Міжпланетне середовище 1

Сонячний вітер (вітер центральної зірки в зоряній системі (starwind)) являє собою розширюється плазму сонячної корони, що заповнює всю гелиосферу. Сонячний вітер складається з електронів. протонів. альфа-частинок та інших іонів сонячного походження, а також захоплених іонів, що утворилися з нейтральної компоненти в результаті взаємодії з випромінюванням. Сонячний вітер є нерівноважної системою з високим рівнем турбулентності. Великомасштабні структури і динамічні процеси в сонячній атмосфері проявляються в існуванні в сонячному вітрі до відстаней в декілька астрономічних одиниць різних великомасштабних структур, в яких значення параметрів можуть значно відрізнятися. Поблизу максимуму циклу сонячної активності нестаціонарні типи сонячного вітру можуть становити близько половини часу спостережень. На відстані 1 а. е. потік протонів сонячного вітру змінюється від 10 8> Параметри до 10 10> см - 2> з - 1>. а швидкість - від 300 до 1000 км / с, температура в середньому становить 10 5> К. При збільшенні відстані від Сонця R потік протонів убуває як 1 / R 2>. швидкість залишається майже постійною, а відмінності між структурами зменшуються. Взаємодія сонячного вітру з планетами і тілами Сонячної системи визначає положення і стан їх зовнішніх плазмових оболонок, стан Космічної погоди.

Міжпланетне магнітне поле

Магнітне поле сонячної корони «вморожени» в плазму і несеться сонячним вітром, утворюючи міжпланетне магнітне поле (ММП). Напруженість магнітного поля на 1 а. е. змінюється від 10 - 5> до 10 - 3> Е, максимальне магнітне поле реєструється в викидах корональної маси (coronal mass ejection). Обертання Сонця призводить до того, що силові лінії поля в стаціонарному сонячному вітрі закручуються і набувають форму спіралі. Поблизу площини екліптики спостерігається Геліосферний струмовий шар (ГТС), що розділяє поля протилежної спрямованості. ГТС має форму гофри, тому космічні апарати реєструють секторну структуру, тобто 2, 4 або (рідше) 6 секторів за оборот Сонця, в яких ММП має один напрямок. Стаціонарний сонячний вітер на малих геліошіротах не містить помітну нормальну площини екліптики компоненту магнітного поля, тому він не геоеффектівен, а все обурення магнітосфери Землі викликаються нестаціонарними типами сонячного вітру. У викидах корональної маси силові лінії поля скручені і мають вигляд джгута, один або обидва кінці якого з'єднані з Сонцем. В областях стиснення перед швидким потоком сонячного вітру або викидом корональної маси вихідне магнітне поле стискається і деформується при взаємодії різних структур сонячного вітру [2].

Космічні промені (заряджені частинки високих енергій) мають кілька видів, пов'язаних з їхнім походженням. Космічні промені, незважаючи на їх високу енергію, не впливають на локальне стан плазми сонячного вітру і магнітне поле через їх низької концентрації, однак на великих масштабах, особливо поблизу кордонів геліосфери, де сильно падає концентрація сонячного вітру, космічні промені грають важливу роль . Сонячні космічні промені прискорюються під час сильних сонячних спалахів або під час поширення в короні і в сонячному вітрі ударних хвиль. При цьому утворюються протони з енергією до кілька сот МеВ і електрони до декількох десятків кеВ, в рідкісних випадках утворюються релятивістські електрони з енергією в декілька МеВ. Склад сонячних космічних променів близький до складу сонячної корони. Кількість подій з сонячними космічними променями сильно зростає поблизу максимуму циклу сонячної активності. Галактичні космічні промені народжуються за межами геліосфери (під час вибуху нових і наднових зірок). Вони являють собою повністю іонізованниє ядра різних елементів з енергією 10 8> Параметри - 10 20> еВ. Вони розсіюються на неоднорідностях міжпланетного магнітного поля, і їх потік у середньому падає з віддаленням від кордонів геліосфери. Потік залежить також від часу і падає як на масштабах близько доби при проходженні по геліосфері викиду корональної маси (Форбуш зниження), так і на масштабах близько року (поблизу максимуму циклу сонячної активності). До орбіти Землі доходять лише найбільш високоенергійні частки (з енергією більше декількох сотень МеВ). Спостерігаються також аномальні космічні промені, які на відміну від звичайних ГКС є одноразово (рідко дворазово) іонізованниє атоми, їх поява зв'язується з двома можливими механізмами: (1) іонізація нейтральних атомів міжзоряного середовища і їх прискорення на кордонах геліосфери (Геліосферний інтерфейс) і ( 2) спалаху на зірках, що відносяться до червоних і жовтих карликів. Поблизу планет (особливо планет-гігантів Юпітера і Сатурн) спостерігаються менш інтенсивні потоки енергійних частинок, народжених на головний ударної хвилі і всередині магнітосфери. Інтенсивність цих потоків залежить від умов на планетах і часто змінюється з періодом обертання планет.

Геліосфера рухається через місцеве міжзоряний хмара. яке згідно непрямим спостереженнями є частково ионизованного середу з щільністю 0.2 см - 3> і температурою 10 4> Додати К. Нейтральна компонента безперешкодно проникає всередину геліосфери і досягає області поблизу Сонця, де починається ефективна іонізація при взаємодії з сонячним випромінюванням і перезарядка при взаємодії з сонячним вітром і сонячними космічними променями. Незначна частина нейтральної компоненти пов'язана з втратою атомів планетами та іншими тілами Сонячної системи.

Пилова компонента міжпланетної середовища складається в основному з частинок від 1 нм до 100 мкм, які мають заряд і утворюють плазменно-пилову середу (або пилову плазму). Більші частинки поводяться як пробні частинки і їх розглядають як «частки в плазмі». Пилова компонента заповнює всю геліосфреру вкрай нерівномірно і зосереджена в основному поблизу Сонця у внутрішній геліосфері і поблизу площини екліптики, причому її розподіл сильно залежить від розміру пилинок, так як їх траєкторія описується балансом різних сил, істотно залежать від розмірів. Пилова компонента є джерелом таких явищ, як F-корона Сонця і зодіакальний світло. Основним джерелом пилу є ядра комет і астероїди, найбільш дрібні частинки пилу під дією ефекту Пойнтінга-Робертсона наближаються до Сонця і набувають заряд. Поблизу Сонця через високу температуру важливим є процес сублімації.

Міжпланетний простір заповнений електромагнітним випромінюванням, в основному сонячного походження. Це випромінювання грає істотну роль у формуванні інших компонент міжпланетної середовища і є джерелом вторинного випромінювання, яке служить джерелом експериментальних даних про міжпланетному середовищі. Більш слабкі потоки електромагнітних хвиль генерують планети сонячної системи, межі геліосфери і інші об'єкти Всесвіту.

Схожі статті