Solar and Stellar Dynamos: Saas-Fee Advanced Course 39 Swiss Society for Astrophysics and Astronomy

دینام‌های اخترفیزیکی در قلب میدان‌های مغناطیسی کیهانی در طیف وسیعی از مقیاس‌ها، از سیارات و ستارگان گرفته تا کل کهکشان‌ها قرار دارند. این کتاب معرفی کامل و گام به گام دینام های خورشیدی و ستاره ای را ارائه می دهد. ابتدا با نگاهی به منشأ نهایی میدان‌های مغناطیسی دانه کیهانی، آنتاگونیست‌های تقویت میدان مورد توجه قرار می‌گیرند: واپاشی مقاومتی، دفع شار، و جریان‌هایی که توسط قضایای ضد دینام رد می‌شوند. سپس دو جریان سینماتیکی که می توانند به عنوان دینام عمل کنند مورد مطالعه قرار می گیرند: سلول رابرتز و جریان CP. الکترودینامیک میدان متوسط ​​و استخراج معادلات دینام میدان میانگین منجر به دینام آلفا امگا، دینام انتقال شار و دینام بر اساس مکانیسم بابکاک-لیتون می شود. جایگزین‌هایی برای نظریه میدان میانگین نیز ارائه شده‌اند، مانند شبیه‌سازی دینام MHD جهانی. نوسانات و حداقل های بزرگ در چرخه خورشیدی از نظر مدولاسیون دینام از طریق عوامل تصادفی و اثرات غیرخطی مورد بحث قرار می گیرند. این کتاب با مروری بر چالش‌های اصلی در درک میدان‌های مغناطیسی ستاره‌ای و تکامل آن‌ها از نظر مدل‌های مختلف دینام، شبیه‌سازی‌های جهانی MHD و میدان‌های فسیلی به پایان می‌رسد. هر فصل با یک کتابشناسی مشروح همراه است، که خوانندگان را به ادبیات فنی مربوطه راهنمایی می کند، که ممکن است آنها را به انجام تحقیقات خود در زمینه تئوری دینام سوق دهد.

Astrophysical dynamos are at the heart of cosmic magnetic fields of a wide range of scales, from planets and stars to entire galaxies. This book presents a thorough, step-by-step introduction to solar and stellar dynamos. Looking first at the ultimate origin of cosmic seed magnetic fields, the antagonists of field amplification are next considered: resistive decay, flux expulsion, and flows ruled out by anti-dynamo theorems. Two kinematic flows that can act as dynamos are then studied: the Roberts cell and the CP-flow. Mean-field electrodynamics and derivation of the mean-field dynamo equations lead to the alpha Omega-dynamo, the flux transport dynamo, and dynamos based on the Babcock-Leighton mechanism. Alternatives to the mean-field theory are also presented, as are global MHD dynamo simulations. Fluctuations and grand minima in the solar cycle are discussed in terms of dynamo modulations through stochastic forcing and nonlinear effects. The book concludes with an overview of the major challenges in understanding stellar magnetic fields and their evolution in terms of various dynamo models, global MHD simulations, and fossil fields. Each chapter is accompanied by an annotated bibliography, guiding the readers to the relevant technical literature, which may lead them to carry out their own research in the field of dynamo theory.