差異自轉

差異自轉（英語：differential rotation），又名差動自轉。是指一個天體在自轉時不同部位的角速度互不相同的現象。差異自轉在大多數非固體的天體中存在，比如星系、恆星、巨型氣體行星等等；太陽系內則在太陽、木星和土星的表面出現。

歷史

據歷史記載，伽利略·伽利萊在觀測太陽黑子時首度察覺到此一現象，成為第一位觀察到差異自轉者。而後，克里斯托夫·賽因那(Christoph Scheiner)於1630年左右指出太陽在極區與赤道區的自轉週期差異，與現今觀測結論並無太多差別。

成因

星體的自轉來自於其在前恆星(prestellar)的吸積階段(accretion phase)，以及對角動量的守恆而來。而差異自轉的成因主要來自於星體自身結構內部的對流；由於恆星內部有溫度梯度等影響，對流會使得內部及外部的物質進行類似置換的動作，而小區塊物質本身帶有恆星的部份角動量，不同區域的對流造成了恆星內部角速度分佈的重新配置，而形成了差異自轉的現象。需要注意的是，有時恆星風也是恆星損失角動量的來源。

銀河系的差異自轉

盤狀星系不像固體一樣旋轉，但會發生差異自轉。星系旋轉速度隨半徑的變化關係稱為旋轉曲線，它通常被看作是對星系質量輪廓的一種測量：

v_{c}(R)={\sqrt {\frac {GM(<R)}{R}}}

其中

$v_{c}(R),$ 是半徑 $R$ 處的旋轉速度
$M(<R),$ 是半徑 $R$ 以內包含的總質量

延伸閱讀

Annu. Rev. Astron. Astrophys. 2003. 41:599-643 doi:10.1146/annurev.astro.41.011802.094848 "The Internal Rotation of the Sun"
David F. Gray, Stellar Photospheres; The Observations and Analysis of: Third Edition, chapter 8, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-85186-2

外部連結

歷史

成因

銀河系的差異自轉

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