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较差自转的成因主要来自于星体自身结构内部的对流差异

四月 24th, 2019  |  科学

原标题:太阳也在自转,但奇怪的是赤道地区自转一圈25天,两极却需要37天

说起天体的“较差自转”,可能很多朋友都不清楚咋回事,它实际上指的是一个天体在自转时不同部位的角速度互不相同的现象,同一个星球的不同区域自转速度并不相同。这种现象在大多数非固体的天体中存在,比如星系、恒星、气态巨行星等,在太阳系中,太阳和木星等气态行星的表面也会出现这种现象,而如果严格来说的话,其实像地球这样的岩质行星也有这种现象的微弱反应。

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木星赤道地区自转和两极地区的差别在五分钟左右,但是通常星体越大,较差自转的现象就越明显,比如太阳,在太阳不同的纬度自转的速率是很明显不一样的,天文观测发现在太阳赤道附近,自转一圈只需25天,但是在两极地区却需要37天转一圈,同一个星球不同地区的自转速度,差别竟然扩大到了12天,两极地区比赤道多了近1/3的时间。

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较差着转的现象是伽利略首先发现的,他在观测太阳黑子时首次看到这一现象,不久后又有人指出太阳在极区与赤道区的自转周期差异,其与现今观测结论并无太多差别,不过对于木星较差自转的现象发现相对较晚。

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在天文学上,较差自转的成因主要来自于星体自身结构内部的对流差异,这种现象在恒星上体现的尤其明显,这是因为恒星内部温度极高,内部温度差导致的辐射压现象很显著,对流活动十分活跃,而且范围巨大,对流活动还会使得内部及外部的物质进行类似置换的运作,在不同的纬度会产生与恒星不同的角动量,也就是说不同区域的对流造成了恒星内部角速度分布的重新配置,这就形成了恒星较差自转的现象。

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木星较差自转的形成机理和太阳类似,虽然木星是行星,内部没有核聚变,但是木星的内部仍然高达3万摄氏度,其向外辐射的热量同样会造成内部的对流活动,这种现象在木星的大气层中也很明显,因此在木星的赤道和两极地区有着五分钟的自转时间差异。

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地球是一颗岩质行星,但整个地球并不是一个均质体,而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度、角速度等各不相同,外层的角速度滞后于内层角速度,外层的拖拽作用使地球自转渐慢,虽然看不出地球表面有明显的较差自转时间差,但由于地球内部绝大部分都是岩浆,在某些区域内具有一定的流动性,这种力量还是会作用到地球表层,造成地壳的一些板块活动现象,想靠近赤道地区的板块活动就要比两极地区更活跃一些,就是地表上的洋流活动与地球的较差自转也有一定的关系,不过最明显的地方还是地球的最外层——大气层,虽然地球的大气层与地球自转并不同步(受多种因素影响),但地球赤道上空的大气层与赤道地区的大气层的自转速度也是有明显的时间差异的。

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