Сонячний вітер
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Сонячний вітер

Сонячний вітер, є постійним радіальним виділенням плазми сонячної корони в міжпланетний простір. Освіта С. ст пов'язано з потоком енергії, що поступає в корону з глибших шарів Сонця. Мабуть, переносять енергію магнітогідродинамічні і слабкі ударні хвилі (див. Плазма, Сонце ). Для підтримки С. ст істотно, щоб енергія, переносима хвилями і теплопровідністю, передавалася і верхнім шарам корони. Постійний нагрів корони, що має температуру 1,5—2 млн. градусів, не врівноважується втратою енергії за рахунок випромінювання, т.к. плотность корони мала. Надлишкову енергію відносять частки С. ст

загрузка...

  По суті С. ст — це сонячна корона, що безперервно розширюється. Тиск нагрітого газу викликає її стаціонарне гідродинамічне виділення з поступово наростаючою швидкістю. У підставі корони (~ 10 тис. км. від поверхні Сонця) частки мають радіальну швидкість порядка сотні м-коду / сік . на відстані декількох радіусів від Сонця вона досягає звуковій швидкості в плазмі 100—150 км. / сік , а на відстані 1 а. е. (в орбіти Землі) швидкість протонів плазми складає 300—750 км. / сік . Поблизу орбіти Землі температура плазми С. ст, визначувана по тепловій складовій швидкостей часток (по різниці швидкостей часток і середньої швидкості потоку), в періоди спокійного Сонця складає ~ 10 4 До, в активні періоди доходить до 4×10 5 До. С. ст містить ті ж частки, що і сонячна корона, тобто головним чином протони і електрони, присутні також ядра гелію (від 2 до 20%). Залежно від стану сонячної активності потік протонів поблизу орбіти Землі міняється від 5×10 7 до 5×10 8 протонов/( см 2 × сік ), а їх просторова концентрація — від декількох часток до декількох десятків часток в 1 см 3 . За допомогою міжпланетних космічних станцій встановлено, що аж до орбіти Юпітера щільність потоку часток С. ст змінюється згідно із законом r –2 , де r — відстань від Сонця. Енергія, яку відносять в міжпланетний простір частки С. ст в 1 сікло , оцінюється в 10 27 —10 29 ерг (енергія електромагнітного випромінювання Сонця ~4×10 33 ерг / сік ). Сонце втрачає з С. ст протягом року масу, рівну ~2×10 –14 маси Сонця. С. ст відносить з собою петлі силових ліній сонячного магнітного поля (т.к. силовиє лінії як би «вморожують» у витікаючу плазму сонячної корони; див.(дивися) Магнітна гідродинаміка ). Поєднання обертання Сонця з радіальним рухом часток. С. ст надає силовим лініям форму спіралей. На рівні орбіти Землі напруженість магнітного поля С. ст міняється в межах від 2,5×10 –6 до 4×10 –4 е . Великомасштабна структура цього поля у плоскості екліптики має вигляд секторів, в яких поле направлене від Сонця або до нього (мал. 1). В період невисокої активності Сонця (1963—64) спостерігалися 4 сектори, що зберігалися протягом 1,5 років. При зростанні активності структура поля стала динамічнішою, збільшилося і число секторів.

  Магнітне поле, що відноситься С. ст, частково «вимітає» галактичні космічні промені з навколосонячного простору, що приводить до зміни їх інтенсивності на Землі. Вивчення варіацій космічних променів дозволяє досліджувати С. ст на великих відстанях від Землі і, що особливо важливе, поза плоскістю екліптики. Про багато властивостей С. ст далеко від Сонця можна буде, мабуть, взнати також з дослідження взаємодії плазми С. ст з плазмою комет — своєрідних космічних зондів. Розмір порожнини, зайнятої С. ст, точно не відомий (апаратурою космічних станцій С. ст прослідило доки до орбіти Юпітера). Біля кордонів цієї порожнини динамічний тиск С. ст повинно врівноважуватися тиском міжзоряного газу, галактичного магнітного поля і галактичних космічних променів. Зіткнення надзвукового потоку сонячної плазми з геомагнітним полем породжує стаціонарну ударну хвилю перед земною магнітосферою (мал. 2). С. ст як би обтікає магнітосферу, обмежуючи її протяжність в просторі (див. Земля ). Потоком часток С. ст геомагнітне поле стисле з сонячного боку (тут кордон магнітосфери проходіт на відстані ~10 R Å — земних радіусів) і витягнуте в антисонячному напрямі на десятки R Å (т.з. «хвіст» магнітосфери). У шарі між фронтом хвилі і магнітосферою квазірегулярного міжпланетного магнітного поля вже немає, частки рухаються по складних траєкторіях і частина з них може бути захоплена в радіаційні пояси Землі . Зміни інтенсивності С. ст є основною причиною обурень геомагнітного поля> (див. Варіації магнітні ), магнітних бурь, полярних сяянь, нагріву верхньої атмосфери Землі, а також ряду біофізичних і біохімічних явищ (див. Сонячно-земні зв'язки ). Сонце не виділяється чим-небудь особливим в світі зірок, тому природно вважати, що виділення речовини, подібне С. ст, існує і в ін. зірок. Такий «зоряний вітер», потужніший, ніж в Сонця, був відкритий, наприклад, в гарячих зірок з температурою поверхні ~30—50 тис. К. Термін «З. в.» був запропонований американським фізиком Е. Паркером (1958), що розробив основи гідродинамічної теорії С. ст

  Літ.: Паркер Е., Динамічні процеси в міжпланетному середовищі, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Сонячний вітер, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968; Хундхаузен А., Розширення корони і сонячний вітер, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1976.

  М. А. Лівшиц, С. Би. Пікельнер.

Мал. 2. Локалізація геомагнітного поля сонячним вітром: 1 — силові лінії магнітного поля Сонця; 2 — ударна хвиля; 3 — магнітосфера Землі; 4 — кордон магнітосфери; 5 — орбіта Землі; 6 — траєкторія частки.

Мал. 1. Секторна структура міжпланетного магнітного поля, виявлена американським супутником «Imp-1».