Сонячний вітер.
Наприкінці 50-х років XX століття американський астрофізик Юджин Паркер дійшов висновку, що оскільки газ у сонячній короні має високу температуру, яка зберігається з віддаленням від Сонця, він повинен безперервно розширюватися, заповнюючи Сонячну систему. Результати, отримані за допомогою радянських та американських космічних апаратів, підтвердили правильність теорії Паркера.
У міжпланетному просторі дійсно мчить спрямований від Сонця потік речовини, що отримав назву сонячний вітер. Він являє собою продовження сонячної корони, що розширюється; складає його в основному ядра атомів водню (протони) та гелію (альфа-частинки), а також електрони. Частинки сонячного вітру летять зі швидкостями, що становлять кілька сотень кілометрів на секунду, віддаляючись від Сонця на багато десятків астрономічних одиниць - туди, де міжпланетне середовище Сонячної системи переходить у розріджений міжзоряний газ. А разом із вітром у міжпланетний простір переносяться і сонячні магнітні поля.Корональна дірка.
Сонце є джерелом постійного потоку частинок. Нейтрино, електрони, протони, альфа-частинки, а також важчі атомні ядравсі разом становлять корпускулярне випромінювання Сонця. Значна частина цього випромінювання є більш-менш безперервним закінченням плазми, так званий сонячний вітер, що є продовженням зовнішніх шарів. сонячної атмосфери- Сонячної корони. Поблизу Землі його швидкість зазвичай становить 400–500 км/с. Потік заряджених частинок викидається із Сонця через корональні дірки – області в атмосфері Сонця з відкритим у міжпланетний простір магнітним полем.Загальне магнітне поле Сонця формою ліній магнітної індукції трохи нагадує земну. Але силові лінії земного поля поблизу екватора замкнуті і пропускають направлені Землі заряджені частки. Силові лінії сонячного поля, навпаки, в екваторіальній області розімкнені і витягуються в міжпланетний простір, викривляючись подібно до спіралів. Поясняться це тим, що силові лінії залишаються пов'язаними із Сонцем, яке обертається навколо своєї осі. Сонячний вітер разом із "вмороженим" у нього магнітним полем формує газові хвости комет, спрямовуючи їх у сторони від Сонця. Зустрічаючи на своєму шляху Землю, сонячний вітер сильно деформує її магнітосферу, внаслідок чого наша планета має довгий магнітний "хвіст", також спрямований від Сонця. Магнітне поле Землі чуйно відгукується на потоки сонячної речовини, що її обдувають.
Атмосфера Сонця на 90% складається із водню. Найвіддаленіша від поверхні її частина називається короною Сонця, вона чітко видно при повних сонячних затемненнях. Температура корони досягає 1,5-2 млн. до, і газ корони повністю іонізований. За такої температури плазми теплова швидкість протонів близько 100 км/с, а електронів - кілька тисяч кілометрів на секунду. Для подолання сонячного тяжіння достатня початкова швидкість 618 км/с, друга космічна швидкість Сонця. Тому постійно відбувається витік плазми із сонячної корони до космосу. Цей потік протонів та електронів і називається сонячним вітром.
Подолавши тяжіння Сонця, частки сонячного вітру летять прямими траєкторіями. Швидкість кожної частки з видаленням майже не змінюється, але буває різною. Ця швидкість залежить головним чином стану сонячної поверхні, від «погоди» на Сонце. У середньому вона дорівнює v 470 км/с. Відстань до Землі сонячний вітер проходить за 3-4 доби. При цьому щільність частинок у ньому зменшується пропорційно квадрату відстані до Сонця. На відстані, що дорівнює радіусу земної орбіти, в 1 см 3 в середньому знаходиться 4 протона і 4 електрони.
Сонячний вітер зменшує масу нашої зірки – Сонця – на 10 9 кг на секунду. Хоча це число за земними масштабами і здається великим, реально воно мало: спад сонячної маси може бути помічений лише за часи, що в тисячі разів перевищують сучасний вік Сонця, що дорівнює приблизно 5 млрд. років.
Цікава та незвична взаємодія сонячного вітру з магнітним полем. Відомо, що заряджені частинки зазвичай рухаються в магнітному полі Н по колу або гвинтових лініях. Це вірно, однак, тільки коли магнітне поле є досить сильним. Точніше кажучи, для руху заряджених частинок по колу потрібно, щоб щільність енергії магнітного поля H 2 /8π була більшою, ніж щільність кінетичної енергії плазми ρv 2 /2, що рухається. У сонячному вітрі ситуація обернена: магнітне поле слабке. Тому заряджені частинки рухаються прямим, а магнітне полі у своїй який завжди, воно переміщається разом із потоком частинок, хіба що відноситься цим потоком на периферію Сонячної системи. Напрям магнітного поля у всьому міжпланетному просторі залишається таким, яким воно було на поверхні Сонця в момент виходу плазми сонячного вітру.
Магнітне поле при обході вздовж екватора Сонця, як правило, змінює свій напрямок 4 рази. Сонце обертається: точки на екваторі здійснюють оберт за Т = 27 діб. Тому міжпланетне магнітне поле спрямоване спіралями (див. рис.), а вся картина цього малюнка обертається слідом за обертанням сонячної поверхні. Кут повороту Сонця змінюється як φ = 2π/Т. Відстань від Сонця зростає зі швидкістю сонячного вітру: г = vt. Звідси рівняння спіралей на рис. має вигляд: φ = 2πr/vT. На відстані земної орбіти (r = 1,5 10 11 м) кут нахилу магнітного поля до радіуса-вектора становить, як легко перевірити, 50 °. У середньому такий кут вимірюється космічними кораблями, але не зовсім близько від Землі. Поблизу планет магнітне поле влаштоване інакше (див. Магнітосфера).
сонячний вітер є постійним радіальним закінченням плазми сонячної корони в міжпланетний простір. Освіта С. ст. пов'язане з потоком енергії, що надходить у корону з глибших шарів Сонця. Очевидно, переносять енергію магнитогидродинамические і слабкі ударні хвилі (див. Плазма ,
Сонце). Для підтримки С. в. істотно, щоб енергія, що переноситься хвилями та теплопровідністю, передавалася і верхнім шарам корони. Постійне нагрівання корони, має температуру 1,5-2 млн. градусів, не врівноважується втратою енергії рахунок випромінювання, т.к. густина корони мала. Надмірну енергію забирають частки С. в. Фактично С. в. - це сонячна корона, що безперервно розширюється. Тиск нагрітого газу викликає її стаціонарне гідродинамічний закінчення з поступово наростаючою швидкістю. В основі корони (Сонячний вітер 10 тис. кмвід поверхні Сонця) частинки мають радіальну швидкість порядку сотень м/сік. на відстані кілька радіусів від Сонця вона досягає звукової швидкості у плазмі 100-150 км/сік, але в відстані 1 а. е. (у орбіти Землі) швидкість протонів плазми становить 300-750 км/сік. Поблизу орбіти Землі температура плазми С. ст, яка визначається за тепловою складовою швидкостей частинок (по різниці швидкостей частинок і середньої швидкості потоку), у періоди спокійного Сонця становить Сонячний вітер 10 4 К, активні періодисягає 4․10 5 К. С. ст. містить ті ж частки, що і сонячна корона, тобто головним чином протони та електрони, присутні також ядра гелію (від 2 до 20%). Залежно від стану сонячної активності потік протонів поблизу орбіти Землі змінюється від 5 10 7 до 5 10 8 протонів/( см 2 ․сік), які просторова концентрація - від кількох частинок до кількох десятків частинок на 1 см 3 . За допомогою міжпланетних космічних станцій встановлено, що аж до орбіти Юпітера щільність потоку частинок С. в. змінюється згідно із законом r –2 ,
де r- Відстань від Сонця. Енергія, яку відносять у міжпланетний простір частки С. в. в 1 сік, оцінюється в 10 27 -10 29 ерг(енергія електромагнітного випромінювання Сонця Сонячний вітер4 10 33 ерг/сік).
Сонце втрачає із С. ст. протягом року масу, рівну Сонячний вітер2-10 -14 маси Сонця. С. ст. забирає з собою петлі силових ліній сонячного магнітного поля (т.к. силові лінії як би «вморожені» в плазму сонячної корони, що спливає; див. Магнітна гідродинаміка). Поєднання обертання Сонця з радіальним рухом частинок. С. ст. надає силовим лініям форми спіралей. На рівні орбіти Землі напруженість магнітного поля С. в. змінюється в межах від 2,5․10 -6 до 4․10 -4 е.
Великомасштабна структура цього поля у площині екліптики має вигляд секторів, у яких поле спрямоване від Сонця чи його (рис. 1). У період невисокої активності Сонця (1963-64) спостерігалися 4 сектори, що зберігалися протягом 1,5 років. При зростанні активності структура поля стала динамічнішою, збільшилася і кількість секторів. Магнітне поле, яке забирає С. ст, частково «вимітає» галактичні Космічні промені з навколосонячного простору, що призводить до зміни їх інтенсивності на Землі. Вивчення варіацій космічних променів дозволяє досліджувати С. в. на великих відстаняхвід Землі і, що особливо важливо, поза площиною екліптики. Про багато властивостей С. в. далеко від Сонця можна буде, мабуть, дізнатися також із дослідження взаємодії плазми С. в. з плазмою комет – своєрідних космічних зондів. Розмір порожнини, зайнятої С. ст, точно не відомий (апаратурою космічних станцій С. ст простежений поки до орбіти Юпітера). Біля меж цієї порожнини динамічний тиск С. в. має врівноважуватися тиском міжзоряного газу, галактичного магнітного поля та галактичних космічних променів. Зіткнення надзвукового потоку сонячної плазми із геомагнітним полем породжує стаціонарну ударну хвилю перед земною магнітосферою (рис. 2). С. ст. хіба що обтікає магнітосферу, обмежуючи її протяжність у просторі (див. Земля). Потоком частинок С. в. геомагнітне поле стиснуто з сонячного боку (тут межа магнітосфери проходить на відстані Сонячний вітер10 R ⊕ - земних радіусів) і витягнуте в антисонячному напрямку на десятки R ⊕ (т.з. «хвіст» магнітосфери). У шарі між фронтом хвилі та магнітосферою квазірегулярного міжпланетного магнітного поля вже немає, частинки рухаються складними траєкторіями і частина з них може бути захоплена в Радіаційні пояси Землі. Зміни інтенсивності С. в. є основною причиною збурень геомагнітного поля (див. Варіації магнітні),
магнітних бур (Див. Магнітні бурі),
полярних сяйв, нагрівання верхньої атмосфери Землі, а також ряду біофізичних та біохімічних явищ (див. Сонячно-земні зв'язки). Сонце не виділяється чимось особливим у світі зірок, тому природно вважати, що закінчення речовини, подібне до С. в., Існує і в ін. Зірок. Такий «зірковий вітер», сильніший, ніж у Сонця, був відкритий, наприклад, у гарячих зірок з температурою поверхні Сонячний вітер30-50 тис. К. Термін «С. в.» був запропонований американським фізиком Е. Паркером (1958), який розробив основи гідродинамічної теорії С. в. Літ.:Паркер Е., Динамічні процеси у міжпланетному середовищі, пров. з англ., М., 1965; Сонячний вітер, пров. з англ., М., 1968; Хундхаузен А., Розширення корони та сонячний вітер, пров. з англ., М., 1976. М. А. Лівшиць, С. Б. Пікельнер.
Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .
Дивитись що таке "Сонячний вітер" в інших словниках:
Постійний радіальний потік плазми сон. корони в міжпланетне пров. Потік енергії, що з надр Сонця, нагріває плазму корони до 1,5 2 млн. до. пост. нагрівання не врівноважується втратою енергії рахунок випромінювання, т. до. щільність корони мала. Фізична енциклопедія
Сучасна енциклопедія
СОНЯЧНИЙ ВІТЕР, стійкий потік заряджених частинок (головним чином, протонів і електронів), що розганяється високою температурою сонячної КОРОНИ до швидкостей, досить великих, щоб частки подолали тяжіння Сонця. Сонячний вітер відхиляє … Науково-технічний енциклопедичний словник
сонячний вітер- СОНЯЧНИЙ ВІТЕР, потік плазми сонячної корони, що заповнює Сонячну систему до відстані 100 астрономічних одиниць від Сонця, де тиск міжзоряного середовища врівноважує динамічний тиск потоку. Основний склад протони, електрони, ядра. Ілюстрований енциклопедичний словник
Закінчення плазми сонячної корони в міжпланетний простір. На рівні орбіти Землі середня швидкість частинок сонячного вітру (протонів та електронів) близько 400 км/с, число частинок кілька десятків в 1 см. Великий Енциклопедичний словник
- «СОНЯЧНИЙ ВІТЕР», СРСР, ЕКРАН (ОСТАНКІНО), 1982, кол. Телесеріал. Героїня кінороману молодий вчений Надія Петровська, яка працює над проблемами, що знаходяться на стику різних наук. Остання робота в кіно Андрія Попова (39 ролей у кіно). У… … Енциклопедія кіно
У цього терміна існують інші значення, див. Сонячний вітер (фільм).
Закінчення плазми сонячної корони в міжпланетний простір. На рівні орбіти Землі середня швидкість частинок сонячного вітру (протонів та електронів) близько 400 км/с, кількість частинок від кількох одиниць до кількох десятків на 1 см3. * * *… … Енциклопедичний словник
Концепція сонячний вітербуло введено в астрономію в кінці 40-х років 20-го ст., Коли американський астроном С. Форбуш, вимірюючи інтенсивність космічних променів, зауважив, що вона значно знижується при зростанні сонячної активності і різко падає під час .
Це було досить дивним. Скоріше, можна було очікувати протилежного. Адже Сонце є постачальником космічних променів. Тому, здавалося б, що вище, активність нашого денного світила, то більше вписувалося частинок воно має викидати у навколишній простір.
Залишалося припустити, що зростання сонячної активності впливає так, що воно починає відхиляти частки космічних променів – відкидати їх.
Тоді і виникло припущення, що винуватцями загадкового ефекту є потоки заряджених частинок, що вириваються з поверхні Сонця і пронизують простір сонячної системи. Цей своєрідний сонячний вітер і очищає міжпланетне середовище, "виметаючи" з нього частки космічних променів.
На користь подібної гіпотези говорили також явища, що спостерігаються. Як відомо, кометні хвости завжди спрямовані від Сонця. Спочатку цю обставину пов'язували зі світловим тиском сонячних променів. Однак було встановлено, що лише світловий тиск не може викликати всіх явищ, що відбуваються у кометах. Розрахунки показали, що для утворення та відхилення кометних хвостів, що спостерігається, необхідний вплив не тільки фотонів, а й частинок речовини.
Власне, про те, що Сонце викидає потоки заряджених частинок - корпускул, було відомо і раніше. Однак передбачалося, що такі потоки мають епізодичний характер. Але кометні хвости спрямовані у протилежний від Сонця бік завжди, а чи не лише у періоди посилення . Отже, і корпускулярна радіація, що заповнює простір сонячної системи, має постійно існувати. Вона посилюється зі зростанням сонячної активності, але є завжди.
Таким чином, сонячний вітер безперервно обдуває навколосонячний простір. З чого складається цей сонячний вітер, і за яких умов він виникає?
Найзовнішній шар сонячної атмосфери – "корона". Ця частина атмосфери нашого денного світила надзвичайно розріджена. Але так звана "кінетична температура" корони, яка визначається за швидкістю руху частинок, дуже велика. Вона сягає мільйона градусів. Тому корональвий газ повністю іонізований і є сумішшю протонів, іонів різних елементів і вільних електронів.
Нещодавно з'явилося повідомлення, що сонячний вітер має у своєму складі іони гелію. Ця обставина проливає світло на той механізм, за допомогою якого відбувається викид заряджених частинок із поверхні Сонця. Якби сонячний вітер складався тільки з електронів і протонів, то ще можна було б припускати, що він утворюється за рахунок суто теплових процесів і є чимось на зразок пари, що утворюється над поверхнею киплячої води. Однак ядра атомів гелію в чотири рази важчі за протони і тому малоймовірно, щоб вони могли викидатися внаслідок випаровування. Швидше за все, освіта сонячного вітру пов'язана з дією магнітних сил. Відлітаючи від Сонця, хмари плазми ніби забирають із собою і магнітні поля. Саме ці поля і є тим своєрідним "цементом", який "скріплює" воєдино частинки з різними масами і зарядами.
Спостереження та обчислення, проведені астрономами, показали, що в міру віддалення від Сонця щільність корони поступово зменшується. Але, виявляється, у районі орбіти Землі вона помітно відрізняється від нуля. Іншими словами, наша планета знаходиться усередині сонячної атмосфери.
Якщо поблизу Сонця корона більш менш стабільна, то в міру збільшення відстані вона прагне розширитися в простір. І що далі від Сонця, то вище швидкість цього розширення. Відповідно до розрахунків американського астронома Еге. Паркера, вже з відривом 10 млн. км корональні частки рухаються зі швидкостями, перевищують швидкість .
Таким чином, напрошується висновок про те, що сонячна корона – це і є сонячний вітер, що обдуває простір нашої планетної системи.
Ці теоретичні висновки були повністю підтверджені вимірами на космічних ракетах та штучних супутниках Землі. Виявилося, що сонячний вітер існує завжди і поблизу Землі – "дме" зі швидкістю близько 400 км/сек.
Як далеко дме сонячний вітер? При теоретичних міркуваннях в одному випадку виходить, що сонячний вітер затихає вже в районі орбіти, в іншому – що існує ще на дуже великій відстані за орбітою останньої планети Плутона. Але це лише теоретично крайні межі можливого розповсюдження сонячного вітру. Вказати точну межу можуть лише спостереження.
Постійний радіальний потік плазми сон. корони в міжпланетне вир-во. Потік енергії, що з надр Сонця, нагріває плазму корони до 1,5- 2 млн. до. пост. нагрівання не врівноважується втратою енергії рахунок випромінювання, т. до. щільність корони мала. Надмірну енергію означає. ступеня забирають ч-ци С. в. (= 1027-1029 ерг/с). Корона, тобто не знаходиться в гідростатич. рівновазі, вона безперервно розширюється. За складом С. ст. не відрізняється від плазми корони (С. ст містить гл. обр. протони, ел-ни, трохи ядер гелію, іонів кисню, кремнію, сірки, заліза). У підстави корони (в 10 тис. км від фотосфери Сонця) ч-ци мають радіальну швидкість близько сотень м/с, з відривом дек. сон. радіусів вона досягає швидкості звуку в плазмі (100 -150 км/с), біля орбіти Землі швидкість протонів становить 300-750 км/с, які просторів. концентрація - від дек. ч-ц до дек. десятків ч-ц на 1 см3. За допомогою міжпланетних косм. станцій встановлено, що до орбіти Сатурна щільність потоку ч-цС. ст. спадає за законом (r0/r)2, де r - відстань від Сонця, r0 - вихідний рівень. С. ст. забирає з собою петлі силових ліній сон. магн. поля, які утворюють міжпланетне магн. поле. Поєднання радіального руху ч-ц С. в. із обертанням Сонця надає цим лініям форму спіралей. Великомасштабна структура магн. поля на околицях Сонця має вигляд секторів, в яких брало поле спрямоване від Сонця або до нього. Розмір порожнини, зайнятої С. ст, точно не відомий (радіус її, мабуть, не менше 100 а. е.). Біля меж цієї порожнини динамічний. тиск С. в. має врівноважуватись тиском міжзоряного газу, галактич. магн. поля та галактич. косм. променів. На околицях Землі зіткнення потоку ч-ц З. в. з геомагн. полем породжує стаціонарну ударну хвилю перед земною магнітосферою (з боку Сонця, рис.).
Вплив сонячного вітру з магнітосферою Землі: 1 - силові лінії магн. поля Сонця; 2 – ударна хвиля; 3 – магнітосфера Землі; 4 – межа магнітосфери; 5 – орбіта Землі; 6 - траєкторія ч-ци сонячного вітру. С. ст. як би обтікає магнітосферу, обмежуючи її протяжність у пр-ві. Зміни інтенсивності С. ст, пов'язані зі спалахами на Сонці, явл. осн. причиною збурень геомагн. поля та магнітосфери (магн. бур). За рік Сонце втрачає із С. ст. =2X10-14 частина своєї маси Mсон. Природно вважати, що закінчення в-ва, подібне до С. в., Існує і в ін. зірок (). Він повинен бути особливо інтенсивним у масивних зірок (з масою = дек. дес. Mсон) і з високою температурою поверхні (= 30-50 тис. К) і у зірок з протяжною атмосферою (червоних гігантів), т. к. в У першому випадку ч-ци сильно розвиненої зоряної корони мають досить високу енергію, щоб подолати тяжіння зірки, тоді як у другому - низька параболич. швидкість (швидкість вислизання; (див. КОСМІЧНІ ШВИДКОСТІ)). Значить. втрати маси зі зоряним вітром (= 10-6 Мсолн/рік і більше) можуть суттєво впливати на еволюцію зірок. У свою чергу, зірковий вітер створює в міжзоряному середовищі гарячого газу - джерела рентг. випромінювання.
Безперервний потік плазми сонячного походження, що поширюється приблизно радіально від Сонця і заповнює Сонячну систему геліоцентрич. відстаней R ~ 100 а. е. С. в. утворюється пригазодинамічні. розширення сонячної корони (див. Сонце) у міжпланетний простір. При високих темп-pax, які існують в сонячній короні (1,5 * 10 9 К), тиск вищележачих шарів не може врівноважити газовий тиск речовина корони, і корона розширюється.Перші свідчення існування пост. потоку плазми від Сонця отриманіЛ. Бірманом (L. Biermann) у 1950-х pp. з аналізу сил, що діють на плазмові хвости комет. У 1957 Ю. Паркер (Е. Parker), аналізуючи умови рівноваги речовини корони, показав, що корона не може перебувати в умовах гідростатич. 1959. Існування пост. закінчення плазми із Сонця було доведено в результаті багатомісячних вимірювань на амер. косміч. апараті у 1962.
Порівн. характеристики С. в. наведено у табл. 1. Потоки С. в. можна розділити на два класи: повільні - зі швидкістю 300 км/сек і швидкі - зі швидкістю 600-700 км/сек. Швидкі потоки виходять з областей сонячної корони, де структура магн. поля близька до радіальної. корональними дірками. Повільні потокиС. в. пов'язані, мабуть, з областями корони, в яких брало є значить, Табл. 1. - Середні характеристики сонячного вітру на орбіті Землі
Швидкість
Концентрація протонів
Температура протонів
Температура електронів
Напруженість магнітного поля
Щільність потоку пітонів.
2,4*10 8 см -2 *c -1
Щільність потоку кінетичної енергії
0,3 ерг*см -2 *з -1
Табл. 2.- Відносний хімічний складсонячного вітру
Відносний зміст
Відносний зміст
Крім осн. складових С. ст - протонів і електронів, у його складі також виявлені -частки, вимірювання іонізація. темп-ри іонів С. в. дозволяють визначати електроннутемпературу сонячної корони.
В СВ. спостерігаються разл. типи хвиль: ленгмюрівські, вістлери, іонно-звукові, хвилі в плазмі). Частина хвиль альвенівського типу генерується на Сонці, частина - збуджується вміжпланетному середовищі. Генерація хвиль згладжує відхилення ф-ції розподілу частинок від максвеллівської та в сукупності з впливом магн. поля на плазму призводить до того, що С. в. поводиться як суцільне середовище. Хвиліальвенівського типу відіграють велику роль у прискоренні малих складових С.
Рис. 1. Масовий діапазон сонячного вітру. По горизонтальній осі -відношення маси частинки до її заряду, по вертикальній - число частинок, зареєстрованих в енергетичному вікні приладу за 10 с. Цифри зі значком позначають заряд іона.
Потік С. в. є надзвуковим по відношенню до швидкостей тих типів хвиль, які забезпечують ефф. передачу енергії в С. в. (альвенівські, звукові та магнітозвукові хвилі). Альвенівське та звукове Маха число С.в. 7. При обтіканні С. в. перешкод, здатних ефективно відхиляти його (магн. поля Меркурія, Землі, Юпітера, Сатурна або провідні іоносфери Венери і, мабуть, Марса), утворюється головна ударна хвиля, що відійшла. Магнітосфера Землі, Магнітосфери планет). У разі взаємодії С. в. з непроводящим тілом (напр., Місяць) ударна хвиля не виникає. Потік плазми поглинається поверхнею, а за тілом утворюється порожнина, що поступово заповнюється плазмоюС. в.
На стаціонарний процес закінчення плазми корони накладаються нестаціонарні процеси, пов'язані з спалахів на Сонце.При сильних спалахах відбувається викид речовини з нижчих. областей корони у міжпланетне середовище. Магнітні варіації).
Рис. 2. Поширення міжпланетної ударної хвилі та викиду від сонячного спалаху. Стрілками показано напрямок руху плазми сонячного вітру,
Рис. 3. Типи рішень рівняння розширення корони. Швидкість і відстань нормовані на критичну швидкість v к і критичну відстань R к. Рішення 2 відповідає сонячному вітру.
Розширення сонячної корони описується системою ур-ній збереження маси, v к)на нек-ром критич. відстані R до і подальшому розширенню з надзвуковою швидкістю. Це рішення дає зникаюче малозначення тиску на нескінченності, що дозволяє узгодити його з малим тиском міжзоряного середовища. Протягом цього Ю. Паркер назвав З. в.
, де m – маса протона, – показник адіабати, – маса Сонця. На рис. 4 показано зміну швидкості розширення з геліоцентрич.
Рис. 4. Профілі швидкості сонячного вітру для моделі ізотермічної корони при різних значеннях корональної температури.
С. ст. забезпечує осн. відтік теплової енергії корони, тому що теплопередача хромосферу, ел.-магн. випромінювання корони та електронна теплопровідністьС. в. недостатні для встановлення теплового балансу корони. Електронна теплопровідність забезпечує повільне спадання температури С. в. з відстанню. світимість Сонця.
С. ст. виносить із собою у міжпланетне середовище корональне магн. поле. Вморожені в плазму силові лінії цього поля утворюють міжпланетне магн. поле (ММП). Хоча напруженість ММП невелика і щільність його енергії становить близько 1% від щільності кінетич. енергії С. ст, воно відіграє велику роль у термодинаміціС. в. та в динаміці взаємодій С. в. з тілами Сонячної системи, а також потоків С. в. між собою. Комбінація розширення С. в. з обертанням Сонця призводить до того, що магн. силові лінії, вморожені С. в., мають форму, B R і азимутальні компоненти магн. поля по-різному змінюються з відстанню поблизу площини екліптики:
де – кут. швидкість обертання Сонця, і -радіальна компонента швидкостіС. в. індекс 0 відповідає вихідному рівню. З відривом орбіти Землікут між напрямом магн. поля та Rпорядку 45 °. За великих Л магн.
Рис. 5. Форма силової лініїміжпланетного магнітного поля - кутова швидкістьобертання Сонця, і – радіальна компонента швидкості плазми, R – геліоцентрична відстань.
С. ст, що виникає над областями Сонця з разл. орієнтацією магн. поля, швидкість, темп-pa, концентрація частинок та ін) також в порівн. закономірнозмінюються в перерізі кожного сектора, що пов'язано з існуванням внутрішньосектора швидкого потоку С. в. Межі секторів зазвичай розташовуються внутрішньоповільного потоку С. в. Найчастіше спостерігаються 2 або 4 сектори, що обертаються разом із Сонцем. Ця структура, що утворюється при витягуванні С. в. великомасштабного магн. поля корони, може спостерігатися протягом дек. обертів Сонця. Секторна структура ММП - наслідок існування струмового шару (ТЗ) в міжпланетному середовищі, який обертається разом з Сонцем. ТС створює стрибок магн. поля -радіальні компоненти ММП мають різні знакипо різні боки ТЗ. Цей ТС, передбачений X. Альвеном (Н. Alfven), проходить через ті ділянки сонячної корони, які пов'язані з активними областями на Сонці, і поділяє зазначені області з разл. знаками радіальної компоненти сонячного магн. поля. ТС розташовується приблизно у площині сонячного екватора і має складчасту структуру. Обертання Сонця призводить до закручування складок ТС у спіралі (рис. 6). Перебуваючи поблизу площини екліптики, спостерігач виявляється то вище, то нижче ТЗ, завдяки чому потрапляє в сектори з різними знаками радіальної компоненти ММП.
Поблизу Сонця в С. ст. існують довготні і широтні градієнти швидкості, беззіткновитих ударних хвиль (рис. 7). Спочатку утворюється ударна хвиля, що поширюється вперед від кордону секторів (пряма ударна хвиля), а потім утворюється зворотна ударна хвиля, що поширюється до Сонця.
Рис. 6. Форма геліо-сферного струмового шару. Перетин його з площиною екліптики (нахиленої до екватора Сонця під кутом ~ 7°) дає секторну структуру міжпланетного магнітного поля, що спостерігається.
Рис. 7. Структура сектора міжпланетного магнітного поля. Короткі стрілки показують напрямок течії плазми сонячного вітру, лінії зі стрілками - силові лінії магнітного поля, штрихпунктир - межі сектора (перетин площини малюнка з струмовим шаром).
Т. до. швидкість ударної хвилі менша за швидкість С. ст., плазма захоплює зворотну ударну хвилю в напрямку від Сонця. Ударні хвилі поблизу межсекторів утворюються з відривами ~1 а. е. і простежуються до відстаней в дек. а. е. Ці ударні хвилі, так само як і міжпланетні ударні хвилі від спалахів на Сонці і навколопланетні ударні хвилі, прискорюють частинки і є, тобто, джерелом енергійних частинок.
С. ст. простягається до відстаней ~100 а. е., де тиск міжзоряного середовища врівноважує динаміч. тиск С. в. Порожнина, що замітається С. в. Міжпланетне середовище). РозширюєтьсяС. в. разом із вмороженим у нього магн. полем перешкоджає проникненню Сонячну систему галактич. косміч. променів малих енергій і наводить кваріаціям косміч. променів величезних енергій. Явище, аналогічне С. в., Виявлено у нек-рих ін. Зірок (див. Зоряний вітер).
