Магнітне динамо

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Магнітне динамо — механізм генерування магнітного поля в провідній рідині при її обертанні й конвекції в ній, що дає якісне пояснення існуванню магнітного поля планет і зірок, зокрема Землі та Сонця.

Творцем теорії магнітного динамо був Волтер Моріс Елсассер. Хоча теорія магнітного динамо мала успіхи в поясненні зміни магнітних полюсів Землі, її строгого математичного формулювання на початок 21 століття не існує.

Теорія магнітного динамо пояснює магнітне поле Землі електричними струмами в зовнішньому шарі її ядра, а магнітне поле Сонця струмами в плазмі поблизу тахоклини. Для того, щоб такі струми не затухали з часом, необхідно, вони підтримувалися генерацією за рахунок руху в створеному ними магнітному полі. Для цього небхідно, щоб рідина або газ здійснювали конвективний рух завдяки потокам тепла від центру небесного тіла на поверхню. Джерелами тепла є стиснення ядра за рахунок виділення з ного легких елементів, таких як Сульфур, Оксиген та Силіцій, прихована теплота кристалізації внутрішнього ядра та радіоктивність таких елементів як Калій, Уран і Торій[1].

Для опису такого процесу потрібне тривимірне моделювання узгодженої системи рівнянь електродинаміки, Нав'є-Стокса та теплопровідності.

Кінематичні моделі[ред.ред. код]

Найскладнішим для моделювання є конвенційний рух, опис якого потребує розв'язання нелінійного рівняння Нав'є-Стокса. Тому спрощені кінематичні моделі задають конвекційні потоки, тобто конфігурації полів швидкостей. Такі моделі ставлять перед собою задачу визначення при якій конфігурації потоків та якому магнітному числі Рейнольдса, магнітне поле буде наростати.

Томас Коулінг показав у 1934 році, що магнітне динамо не може утворюватися при осевій симетрії струмів та магнітного поля[2], що називають теоремою антидинамо. З цієї теореми випливає необхідність конвекційних потоків складнішої структури.

Виноски[ред.ред. код]

  1. Sanders, Robert (2003-12-10). «Radioactive potassium may be major heat source in Earth's core». UC Berkeley News. Процитовано 2007-02-28. 
  2. Cowling, T. G. (1934). "The Magnetic Field of Sunspots". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 94: 39–48.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.