Sluneční dynamika. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

Podobné dokumenty
7. Rotace Slunce, souřadnice

10. Sluneční skvrny. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Sluneční fyzika LS 2007/2008

Žhavé i vychladlé novinky ze sluneční fyziky. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

Odhalená tajemství slunečních skvrn

Sluneční skvrny od A do Z. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov

Roztřeseným pohledem na jinak obyčejnou hvězdu za humny

Sluneční magnetismus. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Sluneční fyzika ZS 2011/2012

Sluneční magnetismus. Michal Švanda Sluneční fyzika LS 2014/2015

Proč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod Energetické úvahy Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů Model našeho Slunce 15

Cesta do nitra Slunce

SLUNCE A JEHO POZOROVÁNÍ I FYZIKA PLAZMATU

Úvod do fyziky plazmatu

Astronomie Sluneční soustavy II. Slunce. Jan Ebr Olomouc,

Pulzující proměnné hvězdy. Marek Skarka

Koróna, sluneční vítr. Michal Švanda Sluneční fyzika LS 2014/2015

Sluneční fyzika. Vojtěch Sidorin. Praha,

Koróna, sluneční vítr

Slunce zdroj energie pro Zemi

Slunce nejbližší hvězda

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

Jemná struktura slunečních skvrn. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov

= 2π/λ h. je charakteristický rozměr vlnového. (kde λ h

SLUNCE. 5. lekce Bára Gregorová a Ondrej Kamenský

Pozorování Slunce s vysokým rozlišením. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov

Projekt podpořený Operačním programem Přeshraniční spolupráce Slovenská republika Česká republika

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Vlny ve sluneční atmosféře. Petr Jelínek

Numerické simulace v astrofyzice

i j antisymetrický tenzor místní rotace částice jako tuhého tělesa. Každý pohyb částice lze rozložit na translaci, deformaci a rotaci.

Složení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ


VY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce

Spektroskopie Slunce. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Spektroskopie (nejen) ve sluneční fyzice LS 2011/2012

Sluneční fotosféra: Pohybová dynamika mnoha tváří I.

Cyklický vývoj magnetické helicity

Železné lijáky, ohnivé smrště. Zdeněk Mikulášek

Příspěvek k numerické extrapolaci koronálních magnetických polí

Reliktní záření a jeho polarizace. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky

Eruptivní procesy na Slunci a jejich optická, radiová a EUV diagnostika

počátek 17. století, Johannes Kepler: 19. století: počátek 20. století: 1951, Ludwig Biermann:

Země jako dynamické těleso. Martin Dlask, MFF UK

Základní charakteristiky

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Modelování zdravotně významných částic v ovzduší v podmínkách městské zástavby

Slunce jako hvězda. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

Interakce laserového impulsu s plazmatem v souvislosti s inerciální fúzí zapálenou rázovou vlnou

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

1. Slunce jako hvězda

Detekce pohybů supergranulárních struktur

Mechanizmy hvězdné proměnnosti

Atmosféra, znečištění vzduchu, hašení

B. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

Vnitřní magnetosféra

Sluneční soustava je součástí galaxie známé také pod názvem Mléčná dráha. Planety ve sluneční soustavě obíhají po eliptických drahách kolem Slunce.

U218 - Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. ! t 2 :! Stacionární děj, bez vnitřního zdroje, se zanedbatelnou viskózní disipací

11. Koróna, sluneční vítr

Diskontinuity a šoky

Geometrické proměnné hvězdy (Extrinsic variable stars) Zákrytové proměnné hvězdy Rotující proměnné hvězdy

SLUNCE A JEHO POZOROVÁNÍ III

VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA KONCENTRACE PM 2,5 V BRNĚ ( ) Dr. Gražyna Knozová, Mgr. Robert Skeřil, Ph.D.

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Počítačový model plazmatu. Vojtěch Hrubý listopad 2007

Vývoj Slunce v minulosti a budoucnosti

Hvězdný vítr. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Masarykova univerzita, Brno

Sluneční soustava OTEVŘÍT. Konec

PROCESY V TECHNICE BUDOV 11

Obr. 141: První tři Bernsteinovy iontové módy. Na vodorovné ose je bezrozměrný vlnový vektor a na svislé ose reálná část bezrozměrné frekvence.

Urychlení KZ. Obecné principy, Fermiho urychlení, druhý řád, první řád, spektrum

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Plazmové metody. Co je to plazma? Jak se uplatňuj. ují plazmové metody v technice?

Interakce oceán atmosféra

Počítačová dynamika tekutin (CFD) Základní rovnice. - laminární tok -

Cyklické změny v dynamice sluneční konvektivní zóny

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

vysokoteplotního plazmatu na tokamaku GOLEM

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Přednáška 4. Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje

Obsah PŘEDMLUVA...9 ÚVOD TEORETICKÁ MECHANIKA...15

Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

Virtual Universe Future of Astrophysics?

Základní experiment fyziky plazmatu

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

Sluneční stínohra. Michal Švanda. Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov Astronomický ústav UK, Praha

FLUENT přednášky. Turbulentní proudění

Insolace a povrchová teplota na planetách mimo sluneční soustavu. Michaela Káňová

Rost Marek, Záruba Lukáš školitelé: Z. Sekerešová, J. Šonský. Cesta k vědě

Slunce, erupce, ohřev sluneční koróny

Mechanizmy hvězdné proměnnosti

Základy magnetohydrodynamiky. aneb MHD v jedné přednášce?! To si snad děláte legraci!

Stručný úvod do spektroskopie

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

VÝSLEDKY OVĚŘOVÁNÍ ZEMNÍHO MASIVU JAKO ZDROJE ENERGIE PRO TEPELNÁ ČERPADLA. Technická fakulta České zemědělské univerzity v Praze

POČASÍ A PODNEBÍ. 4.lekce Jakub Fišák, Magdalena Špoková

Úvod do fyziky plazmatu

NUMERICKÝ MODEL NESTACIONÁRNÍHO PŘENOSU TEPLA V PALIVOVÉ TYČI JADERNÉHO REAKTORU VVER 1000 SVOČ FST 2014

STAVBA ZEMĚ. Mechanismus endogenních pochodů

Transkript:

Sluneční dynamika Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

Slunce: dynamický systém Neměnnost Slunce Iluze Slunce je proměnná hvězda Sluneční proměny Díky vývoji Dynamika hmoty Magnetická pole

Škálogram sluneční proměnnosti

Odbočka: způsoby přenosu energie Zářením Látka je pro dané záření alespoň částečně průhledná Možné interakce, rozptyl, pak se mluví spíše o difúzi záření Vedením Předává se tepelný pohyb nositelů energie mezi sebou, převážně srážkami Proudění = konvekce Souvisí se lokálními změnami termodynamické rovnováhy, uplatní se až jako poslední, jinak je energeticky nevýhodná Samovolná konvekce: v tekutinách s teplotní stratifikací v gravitačním poli Lze vynutit Prouděním Velkorozměrový odnos přehřátého materiálu do chladnějších míst

Konvekce ve hvězdách Přehřátá bublina stoupá ve stratifikované látce proti směru gravitace (má menší hustotu, Archimédův zákon) V určitém místě splyne bublina s okolím Uražená vzdálenost směšovací délka Pro bublinu lze napsat pohybovou rovnici a řešit rovnováhu a transfer tepla Teorie směšovací délky

Konvekce ve Slunci Zřejmě hierarchická Ve většině konvektivní zóny efektivní (pomalá, adiabatická), ale přípovrchové vrstvy více turbulentní superadiabatická zóna, prudké drobení konvektivní škály Postihujeme však pouze svrchní vrstvy, hlouběji se podívat nelze

Granulace Pozorovatelná v bílém světle Buňky s typickým rozměrem 1000 km a životní dobou 3 až 17 minut Pokrývají celý sluneční povrch až na oblasti silných magnetických polí zde nabývají degenerované podoby Velké rychlosti

Granulace na H-R diagramu Granulace ve fotosférách chladných hvězd běžná Na přítomnost lze usoudit z asymetrických profilů fotosférických čar

Supergranulace 30 Mm ~ 24 hodin Horizontální rychlostní pole (300 m/s vs. 20 m/s) Koncentrují magnetické pole na svých hranicích Mizerná tepelná fluktuace střed-okraj 5 K (se stejnou chybou) Rekombinace He vede k růstu γ Ovšem nepotvrzuje se

Mesogranulace, obří buňky? Mesogranule ~6 Mm ~1 hodina Není jasné, zda vůbec existují Formovány explodujícími granulemi Obří buňky Kontroverzní ~ 100 Mm ~ 7 dní Pomalé horizontální pohyby ~10 m/s Objevují se v numerických simulacích Pozorování obtížná

Simulace konvekce Granulace považována za vyřešený problém Parametry numerických simulací věrně reprodukojí vlastnosti granulí Mnoho kódů používaných na světě

Granulace jiných hvězd

Hierarchická konvekce v simulaci 3-D konvekce v přípovrchových vrstvách Horizontální řezy v hloubkách 2, 4, 6, 8, 12, 16 Mm pod povrchem Škála se mění

Globální konvekce Idealizované rešení (M)HD rovnic ve sférické geometrii Zahrnuje konvektivní obálku až na posledních 5 % (superadiabatická zóna) Produkovány obří buňky Vyzváno helioseismologií

Velkorozměrové proudění podpovrchové počasí tlakové výše a níže na Slunci Ovlivňováno aktivitou

Rotace Slunce Pomalá ~měsíc, ~1610 podle pohybů skvrn, Galileo 1858, Carrington, střední rotační perioda skvrn je 13º12' za den, čili T=27,2753 dne Diferenciální 1863, Carrington, ω = A + B sin 7/4 b Dnes se používá ω = A + B sin 2 b + C sin 4 b Lepší popis expanzí na Legendreovy nebo Gegenbauerovy polynomy, či jiné ortogonální báze Nesymetrická vůči rovníku Ovlivněná magnetickými poli

Helioseismický rotační profil

Meridionální proudění Pomalý (~10 m/s) tok od rovníku k pólům (Zřejmě) odpovědný za odnos magnetického pole k pólu, přepólování globálního pole a jeho recyklaci Projeví se pouze statisticky lokální rychlosti jsou až o dva řády větší Jeden z faktorů mající vliv na diferenciální rotaci Hloubková struktura nejasná

Cirkulace kolem aktivních oblastí Přípovrchové vrstvy Vtok do aktivních oblastí s amplitudou 50 m/s Hlouběji Výtok od aktivních oblastí s amplitudou 50 m/s Aktivní oblast stabilizována (?) cirkulačním límcem

Cyklická složka rotace Diferenciální rotace i meridionální cirkulace mají složku měnící se s cyklem aktivity Torzní oscilace Vtoky to pásů aktivity Obojí zřejmě důsledkem cirkulačních toků kolem aktivních oblastí Avšak co v období nízké aktivity?

Vlivy na magnetismus Slunce: ve stavu plazmatu Plazma: kvazineutrální plyn nabitých a ionizovaných částic, který vykazuje kolektivní chování Pohyby částic silně ovlivňovány elektromagnetickými silami Na Slunci plazma vysoce vodivé Magnetické pole zmrzlé Pohyby plazmatu mohou generovat/zesilovat původní magnetické pole Pro sluneční dynamo je proudění alfou a omegou

Sluneční dynamo, 1. část

Sluneční dynamo, 2. část

Dynamo a aktivita Dynamo poskytuje cyklicky se měnící magnetické pole prostupující konvektivní zónu Nestability silotrubice vychlípeny a jsou donuceny stoupat Prolamují fotosféru, vytahují se vysoko to atmosféry Formují známé jevy sluneční aktivity Skvrny Protuberance Koronální smyčky Rozpadají se Neexplozivně i explozivně