Частый посетитель
Сообщений: 12836
Баллов: 49
Регистрация: 14.11.2009
|
Немного процитирую статью, интересно. | Цитата |
|---|
Солнечный ветер (СВ) - поток плазмы, электронов и ионов, преимущественно протонов,
из солнечной короны. Истечение солнечной плазмы (только во время солнечных
вспышек) было предсказано английским геофизиком С. Чепмэн и его коллегой В. Ферраро
в 1931г. для объяснения природы магнитных бурь.
Общие характеристики.
Солнечный ветер имеет бимодальный характер, это смесь медленного, спокойного и быстрого, скоростного потоков.
Скоростной поток в свою очередь делится на квазистационарные и спорадические потоки, имеющие разную природу.
Спокойный солнечный ветер - постоянный поток солнечной плазмы над корональными
стриммерами. Скорость спокойного солнечного ветра 300-500км/с, плотность 10-15 см^-3.
Квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы, ответственные за рекуррентные геомагнитные возмущения, наблюдаются над корональными дырами. Скорость здесь повышена до 700-1000 км/с, плотность понижена (3-4 см-3).
Рекуррентные потоки, с 27-дневной периодичностью, связывались с определенными областями на Солнце, которые раньше назывались М-областями (отсюда и М-потоки солнечного ветра), а теперь называются корональными дырами.
В минимуме солнечной активности эти два потока солнечного ветра пространственно разделены: стриммеры и спокойный поток СВ наблюдаются ближе к плоскости экватора, тогда как корональные дыры смещены к полюсам, выше 70 град. Это видно по наблюдениям на КА ULISUS, орбита которого поднималась над плоскостью эклиптики.
Хотя корональные дыры в основном приполюсные, однако значимый вклад в магнитную активность вносят КД, вытянутые с полюса через экватор. Особенно велика их активность на спадающей ветви цикла.
Там, где скоростной поток догоняет медленный, образуется ударная волна, где плотность частиц и напряженность магнитного поля выше, чем в остальной части потока. Поскольку рекуррентные потоки высокоскоростного солнечного ветра существуют в течение нескольких 27-дневных оборотов Солнца, и поскольку может одновременно существовать 2- 4 потока, разнесенных по долготе, в солнечном ветре образуется т.н. секторная структура с несколькими фронтами, приход которых к Земле вызывает рекуррентные магнитные возмущения - серии суббурь или умеренные магнитные бури.
Спорадические высокоскоростные потоки - относительно кратковременные и сложные по структуре образования, ответственные за спорадические магнитосферные возмущения, в частности с ними связаны большие магнитные бури.
Скорость солнечного ветра в спорадических потоках достигает 1200 км/с; на переднем фронте и впереди его образуется ударная волна, здесь происходит ряд процессов, приводящих, в частности, к ускорению энергичных частиц.
Долгое время предполагалось, что спорадические потоки в солнечном ветре обусловлены солнечными вспышками, в настоящее время в качестве источника чаще называют корональные выбросы массы (CME, Coronal Mass Ejection), хотя роль солнечных вспышек полностью отвергать нет оснований.
Межпланетное магнитное поле (ММП, IMF)
Плазма солнечного ветра обладает высокой проводимостью настолько, что магнитные силовые линии солнечной короны выносятся ею в межпланетное пространство. Динамическое давление плазмы (или плотность энергии) много выше
магнитного давления в результате чего магнитное поле вытягивается в виде спирали Архимеда (Спираль Паркера). Идеальная геометрия нарушается в присутствии одного или нескольких скоростных потоков.
В вакууме магнитное дипольное поле Солнца (10^-4 тесла) должно убывать как расстояние в кубе и на орбите Земли имеет порядок 10^-11 тесла. Но по измерениям оно составляет около 10^-9 тесла. По МГД (MHD) теории движение проводящей жидкости в
магнитном поле индуцирует электрическое поле, которое в свою очередь создает магнитное поле (МГД-динамо).
МГД генератор, создающий электрическое поле, работает в магнитосфере и ионосфере равно как и во многих галактических магнито-плазменных объектах, и является одним из основных элементов возбуждения магнитосферных возмущений, магнитных бурь и суббурь.
Воздействие солнечного ветра на магнитосферу вызывает поджатие магнитосферы в головной части и возрастание напряженности поля. Эта проблема рассматривается в рамках задачи Чепмэна-Ферраро (1931 г.).
Агентом, создающим сжатие, является электрически нейтральная плазма солнечного ветра.
...
солнечный ветер состоит из трех в первом приближении независимых компонент:
1. спокойный солнечный ветер - постоянно существующий поток солнечной плазмы, заполняющий все межпланетное пространство вплоть до границ гелиосферы (50-200 а.е.);
2. квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы, ответственные за рекуррентные геомагнитные возмущения;
3. спорадические высокоскоростные потоки - относительно кратковременные, чрезвычайно неоднородные и сложные по структуре образования, ответственные за спорадические магнитосферные возмущения.
...
P.A. Sturrock и R.E. Hartle (1966 год) обратили внимание на то, что в солнечном ветре ... температура ионов может существенно отличаться от температуры электронов. ... Такое относительно независимое существование электронной и ионной компонент
плазмы описывается в рамках двухжидкостной гидродинамики.
...
Высокоскоростной солнечный ветер
Как видно из данных, представленных в табл. 1, высокоскоростной солнечный ветер характеризуется повышенной скоростью (около 700 км/с), пониженной плотностью плазмы (n = 4 см-3) и повышенной ионной температурой. Однако, прежде чем обсуждать
возможные источники этих потоков, напомним, что существуют по меньшей мере два рода таких потоков: рекуррентные и спорадические.
Рекуррентные потоки высокоскоростного солнечного ветра отличаются прежде всего тем, что существуют в течение многих месяцев, регулярно появляясь в окрестностях Земли примерно через 27 дней (период оборота Солнца), что свидетельствует об
относительно большом времени жизни их источников. В течение многих лет происхождение этих потоков оставалось загадкой, поскольку им не соответствовали какие-либо видимые особенности на поверхности Солнца. Однако в настоящее время
можно считать доказанным, что обсуждаемые потоки зарождаются на Солнце в области так называемых корональных дыр.
Корональные дыры отчетливо видны на получаемых на космических аппаратах фотографиях Солнца в рентгеновском и крайнем ультрафиолетовом диапазонах спектра солнечного излучения , где они фиксируются как обширные области
пониженной (в несколько раз) интенсивности излучения, простирающиеся от полярных широт до экватора или даже в противоположное полушарие.
Протяженность корональных дыр по долготе составляет 30° - 90°. Соответственно время прохождения корональной дыры через центральный меридиан Солнца (вследствие вращения последнего) составляет 3-6 суток, что вполне согласуется с длительностью
существования соответствующих высокоскоростных потоков в окрестностях Земли.
Пониженная интенсивность рентгеновского излучения в области корональных дыр может определяться как пониженной плотностью плазмы в этих областях, так и ее пониженной температурой. Действительно, наземные наблюдения короны во время солнечных
затмений показывают, что в короне существуют, в особенности в высоких широтах, области с относительно низкой плотностью плазмы. В то же время и температура плазмы в области корональных дыр оказывается существенно пониженной. Так, например, при наблюдениях излучения Солнца в радиодиапазоне яркостная температура в области корональных дыр составляет около 0,8 10^6 К, что существенно ниже температуры спокойной короны, и плотность плазмы в корональной дыре составляет 0,25 плотности
спокойной короны.
Таким образом, корональные дыры действительно представляют собой области пониженной плотности плазмы и ее относительно низкой температуры. Чем вызываются указанные особенности короны в этих областях, не совсем ясно. В связи с этим обращает
на себя внимание то, что корональные дыры, как правило, совпадают с областями униполярного магнитного поля с квазирадиальными или слегка расходящимися силовыми линиями. Открытые силовые линии магнитного поля не препятствуют радиальному расширению корональной плазмы, что может объяснить пониженную плотность последней в области дыр и увеличение скорости генерируемого в них солнечного ветра.
...
Спорадические высокоскоростные потоки. Второй тип высокоскоростных потоков в солнечном ветре - это кратковременные (время пробега мимо Земли = 1-2 суток), часто чрезвычайно интенсивные (скорость солнечного ветра до 1200 км/с) потоки, имеющие весьма большую долготную протяженность. Двигаясь в межпланетном пространстве, заполненном плазмой относительно медленного спокойного солнечного ветра, высокоскоростной поток как бы сгребает эту плазму, в результате чего перед его фронтом образуется движущаяся вместе с ним отошедшая ударная волна. Пространство между фронтом потока и фронтом отошедшей ударной волны заполнено относительно плотной (несколько десятков частиц в 1 см3) и горячей плазмой.
...
Кроме того, как показали Harrison и др. (1990 год), корональные выбросы и вспышки связаны с одними и теми же активными
областями на Солнце, и быстрые выбросы (со скоростью порядка 1000 км/с), с которыми обычно связана межпланетная ударная волна, начинают свое движение в короне одновременно с началом вспышки. |
Внимание! Данное сообщение содержит исключительно личное мнение автора. Есть основания полагать, что оно может не отвечать критериям научности.
|
