Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Sluneˇcn´ı fyzika
ˇ ´ OHREV KORONY
Vojtˇech Sidorin Astronomick´y u ´stav Univerzity Karlovy v Praze
Praha, 29.4.2008
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Struktura prezentace
1
V ˇcem je probl´em
2
Navrhnut´a ˇreˇsen´ı
3
Kter´e ˇreˇsen´ı je spr´avn´e
4
Nen´ı to u ´plnˇe jinak?
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
ˇ ´ V CEM JE PROBLEM
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Vnitˇrn´ı struktura Slunce
R ≤ 0,2 R
J´adro:
Radiaˇcn´ı z´ona: R ≤ 0,7 R Konvektivn´ı z´ona: R ≤ 1 R Fotosf´era: ∆R ∝ 10–100 km Chromosf´era: ∆R ≈ 10 Mm Pˇrechodov´a oblast: ∆R ∝ 10–100 km Kor´ona – posledn´ı vrstva
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Z´akladn´ı u´daje o kor´onˇe Kor´ona“, z lat. corona“, ” ” ´ z ˇr. κoρωνη“ (koruna) ” Tˇri sloˇzky: K/E/F Zdroj“ sluneˇcn´ıho vˇetru, ” zvl´aˇstˇe v oblasti koron´aln´ıch dˇer Citliv´a na sluneˇcn´ı aktivitu Teplota ≈ 1 aˇz 3 MK (ˇc´ara Fe xiv ⇒ T ∝ 106 K) Spotˇreba zhruba 1,8 × 1021 W Obr.: Zatmˇen´ı Slunce ze dne 11.8.1999 pozorovan´e z Francie. (Wikipedia)
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Z´akladn´ı u´daje o kor´onˇe Kor´ona“, z lat. corona“, ” ” ´ z ˇr. κoρωνη“ (koruna) ” Tˇri sloˇzky: K/E/F Zdroj“ sluneˇcn´ıho vˇetru, ” zvl´aˇstˇe v oblasti koron´aln´ıch dˇer Citliv´a na sluneˇcn´ı aktivitu Teplota ≈ 1 aˇz 3 MK (ˇc´ara Fe xiv ⇒ T ∝ 106 K) Spotˇreba zhruba 1,8 × 1021 W Obr.: Zatmˇen´ı Slunce ze dne 11.8.1999 pozorovan´e z Francie. (Wikipedia)
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Termodynamick´y paradox
Kor´ona (T ≈ MK) hraniˇc´ı s chladnˇejˇs´ımi vrstvami: fotosf´era: T ≈ 5800 K chromosf´era: T aˇz 20 000 K Zd´anlivˇe je poruˇsen 2. TD z´akon: Teplo nem˚ uˇze ” samovolnˇe t´eci z chladnˇejˇs´ıho materi´alu na teplejˇs´ı.“ Ot´azka: Proˇc paradox?“ ”
Obr.: Prudk´y vzr˚ ust teploty v pˇrechodov´e vrstvˇe mezi chromosf´erou a kor´onou.
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
´ RE ˇ SEN ˇ ´I NAVRHNUTA
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Pˇrehled model˚ u ohˇrevu kor´ony
DC (stressing models) rekonexe B pole v kor´ onˇe ve velk´ych smyˇck´ach v magnetick´em koberci
AC (wave models) vlny vznikl´e pˇri granulaci a supergranulaci zvukov´e zvukovˇe-magnetick´e Alfv´enovy
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Obecn´y nedostatek model˚ u
Vˇetˇsina model˚ u neˇreˇs´ı vˇsechny tˇri hlavn´ı podprobl´emy ohˇrevu kor´ony 1
zdroj energie
2
mechanizmus pˇrenosu energie do kor´ ony
3
rozpty energie (disipace)
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
HD model ohˇrevu – Schatzmann (1949)
Ohˇrev ˇcistˇe hydrodynamick´ymi zvukov´ymi vlnami Zdroj: granulaˇcn´ı pohyby ve fotosf´eˇre Odhadnut´y v´ytok mechanick´e energie v oblasti chromosf´ery: P = 1019.5 W Rychl´a disipace – d˚ usledek ohybu vln v chromosf´eˇre ⇒ pˇrechodov´a vrstva
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Obecn´y model ohˇrevu s B polem – koron´aln´ı smyˇcky
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Obecn´y model ohˇrevu s B polem – koron´aln´ı smyˇcky
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
DC model ohˇrevu – Parker (1983)
Ohˇrev skrze rekonexe Zdroj energie: horizont´aln´ı pohyby vrstev pod fotosf´erou. Odhadnut´a hustota toku energie v aktivn´ıch oblastech: w = 107 erg cm−2 s−1
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
AC model ohˇrevu – Alfv´en (1947)
Ohˇrev skrze rozptyl Alfv´enov´ych vln Zdroj energie: pohyby spojen´e s granulac´ı Odhad dod´avan´e energie: ≈ 1 % luminozity Slunce
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
´ RE ˇ SEN ˇ ´I JE SPRAVN ´ E ´ KTERE
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Kter´e ˇreˇsen´ı je spr´avn´e
Srovn´av´an´ı model˚ u s pozorov´an´ım Mandrini et al. (2000) Sp´ıˇse rekonexe hnan´a pomal´ymi horizont´aln´ımi pohyby fotosf´ery
Schrijver et al. (2004) Potvrzeno, nav´ıc je ohˇrev pravdˇepodobnˇe rovnomˇern´y
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
´ ˇ JINAK? NEN´I TO UPLN E
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Gravitaˇcn´ı energie jako zdroj ohˇrevu
Thomas Smid (http://plasmaphysics.org.uk)
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Gravitaˇcn´ı energie jako zdroj ohˇrevu
Thomas Smid (http://plasmaphysics.org.uk) Co je ˇspatnˇe
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
Vˇ cem je probl´ em
Navrhnut´ a ˇreˇsen´ı
Kter´ e ˇreˇsen´ı je spr´ avn´ e
Gravitaˇcn´ı energie jako zdroj ohˇrevu
Thomas Smid (http://plasmaphysics.org.uk) Co je ˇspatnˇe Ekvipartiˇcn´ı teor´em pro ide´aln´ı plyn m´a tvar: 3 Ek = kT 2 Viri´alov´y teor´em plat´ı pro stˇredn´ı hodnoty: 2 hEk i + hEp i = 0
Nen´ı to u ´plnˇ e jinak?
ˇ ´ ´ ER ˇ OHREV KORONY – ZAV
Ohˇrev kor´ony – z´avˇer
Dosud nebyl ˇz´adn´y model pˇrijat jako ten prav´y“. ” Nejnadˇejnˇejˇs´ı se zdaj´ı b´yt modely typu DC. Zvl´aˇstˇe model Parker“ s uv´aˇzen´ım magnetick´eho koberce ” vypad´a nadˇejnˇe.
Obr.: V´ıte, kde to je?“ ”
ˇ´ILOHY PR
Reference
Alfv´en, H., 1947, MNRAS, 107, 211A Schatzman, E., 1949, AnAp, 12, 203S Parker, E. N., 1983, ApJ, 264, 642P Mandrini, C. H., D´emoulin, P., and Klimchuk, J. A., 2000, ApJ, 530, 999M Schrijver, C. J., Sandman, A. W., Aschwanden M. J., and DeRosa, M. L., 2004, ApJ, 615, 512S Aschwanden, M. J., 2007, arXiv, 0711, 0007A
Technick´e pozn´amky k dokumentu
Tato prezentace tvoˇr´ı ˇc´ ast zkouˇsky z pˇredmˇetu Sluneˇcn´ı fyzika (NAST001). Tato prezentace byla vys´ azena programem TEX/LATEX 2ε za pouˇzit´ı bal´ıˇcku beamer. Datum kompilace: August 27, 2009
