Mezhplanetnaya sreda

Solnechnyi veter predstavlyaet soboi potok zaryazhennyh chastic, gl. obr. protonov i elektronov, istekayushii iz verhnih chastei solnechnoi korony. Solnechnyi veter izuchaetsya s pomosh'yu neposredstv. izmerenii na KA i po nablyudeniyam mercanii radioistochnikov, vyzvannyh rasseyaniem radiovoln na neodnorodnostyah mezhplanetnoi plazmy. Fiz. sostoyanie plazmy na rasstoyaniyah 2-9 ot Solnca issleduetsya takzhe po nablyudeniyam K-komponenta korony, voznikayushego pri rasseyanii solnechnogo izlucheniya na svobodnyh elektronah.

Na orbite Zemli potok protonov solnechnogo vetra menyaetsya ot 10⁸ do 10¹⁰ sm^-2s^-1, a skorost' - ot 200 do 900 km/s. Pri uvelichenii rasstoyaniya ot Solnca R potok protonov ubyvaet kak 1/R², a skorost' ostaetsya pochti postoyannoi.

Mezhplanetnoe magn. pole predstavlyaet soboi unesennoe solnechnym vetrom magn. pole Solnca. Osn. istochnikom informacii o nem sluzhat neposredstv. izmereniya s KA. Na malyh geliografich. shirotah vektor magn. polya prakticheski parallelen ploskosti solnechnogo ekvatora. Vrashenie Solnca privodit k tomu, chto silovye linii polya zakruchivayutsya i priobretayut formu spiralei. Napryazhennost' magn. polya na orbite Zemli menyaetsya ot do E. Naibol'shih znachenii ona dostigaet u perednego kraya vysokoskorostnyh potokov solnechnogo vetra. Pri udalenii ot Solnca napryazhennost' magn. polya padaet chut' bystree, chem 1/R. Vazhnoi osobennost'yu magn. polya yavl. ego sektornaya struktura. V techenie bol'shei chasti solnechnogo cikla (za isklyucheniem korotkogo perioda srazu posle maksimuma) v prostranstve vydelyayutsya 2, 4 ili (rezhe) 6 sektorov. Vnutri kazhdogo sektora radial'naya sostavlyayushaya polya napravlena libo k Solncu, libo ot Solnca, prichem v sosednih sektorah napravleniya polya protivopolozhny. Vdali ot ploskosti solnechnogo ekvatora sektornaya struktura propadaet i napravlenie vektora mezhplanetnogo magn. polya opredelyaetsya polyarnost'yu magn. polya na vysokih geliografich. shirotah v fotosfere Solnca.

Zaryazhennye chasticy vysokoi energii, prisutstvuyushie v mezhplanetnom prostranstve, issleduyutsya kak s pomosh'yu neposredstv. izmerenii v mezhplanetnom prostranstve, tak i nazemnymi sredstvami. Po svoemu proishozhdeniyu oni delyatsya na nesk. klassov: galaktich. i solnechnye kosmich. luchi; rekurrentnye (povtoryayushiesya) potoki; zaryazhennye chasticy, uskorennye v magnitosferah planet; anomal'nyi komponent kosmich. luchei.

Galakticheskie kosmicheskie luchi pronikayut v Solnechnuyu sistemu izvne. V ih sostav vhodyat v osnovnom protony, elektrony i yadra legkih elementov. Pri dvizhenii vnutri geliosfery kosmich. luchi rasseivayutsya na neodnorodnostyah mezhplanetnogo magn. polya. T.k. uroven' fluktuacii magn. polya zavisit ot solnechnoi aktivnosti, potok galaktich. kosmich. luchei v Solnechnoi sisteme menyaetsya s periodom 11 let (sm. Variacii kosmicheskih luchei). Dlya protonov na rasstoyanii 1 a.e. ot Solnca etot effekt zameten pri energiyah 0,1-10 GeV. Protony s energiei men'she 0,1 GeV do orbity Zemli prakticheski ne dohodyat. V minimume solnechnoi aktivnosti potok galaktich. kosmich. luchei u orbity Zemli raven 0,06 chastic. Na bol'shih rasstoyaniyah ot Solnca vliyanie mezhplanetnogo magn. polya na rasprostranenie kosmich. luchei umen'shaetsya i potok chastic rastet na 2-5% pri uvelichenii rasstoyaniya na 1 a.e.

Solnechnye kosmicheskie luchi voznikayut vo vremya vspyshek na Solnce. V moshnyh protonnyh vspyshkah ispuskayutsya protony s energiei 10-100 MeV (v isklyuchit, sluchayah do 15 GeV) i nerelyativistskie elektrony s energiei ot 40 keV i vyshe. Krome togo, v nek-ryh sluchayah registriruyutsya relyativistskie elektrony s energiei do 12 MeV.

Rekurrentnye potoki chastic vysokoi energii poluchili svoe nazvanie v svyazi s tem, chto oni imeyut tendenciyu povtoryat'sya s periodom, ravnym periodu vrasheniya Solnca. Pri izmereniyah na orbite Zemli rekurrentnye potoki nablyudayutsya kak umerennoe, dlyasheesya ot 3 do 6 dnei, vozrastanie potoka protonov i yader s udel'noi energiei (otnosheniem kinetich. energii k chislu nuklonov, soderzhashihsya v yadre) ot 1 do 20 MeV/nuklon. Rekurrentnye potoki svyazany s sektornoi strukturoi mezhplanetnogo magn. polya i vysokoskorostnymi potokami solnechnogo vetra, odnako priroda etoi svyazi neyasna. Poka neizvestno, gde uskoryayutsya chasticy rekurrentnyh potokov. Vozmozhno, chto eto proishodit neposredstvenno v mezhplanetnoi srede v rezul'tate vzaimodeistviya chastic s udarnymi volnami, rasprostranyayushimisya v plazme solnechnogo vetra.

Iz magnitosfer planet naibolee moshnym istochnikom zaryazhennyh chastic yavl. magnitosfera Yupitera. Kak vblizi Yupitera, tak i vdali ot nego, na rasstoyaniyah ot 0,5 do 10 a.e. ot Solnca, nablyudayutsya "vspyshki", dlyashiesya nesk. dnei, vo vremya k-ryh registriruyutsya elektrony s energiyami do 30 MeV. Svyaz' etih processov s Yupiterom proyavlyaetsya v modulyacii potoka elektronov s periodom 10 ch, sovpadayushim s periodom vrasheniya Yupitera. Pri nablyudeniyah vblizi Zemli zametna takzhe modulyaciya intensivnosti i chastoty etih "vspyshek" s periodom 13 mes (sinodich. period obrasheniya Yupitera). Krome potokov elektronov na nebol'shom rasstoyanii ot granicy magnitosfery Yupitera nablyudayutsya i potoki protonov.

Gorazdo menee intensivnye potoki elektronov i protonov nablyudayutsya v okolozemnom mezhplanetnom prostranstve, vblizi ot udarnoi volny, voznikayushei pri vzaimodeistvii solnechnogo vetra s magnitosferoi Zemli.

V kosmich. luchah vydelyayut komponent, soderzhashii chastichno ionizovannye atomy geliya, kisloroda, azota i neona. Ego naz. anomal'nym, t.k. obrazuyushie ego atomy sil'no otlichayutsya ot polnost'yu lishennyh elektronnyh obolochek yader, vhodyashih v sostav solnechnyh i galaktich. kosmich. luchei. V etom komponente nablyudayutsya chasticy s udel'noi energiei 1-100 MeV/nuklon, ih potok rastet pri udalenii ot Solnca i ot ploskosti solnechnogo ekvatora. Predpolagaetsya, chto chasticy anomal'nogo komponenta priobretayut vysokuyu energiyu na granice geliosfery, v oblasti vzaimodeistviya solnechnogo vetra s mezhzvezdnoi plazmoi.

Mezhplanetnaya pyl' yavl. dol'she vsego issleduemym komponentom M. s. Pervym istochnikom svedenii o nei byli nablyudeniya meteorov, voznikayushih v rezul'tate proniknoveniya pylinok v atmosferu Zemli, vizual'nymi, fotograficheskimi (dlya pylinok s massoi 0,01 g) i radiolokacionnymi ( g) metodami, a takzhe nablyudeniya solnechnogo sveta, rasseyannogo na pylinkah razmerom 10-100 mkm (zodiakal'nyi svet, protivosiyanie i F-komponent solnechnoi korony). Vazhnym istochnikom informacii o mezhplanetnoi pyli sluzhit pryamaya registraciya pylevyh chastic na KA i issledovanie mikrokraterov na poverhnosti Luny. Krome togo, proby mezhplanetnoi pyli berut v stratosfere Zemli, v glubokovodnyh otlozheniyah i v polyarnyh l'dah. Registriruetsya takzhe teplovoe izluchenie pyli, nahodyasheisya vblizi Solnca (T-komponent korony).

Osn. istochnikom mezhplanetnoi pyli yavl. komety. Obshaya massa pyli v Solnechnoi sisteme ocenivaetsya v 10¹⁹-10²⁰. Bol'shaya chast' ee (2/3) sosredotochena v chasticah s massoi 10^-3-10^-5 g. Pri udalenii ot Solnca plotnost' pylevogo oblaka padaet primerno kak R^-1,3, i na rasstoyaniyah 3 a.e. pyl' prakticheski otsutstvuet. Oblako mezhplanetnoi pyli sil'no koncentriruetsya k ploskosti ekliptiki, t.k. u bol'shinstva chastic naklon orbit ne prevoshodit 30-40.

Neitral'nyi gaz v Solnechnoi sisteme byl otkryt putem nablyudenii rezonansno rasseyannogo solnechnogo izlucheniya (sm. Mezhzvezdnyi veter). Na rasstoyaniyah 5 a.e. ot Solnca neitral'nyi gaz raspredelen prakticheski odnorodno, prichem koncentraciya atomov vodoroda k srednem ravna 0,06 sm^-3, geliya 0,012 sm^-3, a temp-ra gaza blizka k 9000 K. Vblizi Solnca raspredelenie gaza stanovitsya sil'no neodnorodnym iz-za vliyaniya solnechnogo prityazheniya, UF-izlucheniya i solnechnogo vetra.

Lit.:
Solnechnaya i solnechno-zemnaya fizika. Illyustrirovannyi slovar' terminov, per. s angl., M., 1980.

(M.S. Burgin)