СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР

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.