太陽圈電流片（Heliospheric current sheet，縮寫為HCS）或太陽圈電流頁[1][2]是太陽系內部磁場極性發生轉換的表面，這個區域在太陽圈內沿著太陽赤道平面延伸[2][3]。電流片的形狀是受到行星際物質中太陽磁場旋轉的影響而形成的，厚度大約為10,000公里，有一小股電流在電流片中流動，大小約為10-10A/m2。
電流片下面的磁場稱為行星際磁場，其產生的電流構成了一部分太陽圈電流迴路[4]。太陽圈電流片有時也稱為行星際電流片。
太陽圈電流片的特徵
由於太陽自轉，磁場被扭曲成帕克螺旋（Parker spiral），這是阿基米德螺線的一種，是由尤金·帕克於1958年提出的[5]，因而得名。電流片將帕克螺旋形狀的磁場一分為二[6][7]。1970年代早期，Schatten發展出一個數學模型，當旋轉的磁場改變極性時會翹曲、變形，形成類似芭蕾舞裙的波浪螺旋形狀[8][9]。進一步的動力學研究表明，太陽如同一位害羞的女芭蕾舞演員，會將高高飄揚的裙襬反覆向下壓[10]。
這種芭蕾舞裙形狀的成因有時被稱為「水龍頭效應」或者「橡膠軟管效應」[11][12]，好比一個人手執水龍頭上下揮舞並且快速旋轉。水流好比太陽風不斷向外噴射。
太陽圈電流片的磁場
太陽圈電流片隨著太陽的自轉每27天轉一圈，在這期間地球的磁場會穿越其峰頂與谷底，並與之發生相互作用。在靠近太陽表面的地方，由電流片中的徑向電流產生的磁場大約在5×10-6T量級[4]。太陽表面的磁場大小約為10-4T。如果是磁偶極場，其強度與距離的三次方成反比，地球軌道附近的磁場大約為10-11T。而實際上太陽磁場含有多極矩的成分，因此在地球附近實際大小要比這大100倍。
太陽圈電流片的電流
太陽圈電流片中的電流向內流動，並與太陽磁場一道在太陽極區附近向外流動的電流構成閉合迴路，總電流大約在3×109安培的數量級[4]，太陽圈中電流密度最大的地方達到了10-10A/m2的數量級。與其它天體物理過程中的電流片相比，產生地球極光的白克蘭電流只有大約100萬安培，大小只有太陽圈電流片中電流的千分之一。
太陽圈電流片的研究歷史
太陽圈電流片是由翰M. 威爾科克斯和諾曼F. Ness在1965年提出的[13]。漢尼斯·阿爾文等人推測銀河系也存在類似的星系電流片[14]，估計電流大小為1017-1019安培，位於銀河系的對稱平面上。
參考文獻
外部連結
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