СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР
, представляет собой
постоянное радиальное истечение плазмы солнечной короны в межпланетное
пространство. Образование С. в. связано с потоком энергии, поступающим
в корону из более глубоких слоев Солнца. По-видимому, переносят энергию
магнитогидродинамич. и слабые ударные волны (см. Плазма, Солнце).
Для
поддержания С. в. существенно, чтобы энергия, переносимая волнами и теплопроводностью,
передавалась и верхним слоям короны. Постоянный нагрев короны, имеющей
темп-ру 1,5-2 млн. градусов, не уравновешивается потерей энергии за счёт
излучения, т. к. плотность короны мала. Избыточную энергию уносят частицы
С. в.
По существу С. в.- это непрерывно расширяющаяся
солнечная корона. Давление нагретого газа вызывает её стационарное гидродинамич.
истечение с постепенно нарастающей скоростью. В основании короны (10 тыс.
км
от
поверхности Солнца) частицы имеют радиальную скорость порядка сотен м/сек.
на расстоянии неск. радиусов от Солнца она достигает звуковой скорости
в плазме 100 - 150 км/сек, а на расстоянии 1 а. е. (у орбиты
Земли) скорость протонов плазмы составляет 300-750 км/сек.
Вблизи
орбиты Земли темп-pa плазмы С. в., определяемая по тепловой составляющей
скоростей частиц (по разности скоростей частиц и средней скорости потока),
в периоды спокойного Солнца составляет 104K, в активные периоды
доходит до 4 *105 K. С. в. содержит те же частицы, что и солнечная
корона, т. е. гл. обр. протоны и электроны, присутствуют также ядра гелия
(от 2 до 20%). В зависимости от состояния солнечной активности поток протонов
вблизи орбиты Земли меняется от 5· 10' до 5· 10" протонов/(сл2·сек),
а
их пространственная концентрация - от неск. частиц до неск. десятков частиц
в 1 см3. При помощи межпланетных кос-мич. станций установлено,
что вплоть до орбиты Юпитера плотность потока частиц С. в. изменяется по
закону r-2, где r - расстояние от Солнца. Энергия,
к-рую уносят в межпланетное пространство частицы С. в. в 1 сек, оценивается
в 1027 -1029 эрг (энергия электромагнитного
излучения Солнца 4 *10 33 эрг/сек). Солнце теряет с
С. в. в течение года массу, равную 2*10-14 массы Солнца. С.
в. уносит с собой петли силовых линий солнечного магнитного поля (т. к.
силовые линии как бы "вморожены" в истекающую плазму солнечной короны;
см. Магнитная гидродинамика). Сочетание вращения Солнца с радиальным
движением частиц С. в. придаёт силовым линиям форму спиралей. На уровне
орбиты Земли напряжённость магнитного поля С. в. меняется в пределах от
2,5*10-6 до 4 *10-4 э. Крупномасштабная структура
этого поля в плоскости эклиптики имеет вид секторов, в к-рых поле направлено
от Солнца или к нему (рис. 1). В период невысокой активности Солнца (1963-64)
наблюдались 4 сектора, сохранявшиеся в течение 1,5 лет. При росте активности
структура поля стала более динамичной, увеличилось и число секторов.
Рис. 1. Секторная структура межпланетного
магнитного поля, выявленная американским спутником "IMP-1".
Магнитное поле, уносимое С. в., частично
"выметает" галактич. космические лучи из околосолнечного пространства,
что приводит к изменению их интенсивности на Земле. Изучение вариаций космич.
лучей позволяет исследовать С. в. на больших расстояниях от Земли и, что
особенно важно, вне плоскости эклиптики. О многих свойствах С. в. вдали
от Солнца можно будет, по-видимому, узнать также из исследования взаимодействия
плазмы С. в. с плазмой комет - своеобразных космич. зондов. Размер полости,
занятой С. в., точно не известен (аппаратурой космич. станций С. в. прослежен
пока до орбиты Юпитера). У границ этой полости динамич. давление С. в.
должно уравновешиваться давлением межзвёздного газа, галактич. магнитного
поля и галактич. космич. лучей. Столкновение сверхзвукового потока солнечной
плазмы с геомагнитным полем порождает стационарную ударную волну перед
земной магнитосферой (рис. 2).
Рис. 2. Локализация геомагнитного поля
солнечным ветром: / - силовые линии магнитного поля Солнца; 2 - ударная
волна; 3 - магнитосфера Земли; 4 - граница магнитосферы;
5
- орбита Земли; 6 - траектория частицы.
С. в. как бы обтекает магнитосферу, ограничивая
её протяжённость в пространстве (см. Земля). Потоком частиц С. в.
геомагнитное поле сжато с солнечной стороны (здесь граница магнитосферы
проходит на расстоянии 10 RQ-земных радиусов) и вытянуто в антисолнечном
направлении на десятки R© (т. н. "хвост" магнитосферы). В слое между фронтом
волны и магнитосферой квазирегулярного межпланетного магнитного поля уже
нет, частицы движутся по сложным траекториям и часть из них может быть
захвачена в радиационные пояса Земли. Изменения интенсивности С.
в. являются осн. причиной возмущений геомагнитного поля (см. Вариации
'магнитные), магнитных бурь, полярных сияний, нагрева верхней атмосферы
Земли, а также ряда биофизич. и биохимич. явлений (см.
Солнечно-земные
связи). Солнце не выделяется чем-либо особенным в мире звёзд, поэтому
естественно считать, что истечение вещества, подобное С. в., существует
и у др. звёзд. Такой "звёздный ветер", более мощный, чем у Солнца, был
открыт, напр., у горячих звёзд с темп-рой поверхности 30-50 тыс. К. Термин
"С. в." был предложен амер. физиком E. Паркером (1958), разработавшим основы
гидродинамич. теории С. в.
Лит.: Паркер E., Динамические процессы
в межпланетной среде, пер. с англ., M., 1965; Солнечный ветер, пер. с англ.,
M., 1968; Хундхаузен А., Расширение короны и солнечный ветер, пер. с англ.,
M., 1976. M. А.Лившиц, С.Б.Пикелънер.
А Б В Г Д Е Ё 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