نموذج بابكوك

رسم بياني على شكل فراشة يوضح نمط البقع الشمسية المزدوجة. الرسم البياني هو رقم وولف للبقع الشمسية .

في الفيزياء الشمسية ، يصف نموذج بابكوك ومتغيراته آليةً يحاولون من خلالها تفسير الأنماط المغناطيسية والبقع الشمسية المرصودة على الشمس . وقد سُمّي هذا النموذج نسبةً إلى هوراس دبليو بابكوك .

بدأ الفهم الحديث للبقع الشمسية مع جورج إيليري هيل ، الذي ربط بين المجالات المغناطيسية والبقع الشمسية. واقترح هيل أن دورة البقع الشمسية تبلغ 22 عامًا، وتغطي انعكاسين قطبيين للمجال المغناطيسي الشمسي ثنائي القطب.

اقترح هوراس دبليو بابكوك في عام 1961 نموذجًا نوعيًا لديناميكيات الشمس. ^{[ 1 ]} على أوسع نطاق، تدعم الشمس مجالًا مغناطيسيًا متذبذبًا، بدورية شبه ثابتة تبلغ 22 عامًا. ^{[ 2 ] [ 3 ]} يُعرف هذا التذبذب بدورة دينامو بابكوك-ليتون، التي اقترحها روبرت ب. لايتون ، وهي عبارة عن تبادل متذبذب للطاقة بين مكونات المجال المغناطيسي الشمسي القطبي والحلقي.

تُقابل نصف دورة دينامو دورة شمسية واحدة للبقع الشمسية . عند ذروة النشاط الشمسي ، يكون المجال المغناطيسي ثنائي القطب القطبي الخارجي قريبًا من أدنى مستوى له في دورة الدينامو، بينما يكون المجال المغناطيسي رباعي الأقطاب الحلقي الداخلي ، الناتج عن الدوران التفاضلي، ^{[ 4 ]} قريبًا من أقصى مستوى له. عند هذه النقطة من دورة الدينامو، يُجبر الصعود الطافي داخل منطقة الحمل الحراري على ظهور مجال مغناطيسي حلقي عبر الغلاف الضوئي ، مما يُؤدي إلى ظهور بقع من المجال المغناطيسي المُركّز تُقابل البقع الشمسية .

خلال مرحلة انحسار الدورة الشمسية، تنتقل الطاقة من المجال المغناطيسي الحلقي الداخلي إلى المجال القطبي الخارجي، ويقل عدد البقع الشمسية. عند أدنى مستوى للدورة الشمسية ، يكون المجال الحلقي في أدنى قوته، وتكون البقع الشمسية قليلة، ويكون المجال القطبي في أقصى قوته. مع بداية دورة البقع الشمسية التالية التي تستغرق 11 عامًا، تعود الطاقة المغناطيسية من المجال القطبي إلى المجال الحلقي، ولكن بقطبية معاكسة للدورة السابقة. تستمر هذه العملية باستمرار، وفي سيناريو مثالي ومبسط، تتوافق كل دورة بقع شمسية مدتها 11 عامًا مع تغير في القطبية الكلية للمجال المغناطيسي الشمسي واسع النطاق. ^{[ 5 ] [ 6 ]}