сонячний вітер

Витікання речовини самої зовнішньої оболонки атмосфери Сонця - сонячної корони називається сонячним вітром. При існуючих в сонячній короні високих температурах тиск верхніх шарів не може врівноважити газовий тиск речовини корони, і тому вона постійно розширюється в простір. Теоретично це явище було передбачене американським фізиком Е. Паркером, а експериментально підтверджено за допомогою приладів, встановлених на радянських космічних апаратах «Луна-2» і «Луна-3», які і виявили потоки заряджених частинок в міжпланетному просторі. Однак з тих пір вчені дізналися про сонячному вітрі багато нового.


Корона - це плазма, тобто суміш заряджених частинок (іонів і електронів), які в магнітному полі рухаються уздовж силових ліній. Відомі два типи ліній магнітного поля: «закриті» і «відкриті». Закриті проходять через дві точки фотосфери і виглядають, як петлі або арки (їх можна побачити в русі сонячних протуберанців). Відкриті ж, починаючись в одній точці фотосфери, витягуються в міжпланетний простір. Області відкритих полів - це ті області, де корона може поширюватися назовні в формі сонячного вітру. Так як сонячний вітер являє собою розширення гарячої корони, то і він полягає в основному з іонів і електронів. Розподіл в ньому іонів, загалом, відповідає розподілу елементів на Сонце. Розширюється корона нерівномірно в різні боки простору, швидкості її розширення, або швидкості сонячного вітру, змінюються від 300 км / сек до 1 500 км / сек залежно від процесів, що відбуваються на Сонці.


Зображення показує взаємодію магни-тосфери Землі з сонячним вітром. Магнітосфера - зовнішнє магнітне поле Землі - під дією сонячного вітру витягується в бік, протилежний Сонцю, на мільйони кілометрів. Деякі частинки сонячного вітру проникають в магнітосферу. Одні, по спіралі наближаючись до магнітних полюсів, створюють в атмосфері полярні сяйва, в той час як інші захоплюються магнітним полем в поясі Ван Аллена.


Джерелами високошвидкісного сонячного вітру є коронарні дірки - області з низькою щільністю, що виникають над поверхнею там, де магнітне поле Сонця відкривається в міжпланетний простір. Під час мінімуму сонячної активності корональні діри зазвичай з'являються над полюсами Сонця і простягаються на дуже великі расстоніе. Причину швидкого сонячного вітру - корональні діри - вперше виявила космічна станція Skylab, а Ulysses, що обертався навколо Сонця з південного полюса, підтвердив існування швидкого сонячного вітру від сонячних полюсів. Я понскій космічний апарат Yohkoh спостерігав витікання частинок сонячного вітру з корони, а також отримав рентгенівське зображення корональної діри.


Сонячні виверженні, названі корональні закінченням маси (coronal mass ejection - СМЕ), пов'язують з розривом закритих ліній магнітного поля над поверхнею Сонця. Залежно від енергії, реалізованої при виверженні, сонячний вітер від СМЕ має або високі, або низькі швидкості. Частота появи CME синхронна з циклом сонячної активності. Помірний сонячний вітер тече від корональних променів - яскравих, щільних структур. "Спокійна корона" між дірками і променями також може проводити повільні потоки сонячної речовини.


Динамічні властивості сонячного вітру дуже тісно пов'язані з короною і її магнітним полем. 3начітельная частина сонячного магнітного поля, витягаючи, захоплюється несучи від Сонця вітром. Він же дме в різні боки, наповнюючи зарядженими частинками все околосолнечное простір, всю нашу планетну систему, створюючи міжпланетне магнітне поле, підтримуване за рахунок вітру.


Сонячний вітер справляє помітний вплив на всі планети, він, подібно до конвеєрній стрічці переносить наслідки подій, що відбуваються на сонячній поверхні, в міжпланетний простір. Коли він стикається з віддаленим небесним тілом, то викликає в просторі навколо нього зміні електричних властивостей, що може надавати значний вплив на атмосферу планет, і особливо на їх власне магнітне поле, в той випадку, якщо воно є.

Потік сонячного вітру наздоганяє і нашу мирно рухається по своїй околосолнечной орбіті планету. Але його зустрічає і блокує оболонка 3емлі, звана магнітосферою. Обтікаючи магнітосферу, сонячний вітер робить її схожою на пляшку, «дно» якої обернено до Сонця. Вузьке ж «шийку» цієї пляшки іменується хвостом магнітосфери. Питання про те, наскільки далеко в простір йде цей хвіст і відкрита або закрита «магнітна пляшка» (замикаються на нічній стороні геомагнітні силові лінії або відбувається їх перезамикання з силовими лініями міжпланетного магнітного поля), довгий час залишався дискусійним. Взагалі ж, ідея магнітного перезамикання для пояснення процесів, що дозволили потоку частинок сонячного речовини втікати в магнітосферу, була висунута більше 40 років тому. Але лише зовсім недавно, використовуючи космічний апарат WIND, дослідники змогли зробити рідкісні прямі спостереження магнітного перезамикання, яке дозволяє магнітному полю Сонця, проведеного сонячним вітром, зв'язуватися з магнітним полем Землі, пропускаючи при цьому плазму і енергію від Сонця в земний простір, що викликає полярні сяйва і магнітні бурі.

Попередні дослідження фіксували в основному наслідки перезамикання - потік плазми і енергії в напрямку до Землі або від неї, в той час як сам процес в дії був невловимий. А адже перезамикання - один з фундаментальних фізичних процесів у Всесвіті. На Сонці він, по всій видимості, відіграє основну роль у розвитку сонячних спалахів і закінчення корональних мас. І єдине мecто, де можна спостерігати цей процес безпосередньо, - це земна магнітосфера. Її глобальну картину показав космічний апарат IMAGE, як змінюється сонячного вітру, а інший літальний апарат - АСЕ - вимірює його інтенсивність і попереджає про час посилення його поривів і «штормів», здатних викликати перевантаження в електричних мережах, порушення супутникового зв'язку і становлять потенційну небезпеку для космонавтів.

Схожі статті