日震学

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日震学（英语：Helioseismology）是研究波振荡，特别是声波压力，在太阳上的传播。不同于地球的地震波，太阳的波几乎没有剪力的成分 (S波)。太阳压力波被认为是接近太阳表面的对流层中的湍流生成的。有些频率被建设性的干涉放大，换言之，太阳振荡的环像是一个钟，声波传输到太阳更表面的光球层，这是从太阳中心的核聚变辐射出的能量经由吸收生成可见光，离开太阳表面的区域。这些振荡几乎在任何时间序列的的太阳影像上都能检测得到，但观测到最好的影像是测量多普勒位移的光球吸收谱线。经由太阳振荡波的传播的变化，揭露了太阳内部的结构，并让天文物理学家发展出太阳内部剖面极为详细的设定条件。

日震学可以排除太阳微中子问题是由于太阳内部模型不正确的可能性 日震学揭示的特性包括外侧的对流层和内侧的辐射层以不同的速度旋转，这引发太阳能发电机产生磁场效应的想法，和在太阳表面对流层下的数千公里有等离子“喷射气流” (更明确的说，扭转振荡) 。这些喷射气流从赤道广泛的散播，在高纬度地区分解成小旋风的风暴。扭转振荡是太阳较差自转时间的变化，它们的交错影响旋转快与慢的带。这是我们在1980年就已经发现的，但到目前为止，还没有理论能解释并被普遍的接受，即使它们与太阳周期的密切关系很明显，一样有着11年的周期。

日震学也可以用来生成太阳背面的影像，包括从地球看不到的太阳黑子影像。简单来说，太阳黑子会吸收日震波 。这种太阳黑子的吸收会在太阳黑子的对跖点上造成震波亏损的影像。为方便太空气象的预测，从2000年晚期，经由SOHO卫星就有部分太阳背面中央地区的日震影像图不停的被产生，而从2001年起，全部的背面影像都被生成和进行资料分析。

日震学的名称源自类似研究地震波以确定地球内部结构的地震学。日震学可以和星震学对照，后者是研究一般恒星振荡的学科。

目录

太阳振荡的类型

由SOHO的仪器GILF在1996年2月19日和3月25日拍摄的低分辨率太阳震荡影像。水平轴是震动频率，单位是毫赫兹，或是千分之一赫兹 (mHz)，垂直轴是能量密度。5分钟振荡是在右侧的2至7mHz的一系列P-模式线。

在太阳的个别振荡会受到阻尼，所以经过几个周期就会消失。但是，当这些地区性扰动的干涉产生全球性的驻波，也就所谓的简正模式。分析这些重叠模式构成球面日震学的规律。

基于驱动它们的恢复力：声学的、重力、和表面重力，太阳振荡模是基本上分为三种类型：

• p-模式或声波有压力作为它们的恢复力，因此称为p-模式。在太阳内部的声速取决于其动力学。P-模式振荡的频率大于1mHz，并且在2-4mHz的范围最强，它们通常被称为5分钟振荡 (注：5分钟振荡的频率是每秒钟1/300周期 = 3.33mHz)。p-模式在太阳表面有数百公里的振幅，并且随时可以从多普勒影像或灵敏度较高的谱线强度成像检测出来。数以千计的高和中等强度的I级数p-模式 (见下文的波数级I) 已经被搭载在SOHO卫星上的迈克尔逊多普勒影像器 ( Michelson Doppler Imager，MDI) 检测到，I强度低于200的明显的和记再一起形成脊的高强度模式分隔开来。 SOHO卫星搭载的GOLF大约侦测到10个频率低于1.5mHz的p-模式。

• g-模式或重力波是密度波，以引力（负浮力的取代物质） 作为恢复力，因此称为"g-模式"。g-模式的振荡是低频波 (0-0.4mHz)，他们局限在太阳内部的对流层内 （从0.7延伸至1.0太阳半径），实际上在太阳表面是看不见的。恢复力是由绝热膨胀引起的：在太阳内部的深处，温度梯度是微弱的，因而只有少量比周围的环境较冷和密度较高的气泡会移动 (例如向上)，并且将会因此被拉回原来的位置；这种恢复力驱动的是g-模式。在太阳的对流层，温度梯度略大于绝热递减率，所以有一个反恢复力 （即对流驱动器） 使得g-模式不能传播。通过整个对流层的g-模式是倏逝的，并被认为在光球上残余的振幅只有数毫米，但仍比温度扰动更为显著 （突出）。从80年代起，有数起声称测得g-模式，但都无法确认。在2007年，据称使用GOLF测得一次g-模式。GONG2008 / SOHO XXI在波尔德举行会议，腓比斯集团的报告不能证实此一研究结果，认为g-模式振幅的上限是3mm/s，未达到GOLF能够测量的限制。最后，腓比斯集团发表了刚刚审查g-模式的回顾和目前对太阳g-模式的了解状态。

• f-模式或表面重力波是一种重力波，但是只发生在光球或是光球的附近，而且该处的温度梯度再次低于绝热递减率。有些中和高程度的f-模式，介于l = 117 和 l = 300之间 (见下文的波数级I)，曾经被MDI检测到。

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