行星与恒星磁变动的耦合自旋模型

地磁学以间歇性极性倒转和快速涨落为特征。我们近期提出了一个耦合宏自旋模型来描述这些动力学过程，其基本思想是整个发电机机制由许多小发电机元的相干相互作用所描述。在本文中，我们进一步发展了这一思想，并构建了一个描述磁变动的极小模型。这个简单模型自然地产生了地磁学的许多观测特征：其时间演化、功率谱、稳定极性期的频率分布等。该模型具有共存的两个相：即决定全球偶极磁矩的团簇相，以及产生随机持续扰动从而导致偶极矩间歇性极性翻转的扩展相。该模型也能描述自旋振荡的同步现象。这对应于太阳的情形，模型很好地描述了太阳磁性的准规则周期。此外，通过基于我们的模型分析磁流体力学方程的相关项，我们得到了行星、卫星、太阳和恒星磁性的一个标度关系。将其与各种观测比较，我们可以估计宏自旋的尺度。