Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Лит.: Сомов В. В,, Сироватсняй С. И., Физические процессы в атмосфере Солнца, вызываемые вспышками, «УФН», 1976, т. 120, с. 217; Исследования солнечной активности и космическая система «Прогноз». Сб. ст., под ред. Р. 3. Сагдее-ва, М., 1984; Проблемы фиаики космических лучей. Сб. ст., под ред. А. Е. Чудакова, М., 1987. А. И. Сладкова.
СОЛНЕЧНЫЙ ВЁТЕР — непрерывный поток плазмы солнечного происхождения, распространяющийся приблизительно радиально от Солнца н заполняющий Солнечную систему до гелиоцентрич. расстояний R ~ 100 а, е. С. в. образуется при газодннамич. расширении солнечной короны (см. Солнце) в межпланетное пространство. При высоких темп-рах, к-рые существуют в солнечной короне («1,5-10® К), давление вышележащих
слоёв не может уравновесить газовое давление вещества короны, н ворона расширяется.
Первые свидетельства существования пост, потока плазмы от Солнца получены Л. Бирманом (L. Biermann) в 1950-х гг. по анализу снл, действующих на плазменные хвосты комет. В 1957 Ю. Паркер (Е, Parker), анализируя условия равновесия вещества короны, по ка вал, что корона не может находиться в условиях гидроста-тнч. равновесия, как это раньше предполагалось, а должна расширяться, н это расширение при имеющихся граничных условиях должно приводить к разгону ио-ронального вещества до сверхзвуковых сиоростей (см. ниже). Впервые поток плазмы солнечного происхождения был зарегистрирован на советском космич. аппарате «Луна-2» в 1959. Существование пост, истечения плазмы из Солнца было доказано в результате многомесячных измерении на амер. космич. аппарате «Мари-нер-2» в 1962.
Ср. характеристики С. в. приведены в табл. 1. Потоки С. в. можно разделить на два класса: медленные — со скоростью да 300 км/с н быстрые — со скоростью 600—700 им/с. Быстрые потоки исходят из областей солнечной короны, где структура магн. поля близка к радиальной. Часть этих областей являются коро-нальными дырами. Медленные потоки С, в. связаны, по-видимому, с областями короны, в к-рых имеется значит. тангенциальный компонент магн. поля.
Табл. 1.— Средние характеристики солнечного ветра на орбите Земли
Скорость 400 км/с
Концентрация протонов в CM-*
Температура протонов 5 IO4K
Температура электронов 1,5-IO1K
Напряжённость магнитного поля 5¦10“‘Э
Плотность потока протонов .... Плотность потока кинетической 2,4-10* CM-».с”1
энергии 0,3 эрг-CM-1-с"1
Табл. 2.—Относительный химический состав солнечного ветра
Элемент Относительное содержание Элемент Относительное содержание
H 0,96 Ne 7,5-10-»
«He 1,7-10“* Si 7,5-10-*
¦He 0,04 Ar 3,0-IO-*
О 5-Ю”4 Fe 4,7- 10-*
Помимо осн. составляющих С. в.— протонов н электронов, в его составе также обнаружены а-частицы, высокоионязов. ноны кислорода, иремння, серы, железа (рис. 1). При анализе газов, захваченных в экспонированных на Луне фольгах, найдены атомы Ne н Ar. Ср. относительный хим. состав С. в. приведён в табл. 2. Ионизац. состояние вещества С. в. соответствует тому уровню в короне, где время рекомбинации мало по сравнению со временем расширения (R = 1,5—2 Rq). Измерения ионизац. темп-ры нонов С. в. позволяют определять электронную темп-ру солнечной короны.
В С. в. наблюдаются разл. типы волн: ленгмюров-ские, вкстлеры, ионно-звуковые, магнитозвуковые, альвеновские и др. (см. Волны в плазме). Часть волн альвеиовского типа генерируется на Солнце, часть — возбуждается в межпланетной среде. Генерация волн сглаживает отклонения ф-ции распределення частиц от максвелловской н в совокупности с воздействием магн. поля на плазму приводит к тому, что С. в. ведёт себя как сплошная среда. Волны альвеиовского типа играют большую роль в ускорении малых составляющих С. в. нв формированни ф-цни распределения протонов, В С. в. наблюдаются также контаитные и вращательные разрывы, характерные для замагннченной плазмы.
Рис. 1, Массовый спектр солнечного ветра. По горизонтальной оси — отношение массы частицы к её заряду, по вертикальной — число частиц, зарегистрированных в энергетическом окне прибора за 10 с. Цифры со значком «+» обозначают заряд вона.
2 3 4 5 6 7 8 9 /»/?
Поток С. в. является сверхзвуковым по отношению к скоростям тех типов волн, к-рые обеспечивают эфф. передачу энергии в С. в. (альвеновские, звуковые в магкитозвуковые волны). Альвеновское н звуковое Маха число С. в. иа орбите Землн » 7. Прн обтеканин С. в. препятствий, способных эффективно отклонять его (магн. поля Меркурия, Земли, Юпитера, Сатурна или проводящие ионосферы Венеры и, по-вндвмому, Марса), образуется отошедшая головная ударная волна. С. в. тормозится н разогревается на фронте ударной волны, что позволяет ему обтекать препятствие. При этом в С. в. формируется полость — магнитосфера (собственная нли индуцированная), форма н размеры к-рой определяются балансом давления маги, поля планеты и давления обтекающего потока плазмы (см. Магнитосфера Земли, Магнитосферы планет). В случае взаимодействия С. в. с непроводящим телом (напр., Луна) ударная волна не возникает. Поток плазмы поглощается поверхностью, а за телом образуется полость, постепенно заполняемая плазмой С. в.
