日震學

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日震學（英語：Helioseismology）是研究波振盪，特別是聲波壓力，在太陽上的傳播。不同於地球的地震波，太陽的波幾乎沒有剪力的成分 (S波)。太陽壓力波被認為是接近太陽表面的對流層中的湍流生成的。有些頻率被建設性的干涉放大，換言之，太陽振盪的環像是一個鍾，聲波傳輸到太陽更表面的光球層，這是從太陽中心的核聚變輻射出的能量經由吸收生成可見光，離開太陽表面的區域。這些振盪幾乎在任何時間序列的的太陽影像上都能檢測得到，但觀測到最好的影像是測量多普勒位移的光球吸收譜線。經由太陽振盪波的傳播的變化，揭露了太陽內部的結構，並讓天文物理學家發展出太陽內部剖面極為詳細的設定條件。

日震學可以排除太陽微中子問題是由於太陽內部模型不正確的可能性 日震學揭示的特性包括外側的對流層和內側的輻射層以不同的速度旋轉，這引發太陽能發電機產生磁場效應的想法，和在太陽表面對流層下的數千公里有等離子「噴射氣流」 (更明確的說，扭轉振盪) 。這些噴射氣流從赤道廣泛的散播，在高緯度地區分解成小旋風的風暴。扭轉振盪是太陽較差自轉時間的變化，它們的交錯影響旋轉快與慢的帶。這是我們在1980年就已經發現的，但到目前為止，還沒有理論能解釋並被普遍的接受，即使它們與太陽周期的密切關係很明顯，一樣有着11年的周期。

日震學也可以用來生成太陽背面的影像，包括從地球看不到的太陽黑子影像。簡單來說，太陽黑子會吸收日震波 。這種太陽黑子的吸收會在太陽黑子的對跖點上造成震波虧損的影像。為方便太空氣象的預測，從2000年晚期，經由SOHO衛星就有部分太陽背面中央地區的日震影像圖不停的被產生，而從2001年起，全部的背面影像都被生成和進行資料分析。

日震學的名稱源自類似研究地震波以確定地球內部結構的地震學。日震學可以和星震學對照，後者是研究一般恆星振盪的學科。

目錄

太陽振盪的類型

由SOHO的儀器GILF在1996年2月19日和3月25日拍攝的低分辨率太陽震盪影像。水平軸是震動頻率，單位是毫赫茲，或是千分之一赫茲 (mHz)，垂直軸是能量密度。5分鐘振盪是在右側的2至7mHz的一系列P-模式線。

在太陽的個別振盪會受到阻尼，所以經過幾個周期就會消失。但是，當這些地區性擾動的干涉產生全球性的駐波，也就所謂的簡正模式。分析這些重疊模式構成球面日震學的規律。

基於驅動它們的恢復力：聲學的、重力、和表面重力，太陽振盪模是基本上分為三種類型：

• p-模式或聲波有壓力作為它們的恢復力，因此稱為p-模式。在太陽內部的聲速取決於其動力學。P-模式振盪的頻率大於1mHz，並且在2-4mHz的範圍最強，它們通常被稱為5分鐘振盪 (註：5分鐘振盪的頻率是每秒鐘1/300周期 = 3.33mHz)。p-模式在太陽表面有數百公里的振幅，並且隨時可以從多普勒影像或靈敏度較高的譜線強度成像檢測出來。數以千計的高和中等強度的I級數p-模式 (見下文的波數級I) 已經被搭載在SOHO衛星上的邁克爾遜多普勒影像器 ( Michelson Doppler Imager，MDI) 檢測到，I強度低於200的明顯的和記再一起形成脊的高強度模式分隔開來。 SOHO衛星搭載的GOLF大約偵測到10個頻率低於1.5mHz的p-模式。

• g-模式或重力波是密度波，以引力（負浮力的取代物質） 作為恢復力，因此稱為"g-模式"。g-模式的振盪是低頻波 (0-0.4mHz)，他們局限在太陽內部的對流層內 （從0.7延伸至1.0太陽半徑），實際上在太陽表面是看不見的。恢復力是由絕熱膨脹引起的：在太陽內部的深處，溫度梯度是微弱的，因而只有少量比周圍的環境較冷和密度較高的氣泡會移動 (例如向上)，並且將會因此被拉回原來的位置；這種恢復力驅動的是g-模式。在太陽的對流層，溫度梯度略大於絕熱遞減率，所以有一個反恢復力 （即對流驅動器） 使得g-模式不能傳播。通過整個對流層的g-模式是倏逝的，並被認為在光球上殘餘的振幅只有數毫米，但仍比溫度擾動更為顯著 （突出）。從80年代起，有數起聲稱測得g-模式，但都無法確認。在2007年，據稱使用GOLF測得一次g-模式。GONG2008 / SOHO XXI在波爾德舉行會議，腓比斯集團的報告不能證實此一研究結果，認為g-模式振幅的上限是3mm/s，未達到GOLF能夠測量的限制。最後，腓比斯集團發表了剛剛審查g-模式的回顧和目前對太陽g-模式的了解狀態。

• f-模式或表面重力波是一種重力波，但是只發生在光球或是光球的附近，而且該處的溫度梯度再次低於絕熱遞減率。有些中和高程度的f-模式，介於l = 117 和 l = 300之間 (見下文的波數級I)，曾經被MDI檢測到。

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