五分鐘振盪

五分鐘振盪指的是太陽表面氣體以五分鐘為周期的一種不斷起伏的運動，為美國學者萊頓於1960年所發現。

基本介紹

• 中文名：五分鐘振盪
• 外文名：five minute oscillation
• 發現者：美國學者萊頓
• 發現時間：1960年

具體分析

五分鐘振盪表示日面一定點氣體的上下運動速度隨時間的變化。運動的平均速度約為每秒0.3公里。在一次振盪中,相對於平均大氣來說，氣體上下移動的範圍均約為25公里。在日面水平方向1,000～50,000公里區域內,物質基本上同起同落。在鉛垂方向，不同高度處的振盪有相應的相位差。

一般認為五分鐘振盪的產生與光球下面的太陽對流層密切相關。從太陽大氣中線性波的傳播觀點來說，對流層所產生的波動，只能在兩個臨界頻率之外才能向上傳播。一個是聲波臨界頻率，即ω0=C/2H，式中 C為聲速,H=RT/μg為密度標高,R為普適氣體常數,T為絕對溫度，μ為平均分子量，g為重力加速度。只有當頻率ω>ω0的時候，聲波才能傳播。另一個臨界頻率為 N=(γ-1)g/C，γ為定壓比熱與定容比熱的比值。當ω<N時，重力波可以傳播。光球中波動色散方程是：式中kZ和kH分別為鉛垂方向和水平方向的波數。從上列方程可以確定在以ω為縱坐標、kH為橫坐標的圖上波動能夠傳播的區域。只有當k婎>0時,波動才能傳播。符合這一條件的,圖2中用陰影標出。在左上方的陰影區，聲波可以傳播；而在右下方，重力波能傳播。至於在無陰影區域，不存在波動，只存在不傳送能量的駐波。有人認為，正是這樣的駐波形成了五分鐘振盪。這種駐波很可能是波在圖2中上下兩層來回反射所造成的。圖2中的兩條實線是波動能傳播區域的分界線，這相當於一個反射界線。這兩條實線都是對溫度T0畫出的。對於另外兩個溫度T1和T2(T1<T0<T2),聲波傳播區的邊界是兩條虛線。

五分鐘振盪

性質

五分鐘振盪還有如下有趣的性質：①振幅隨著同日面中心距離的增加而減小，這表明振盪是在日面的鉛垂方向上。②平均振幅隨高度增加，周期隨高度減小。③米粒組織對五分鐘振盪的激發影響不大。④在太陽活動區中，五分鐘振盪同樣也存在，只是振幅小一些。⑤太陽磁場也呈現出五分鐘振盪,磁場強度的變幅為1～2高斯。

五分鐘振盪並不是太陽大氣中惟一的駐留振盪。近年的觀測證明，太陽上可能還有其他不同周期的駐留振盪現象。但是由於五分鐘振盪最明顯，就特別引人注目。