tức là không sâu). Họ cố gắng định lượng điều này bằng hình học nêm / phiến, trong đó cường độ từ trường cao hơn ở đáy vết đen mặt trời dẫn đến cường độ umbral thấp hơn và đại số rõ ràng hơn (xem trang thứ 5 từ cuối), có thể được sử dụng để quan sát loại trừ một số hình học vết đen mặt trời.

CHỈNH SỬA BỔ SUNG: Vì vậy, phạm vi thang đo liên quan ở đây là một phần của lĩnh vực nghiên cứu đang hoạt động. Có nhiều lý do lý thuyết để nghi ngờ rằng các vết đen mặt trời có thể sâu và lớn, theo thứ tự ~ Mm, nhưng chúng ta chỉ có thể thăm dò mặt trời ở độ sâu như vậy, vì vậy chúng ta thường bị hạn chế chỉ nhìn thấy theo thứ tự ~$10^5$m, phù hợp với độ sâu của quang quyển. Điều này dẫn đến việc cấu trúc và độ sâu chính xác của umbra và penumbra vẫn chưa được hiểu rõ, hiện tại, mặc dù sự phụ thuộc vào các tham số khác nhau được hiểu rõ trong một số khuôn khổ nhất định.

Ngay sau khi đăng câu trả lời này, tôi nhận ra rằng helioseismology là một cách cố gắng giải quyết vấn đề thăm dò sâu hơn quang quyển, và nó có vẻ đầy hứa hẹn! Những tiến bộ trong thuyết nhật ký từ lâu đã tiên liệu những hiểu biết sâu sắc về bên trong Mặt trời, ví dụ ở đây và ở đây , đã mang lại những ước tính có thể so sánh được về độ sâu của các vết đen, tức là$\sim$1 triệu. Tôi nghĩ rằng đây là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực và sẽ rất gọn gàng để theo dõi sự phát triển của nó. Xem ở đây để xem đánh giá (bán) gần đây.

Related questions

MORE COOL STUFF

Cate Blanchett chia tay chồng sau 3 ngày bên nhau và vẫn kết hôn với anh ấy 25 năm sau

Cate Blanchett chia tay chồng sau 3 ngày bên nhau và vẫn kết hôn với anh ấy 25 năm sau

Cate Blanchett đã bất chấp những lời khuyên hẹn hò điển hình khi cô gặp chồng mình.

Tại sao Michael Sheen là một diễn viên phi lợi nhuận

Tại sao Michael Sheen là một diễn viên phi lợi nhuận

Michael Sheen là một diễn viên phi lợi nhuận nhưng chính xác thì điều đó có nghĩa là gì?

Hallmark Star Colin Egglesfield Các món ăn gây xúc động mạnh đối với người hâm mộ tại RomaDrama Live! [Loại trừ]

Hallmark Star Colin Egglesfield Các món ăn gây xúc động mạnh đối với người hâm mộ tại RomaDrama Live! [Loại trừ]

Ngôi sao của Hallmark Colin Egglesfield chia sẻ về những cuộc gặp gỡ với người hâm mộ ly kỳ tại RomaDrama Live! cộng với chương trình INSPIRE của anh ấy tại đại hội.

Tại sao bạn không thể phát trực tuyến 'chương trình truyền hình phía Bắc'

Tại sao bạn không thể phát trực tuyến 'chương trình truyền hình phía Bắc'

Bạn sẽ phải phủi sạch đầu đĩa Blu-ray hoặc DVD để xem tại sao Northern Exposure trở thành một trong những chương trình nổi tiếng nhất của thập niên 90.

Hạn hán, biến đổi khí hậu đe dọa tương lai của thủy điện Hoa Kỳ

Hạn hán, biến đổi khí hậu đe dọa tương lai của thủy điện Hoa Kỳ

Thủy điện rất cần thiết cho lưới điện của Hoa Kỳ, nhưng nó chỉ tạo ra năng lượng khi có nước di chuyển. Bao nhiêu nhà máy thủy điện có thể gặp nguy hiểm khi các hồ và sông cạn kiệt?

Quyên góp tóc của bạn để giúp giữ nước sạch của chúng tôi

Quyên góp tóc của bạn để giúp giữ nước sạch của chúng tôi

Tóc tỉa từ các tiệm và các khoản quyên góp cá nhân có thể được tái sử dụng như những tấm thảm thấm dầu và giúp bảo vệ môi trường.

Nhìn lại những đám cưới đáng nhớ nhất của Nhà Trắng

Nhìn lại những đám cưới đáng nhớ nhất của Nhà Trắng

Chỉ một vài người đã kết hôn tại Nhà Trắng trong hơn 200 năm qua. Họ là ai và cần những gì để tổ chức một đám cưới ở đó?

Loại Bưởi Ngọt Ngào Nhất - Trắng, Đỏ hay Hồng?

Loại Bưởi Ngọt Ngào Nhất - Trắng, Đỏ hay Hồng?

Miệng của bạn có bị kích thích khi nghĩ đến việc ăn một quả bưởi mọng nước không? Chà, hãy cố lên, vì bưởi chứa nhiều vitamin và chất chống oxy hóa mà cơ thể bạn cần.

Bảo hiểm sức khỏe cho thú cưng có thể tạo cảm giác cho một chú chó năng động

Bảo hiểm sức khỏe cho thú cưng có thể tạo cảm giác cho một chú chó năng động

Bảo hiểm vật nuôi giúp thanh toán các chi phí y tế của động vật. Bảo hiểm không phải lúc nào cũng tốt cho chủ sở hữu vật nuôi, nhưng nếu bạn có một con vật cưng đang hoạt động, bảo hiểm có thể là một mạng lưới an toàn tốt.

New York loại bỏ các dấu hiệu trú ẩn hạt nhân cũ khi di chuyển có vẻ còn non

New York loại bỏ các dấu hiệu trú ẩn hạt nhân cũ khi di chuyển có vẻ còn non

Một dấu hiệu trú ẩn bụi phóng xạ cũ, được chụp ở New York vào năm 2014 (Ảnh của Spencer Platt / Getty Images) Các chuyên gia về đối đầu hạt nhân nói rằng một cuộc chiến tranh hạt nhân là một khả năng rất thực tế ở đây trong thế kỷ 21. Mỹ và Triều Tiên chỉ còn một bước chân nữa là có thể hủy diệt hạt nhân.

Họ đang bán giá treo tời cho Subarus ngay bây giờ

Họ đang bán giá treo tời cho Subarus ngay bây giờ

Chúng tôi đã theo dõi xu hướng trên bộ - trang bị ô tô để đi cắm trại - tạo ra rất nhiều động lực trong năm 2019. Một điểm nổi bật là sự phổ biến ngày càng tăng của Subarus như là phương tiện phiêu lưu.

Lucifer được tôn xưng là thánh, mọi bà mẹ trên thế giới đều ngất xỉu

Lucifer được tôn xưng là thánh, mọi bà mẹ trên thế giới đều ngất xỉu

Trước hết, chúng ta hãy khen ngợi việc đổi mới mùa thứ hai cho Lucifer, cũng như việc bảo hiểm thường xuyên cho phần còn lại của mùa đầu tiên. Amen.

DWTS Pro Lindsay Arnold chia sẻ hình ảnh lần đầu tiên gặp gỡ em gái bé bỏng của Jensen: 'Đang yêu'

DWTS Pro Lindsay Arnold chia sẻ hình ảnh lần đầu tiên gặp gỡ em gái bé bỏng của Jensen: 'Đang yêu'

Jensen và Brynley Arnold, hai trong số các chị gái của Lindsay, cùng lúc mong đợi

Zendaya Wishes Boyfriend Tom Holland Happy Birthday with Cuddly Photo: He 'Makes Me the Happiest'

Zendaya Wishes Boyfriend Tom Holland Happy Birthday with Cuddly Photo: He 'Makes Me the Happiest'

Zendaya shared a sweet photo in honor of boyfriend Tom Holland's 26th birthday Wednesday

Emma Stone liệt kê ngôi nhà bên bờ biển Malibu bên vách đá của cô với giá 4,2 triệu đô la - Xem bên trong!

Emma Stone liệt kê ngôi nhà bên bờ biển Malibu bên vách đá của cô với giá 4,2 triệu đô la - Xem bên trong!

Ngôi nhà giữa thế kỷ của người đoạt giải Oscar có ba phòng ngủ, hai phòng tắm và tầm nhìn ra đại dương

Jeannie Mai Jenkins cho biết cô ấy 'Thực sự rất chán nản' trong trải nghiệm cho con bú

Jeannie Mai Jenkins cho biết cô ấy 'Thực sự rất chán nản' trong trải nghiệm cho con bú

"Bạn cảm thấy rất thất bại khi con bạn đói, bạn không sản xuất đủ cho em bé", Jeannie Mai Jenkins nói về việc cho con gái 4 tháng tuổi của cô ở Monaco cho con bú.

Thành lập công ty từ đầu: Bài học kinh nghiệm trong lĩnh vực Fintech của người tiêu dùng

Thành lập công ty từ đầu: Bài học kinh nghiệm trong lĩnh vực Fintech của người tiêu dùng

Tuần trước, tôi đã kết thúc 2,5 năm làm việc tại Finch và tôi không thể ngừng suy ngẫm về một hành trình đáng kinh ngạc đã trải qua.

Đây là những gì tôi học được thông qua việc xem xét 1500 CV, phỏng vấn 200 ứng viên và tuyển dụng 30 người

Đây là những gì tôi học được thông qua việc xem xét 1500 CV, phỏng vấn 200 ứng viên và tuyển dụng 30 người

Trong 3 năm qua, tôi đã rất vui khi được xây dựng và lãnh đạo một đội ngũ có hiệu suất cao tại một trong những tổ chức dịch vụ tài chính lớn nhất trên thế giới tập trung vào các công nghệ mới nổi. Là một phần trong vai trò của mình, cho đến nay, tôi đã thuê hơn 30 người (bao gồm các nhà khoa học dữ liệu, nhà phân tích dữ liệu, kỹ sư dữ liệu, giám đốc sản phẩm, giám đốc dự án, v.v.

Sự phát triển của logic kinh doanh từ nguyên khối thông qua microservices, đến các chức năng

Những tiến bộ công nghệ cơ bản đang tạo ra sự thay đổi đối với các chức năng điều khiển sự kiện và cải tiến triệt để về thời gian đối với giá trị

Sự phát triển của logic kinh doanh từ nguyên khối thông qua microservices, đến các chức năng

Toàn bộ điểm của việc chạy phần mềm ứng dụng là mang lại giá trị kinh doanh của một số loại. Giá trị kinh doanh đó được phân phối bằng cách tạo ra logic nghiệp vụ và vận hành nó để nó có thể cung cấp dịch vụ cho một số người dùng.

Phân tích CVE-2022–22980 để khám phá một đường dẫn thực sự có thể khai thác trong quá trình xem xét mã nguồn với CodeQL

Phân tích CVE-2022–22980 để khám phá một đường dẫn thực sự có thể khai thác trong quá trình xem xét mã nguồn với CodeQL

Giới thiệu Trong bài đăng này, tôi sẽ hướng dẫn bạn một hành trình bắt đầu phân tích CVE-2022–22980 và trích xuất một mẫu lỗ hổng này để truy vấn cơ sở mã nhằm khám phá đường dẫn khai thác thực sự. Mặc dù nhiều công cụ quét lỗ hổng bảo mật rất mạnh trong việc phát hiện các thành phần dễ bị tấn công trong một ứng dụng, nhưng một số công cụ trong số đó không chứng minh được liệu lỗ hổng có thể bị khai thác bởi một mối đe dọa hay không.

Language