太陽為什么也在自轉(zhuǎn)

由于非軸對稱的全球尺度的對流和自轉(zhuǎn)的相互作用，角動量向赤道轉(zhuǎn)移，從而形成了太陽的較差自轉(zhuǎn)。

研究太陽自轉(zhuǎn)還包括太陽大氣層的自轉(zhuǎn)問題。一般來說，大氣低層的自轉(zhuǎn)情況基本上也隨緯度而變化，而在大氣上層的自轉(zhuǎn)則沒有什么明顯變化。此外，太陽自轉(zhuǎn)還涉及到太陽黑子的分布等問題?？傊嘘P(guān)太陽的自轉(zhuǎn)，還有很多謎等待我們?nèi)ソ忾_。

太陽存在自轉(zhuǎn)，可以從黑子以及日面上的其他活動客體，如日珥、暗條和譜斑等在日面上的移動，或從太陽東西邊緣光譜線的多普勒效應(yīng)來證實。

太陽自轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。在日面緯度不同處，自轉(zhuǎn)角速度不同，在太陽赤道，自轉(zhuǎn)最快，緯度越高，自轉(zhuǎn)越慢，這說明太陽存在著較差自轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。太陽自轉(zhuǎn)角速度Ω和日面緯度的關(guān)系可以寫成下式：

Ω=a+b sin+c sin，a、bc是用最小二乘法根據(jù)日面的活動客體的觀測數(shù)據(jù)整理得到的，隨所觀測的活動客體的不同而不同。以恒星為參考背景，日面緯度17°處的太陽自轉(zhuǎn)周期是25。38日，稱為太陽自轉(zhuǎn)的恒星周期。相對于地球而言的自轉(zhuǎn)周期是27。275日，稱為太陽自轉(zhuǎn)的會合周期。地面的觀測者為了觀測的方便常使用后一數(shù)字。

由于近年來觀測技術(shù)的發(fā)展，我們能夠更精確地了解太陽自轉(zhuǎn)的情況。1970年，霍華德和哈維發(fā)現(xiàn)，太陽表面有一個全球尺度的非軸對稱的速度場，而日面較差自轉(zhuǎn)只是上述速度場的緯向速度分量的反映。這一速度場的存在表明在赤道與極之間有角動量轉(zhuǎn)移。

很早就有人注意到太陽自轉(zhuǎn)速率常有變化。1904年，哈姆就發(fā)現(xiàn)，1901～1902年與1903年觀測到的太陽自轉(zhuǎn)速率是不一樣的;1916年，普拉斯基特觀測到在幾天之內(nèi)太陽自轉(zhuǎn)速率的變化達(dá)到每秒0。15公里;1970年霍華德和哈維的精確的觀測更表明太陽自轉(zhuǎn)速率天天都有變化。但是，太陽自轉(zhuǎn)速率隨時間變化的規(guī)律還不清楚，既不是越轉(zhuǎn)越快，也不是越轉(zhuǎn)越慢，而是在某一個上下限之間擺動。

不少人還觀測、研究了色球、日冕和太陽磁場扇形結(jié)構(gòu)的較差自轉(zhuǎn)。色球和日冕的自轉(zhuǎn)速率同光球相似。有些觀測表明，在某些日面緯度上日冕自轉(zhuǎn)速度比光球自轉(zhuǎn)速度慢，并且隨太陽周期的位相而變化。至于太陽磁場扇形結(jié)構(gòu)的邊界，并沒有象根據(jù)較差自轉(zhuǎn)理論所預(yù)料的那樣變化，而是呈現(xiàn)出一種剛性旋轉(zhuǎn)。

太陽內(nèi)部的自轉(zhuǎn)無法直接觀測，只能間接推測，例如，根據(jù)主序星的平均自轉(zhuǎn)速度的統(tǒng)計規(guī)律，根據(jù)角速度同恒星年齡和電離鈣發(fā)射線的關(guān)系，或者根據(jù)太陽的鋰-鈹豐度進(jìn)行推測。有的學(xué)者認(rèn)為太陽內(nèi)部自轉(zhuǎn)速度比表面快，有的學(xué)者認(rèn)為比表面慢，看法還不一致。

太陽較差自轉(zhuǎn)的理論研究工作是六十年代才開始的，因為對于太陽對流層中的大尺度環(huán)流的了解有了較大的進(jìn)展，所以在湍流理論的基礎(chǔ)上提出了太陽較差自轉(zhuǎn)的理論，其基本思想是：米粒組織和超米粒組織這些小尺度對流可看作是一種粘滯作用，由于非軸對稱的全球尺度的對流和自轉(zhuǎn)的相互作用，角動量向赤道轉(zhuǎn)移，從而形成了太陽的較差自轉(zhuǎn)。