你知道嗎,太陽的肚子轉得比“頭”和“腳”還快

儘管木星和土星是令人難以想象的巨大“氣體”球,但是它們會像地球和月亮那樣自轉,就像堅硬的固體一樣。事實上,木星的自轉速度是所有行星中最快的。它以前所未有的每天大約10小時一圈的速度自轉!為什麼我們沒有預料到太陽有什麼不同,它只是比木星大10倍嗎?太陽就像木星和土星一樣會自轉,只是方式有些不同。

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形成

辨別太陽是否在自轉是十分困難的,因為從遠處看起來它是均勻的。與別的行星不同,太陽就像水在水晶球內轉動一樣,除非它不是太陽。伽利略是第一個發現太陽在自轉的人,並且用他自制的新望遠鏡觀察到太陽“斑點”在移動。眾所周知,這些斑點是太陽磁場和等離子體相互作用的結果。這些斑點經常引發太陽耀斑,這是太陽系中威力最大的“爆炸”。

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圖解:太陽耀斑在日冕(太陽大氣層之一)中爆發並傳達到到宇宙中。 太陽耀斑(圖片來源:美國宇航局戈達德太空飛行中心/維基共享資源)

根據核心吸積模型,大約在46億年前,新形成的太陽系是塵埃和氣體的 “熱湯”:富含氫氣,在太空隨心所欲的旋轉。據說這些流浪物質是在超新星中產生的,超新星是恆星的爆炸性死亡。密集的氣體雲在自身的引力下逐漸收縮。壓縮使這團氣體雲中心周圍變得非常的熱和緊實。這個中心密集的區域就變成了太陽,而在中心周圍的物質被強有力的太陽風推向太空。這些物質最終會聚合,形成行星。

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當氣體收縮形成太陽時,為了保證角動量不變(是不變的嗎?),物質會逐漸旋轉得更快。這類似於一名溜冰者,當她向內收住手壁時,她的旋轉速度會增加:因為必須保持角動量不變,旋轉速度會增加,補償半徑的減小。這就是為什麼太陽和全部行星都會自轉,卻並非所有的行星都以相同的方式自轉。

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圖解:旋轉的慣性力矩

差動旋轉

如果木星的質量再大一些,它將變成一顆恆星。它強大的引力會迫使其氫原子聚合成氦原子或者進行核聚變。這個過程在氫彈內也得到了體現,非常明顯地產生大量的熱量和光。這個過程推動著熱核反應劇烈的恆星內核。

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然而,太陽作為一顆恆星,它的氫氣經過核聚變產生大量的光和熱。極高的溫度不但會產生氣體,還會產生等離子體。與木星和土星不同的是,太陽不僅僅只有氣體,而是這些氣體和粘性沸騰等離子體的混合物。儘管如此,因為三個天體基本上都是液體,它們表現出所謂的差動旋轉:天體上的不同的區域在以不同的速度旋轉。然而,因為太陽更粘稠,它的不同區域的旋轉速度比木星或土星的慢得多。

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圖解:太陽的自轉

如圖所示,太陽的赤道比它的兩極點旋轉得更快。平均而言,太陽需要27天才能在其軸上旋轉一次。推測差動旋轉是由溫度差異引起的。由內核產生的熱量向外傳送並擾亂上方物質的運動。熱量的湧動刺激了一種向外擴散的,以波動形式存在的角動量的重新分佈。到目前為止,據說一些動量會消失在恆星風中。

太陽磁場

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圖解:計算機模擬太陽的難以置信的複雜磁場。(圖片來源:NH2501 / Wikimedia Commons)

同樣的現象被推測為是太陽為極其複雜和反覆無常的磁場提供了燃料,這種磁場時不時地出於某種未知的原因而反轉它的極性! 但是,這一切都只是猜測; 尚未發現恆星差動旋轉的確切原因。

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. sciabc-落花時節又逢君- Moist Green

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