Energi ført bort av solvinden inn i det interplanetære rommet. Hva er solvinden? Langsom solvind

Utdanningsdepartementet i Republikken Hviterussland

solrik vind

Fullført:

elev av 11. klasse

Chaplinsky Viktor Sergeevich

Krysset av:

fysikklærer

Simonovich N.N.

Borisov 2004

Introduksjon

Litt teori knyttet til den teoretiske forutsigelsen av solvinden

Konsepter om en jevn utstrømning av plasma fra solkoronaen.

Strømmer solvinden jevnt og stasjonært fra overflaten av solen?

Hvordan endres egenskapene til solvinden med avstanden fra solen?

Stille solvind.

Høyhastighets solvind

Tilbakevendende tråder

Sporadiske høyhastighetsstrømmer.

Konklusjon

Introduksjon.

Det er 40 år siden Amerikansk fysiker E. Parker forutså teoretisk et fenomen som ble kalt «solvinden» og som et par år senere ble bekreftet eksperimentelt av gruppen til den sovjetiske forskeren K. Gringaus ved bruk av instrumenter installert på romfartøyene Luna-2 og Luna-3. Solvinden er en strøm av fullt ionisert hydrogenplasma, det vil si en gass som består av elektroner og protoner med omtrent samme tetthet (kvasinutralitetstilstand), som beveger seg bort fra solen med høy oversonisk hastighet. I jordens bane (1 A.U. fra solen) er hastigheten på denne strømmen omtrent 400-500 km/s, konsentrasjonen av protoner (eller elektroner) er 10-20 partikler per kubikkcentimeter, og deres temperatur er omtrent 100 000 K. (elektrontemperaturen er flere høyere).

I tillegg til elektroner og protoner, alfapartikler (i størrelsesorden flere prosent), en liten mengde tyngre partikler, samt et magnetfelt, hvis gjennomsnittlige induksjonsverdi viste seg å være i størrelsesorden flere gammaer (g = 10 -5 Gauss) i jordens bane, ble oppdaget i det interplanetære rommet.

Som observasjoner gjort om bord på jordens romsatellitter og andre romfartøyer med høy baneapogee viser, er det interplanetære rommet fylt med et ekstremt aktivt medium - solvindplasma. Solvinden har sin opprinnelse i de øvre lagene av solens atmosfære, og dens hovedparametre bestemmes av de tilsvarende parameterne i solatmosfæren. Forholdet mellom de fysiske egenskapene til solvinden nær jordens bane og fysiske fenomener i solatmosfæren viser seg imidlertid å være ekstremt komplekst, og varierer dessuten avhengig av solaktiviteten til den spesifikke situasjonen på solen. Derfor, for enkelhets skyld, antas det at den observerte solvinden består av tre komponenter:

1. Rolig solvind - en konstant eksisterende strøm av solplasma, som fyller alt interplanetarisk rom opp til grensene til heliosfæren (50 - 200 A.E.)

2. Kvasistasjonære høyhastighets solplasmastrømmer som er ansvarlige for tilbakevendende geomagnetiske forstyrrelser

3. Sporadiske høyhastighetsstrømmer er relativt kortsiktige, ekstremt heterogene og strukturelt komplekse formasjoner som er ansvarlige for sporadiske geomagnetiske forstyrrelser.

En liten teori knyttet til den teoretiske prediksjonen av solvinden.

I løpet av den ikke så lange historien til teoretisk astrofysikk, ble det antatt at alle stjerneatmosfærer er i hydrostatisk likevekt, det vil si i en tilstand der gravitasjonskraften til en stjerne balanseres av kraften assosiert med trykkgradienten i atmosfæren. (med en endring i trykk per enhet avstand r fra midten av stjernen). Matematisk kan dette representeres som:

Hvis temperaturfordelingen T i atmosfæren er gitt, så fra likevektsligningen (1) og tilstandsligningen til en ideell gass.

den såkalte barometriske formelen oppnås, som i det spesielle tilfellet med en konstant temperatur T vil ha formen

Fra formel (3) er det klart at ved r®¥, det vil si ved svært store avstander fra stjernen, tenderer trykket p til en begrenset grense, som avhenger av p 0 .

Siden det ble antatt at solatmosfæren, i likhet med atmosfæren til andre stjerner, er i en tilstand av hydrostatisk likevekt, ble dens tilstand beskrevet med formler som ligner på formlene (1)-(3). Med tanke på det uvanlige og fortsatt fullstendig uforståelige fenomen med en kraftig økning i temperaturen fra omtrent 10 000 grader på overflaten av solen til 1 000 000 grader i solkoronaen, utviklet Chapman teorien om en statisk solkorona som jevnt ville gå over i det interstellare mediet som omgir solsystemet.

Men i sitt arbeid trakk Parker oppmerksomheten til det faktum at trykket ved uendelig, hentet fra formel (3) for en statisk korona, viser seg å være nesten en størrelsesorden større verdi trykk som ble estimert for interstellar gass basert på observasjoner. For å løse dette avviket foreslo Parker at solkoronaen ikke er i en statisk likevektstilstand, men utvider seg kontinuerlig inn i det interplanetariske mediet som omgir solen. Dessuten, i stedet for ligning (1), foreslo han å bruke den hydrodynamiske bevegelsesligningen til formen

hvor i koordinatsystemet assosiert med solen, representerer verdien V plasmaets radielle hastighet. M refererer til solens masse.

For en gitt temperaturfordeling T har likningssystemet (2) og (4) løsninger presentert i fig. 1.

I denne figuren angir a lydens hastighet, r * er avstanden fra origo hvor gasshastigheten er lik lydhastigheten (V = a). Det er åpenbart bare kurvene 1 og 2 i fig. 1. har en fysisk betydning for problemet med gassutstrømning fra solen, siden kurvene 3 og 4 har ikke-unike hastighetsverdier på hvert punkt, og kurvene 5 og 6 tilsvarer svært høye hastigheter i solatmosfæren, som ikke er observert i teleskoper. Parker analyserte betingelsene som løsningen som tilsvarer kurve 1 realiseres i naturen under. Han viste at for å matche trykket oppnådd fra en slik løsning med trykket i det interstellare mediet, er det mest realistiske tilfellet overgangen av gass fra en subsonisk strømning (ved r< r *) к сверхзвуковому (при r >r *), og kalte en slik strømning solvinden.

Historien om eksperimenter i verdensrommet har på en strålende måte bevist riktigheten av Parkers ideer om solvinden. Detaljert materiale om teorien om solvind finnes for eksempel i monografien.

Konsepter om en jevn utstrømning av plasma fra solkoronaen.

Fra de endimensjonale gassdynamikkligningene kan man få kjent resultat: i fravær av massekrefter kan en sfærisk symmetrisk strøm av gass fra en punktkilde være overalt enten subsonisk eller supersonisk. Tilstedeværelsen av gravitasjonskraft i ligning (4) (høyre side) fører til løsninger av typen kurve 1 i fig. 1, det vil si med en overgang gjennom lydens hastighet.

La oss tegne en analogi med den klassiske strømmen i en Laval-dyse, som er grunnlaget for all supersonisk jetmotorer. Denne flyten er vist skjematisk i fig. 2. I tank 1, kalt mottakeren, tilføres gass med svært lav hastighet, oppvarmet til svært høy høy temperatur(den indre energien til gassen er mye større enn den kinetiske energien til den rettede bevegelsen). Ved geometrisk komprimering av kanalen akselereres gassen i område 2 (subsonisk strømning) til hastigheten når lydhastigheten. For å akselerere den ytterligere, er det nødvendig å utvide kanalen (område 3 av den supersoniske strømmen). I hele strømningsområdet oppstår gassakselerasjon på grunn av dens adiabatiske (uten varmetilførsel) avkjøling (den indre energien til kaotisk bevegelse forvandles til energien til rettet bevegelse).

I problemet med solvinddannelse som vurderes, spilles mottakerens rolle av solkoronaen, og rollen til veggene til Laval-dysen er gravitasjonskraften solar opprinnelse. I følge Parkers teori skal overgangen gjennom lydens hastighet skje et sted i en avstand på flere solradier. En analyse av løsningene oppnådd i teorien viste imidlertid at temperaturen på solkoronaen ikke er nok til at gassen kan akselerere til supersoniske hastigheter, slik tilfellet er i Laval-dyse-teorien. Det må være noen ekstra kilde energi. En slik kilde anses for tiden å være spredningen av bølgebevegelser som alltid er tilstede i solvinden (plasmaturbulens), overlagret den gjennomsnittlige strømmen, og selve strømmen er ikke lenger adiabatisk. (se Rolig solvind) Et kvantitativt eksempel på slike prosesser krever fortsatt videre forskning. Interessant nok oppdager bakkebaserte teleskoper magnetiske felt på overflaten av solen. Gjennomsnittsverdien av deres magnetiske induksjon B er estimert til 1 G, men i individuelle fotosfæriske formasjoner, for eksempel i solflekker, kan magnetfeltet være en størrelsesorden større. Siden plasma er god guide elektrisitet, er det naturlig at solstrømmer og magnetiske felt samhandler med strømningene fra solen. I dette tilfellet gir en rent gassdynamisk teori en ufullstendig beskrivelse av fenomenet som vurderes. Innflytelse magnetfelt strømmen av solvinden kan betraktes innenfor rammen av magnetohydrodynamikk. Hva fører dette til? I følge banebrytende arbeid i denne retningen (se også), fører magnetfeltet til fremkomsten av en pondemotivkraft j x B, som er rettet vinkelrett på den radielle retningen. Som et resultat får solvinden en tangentiell hastighetskomponent. Denne komponenten er nesten to størrelsesordener mindre enn den radielle, men den spiller en betydelig rolle i fjerningen av vinkelmomentum fra solen. Det antas at sistnevnte omstendighet kan spille en betydelig rolle i utviklingen av ikke bare solen, men også andre stjerner der en "stjernevind" har blitt oppdaget. Spesielt for å forklare den kraftige reduksjonen i vinkelhastigheten til stjerner i den sene spektralklassen, påberopes ofte hypotesen om overføring av rotasjonsmomentum til planetene som er dannet rundt dem. Den betraktede mekanismen for tap av vinkelmomentum til solen gjennom utstrømning av plasma åpner muligheten for å revidere denne hypotesen.

Det kan også bemerkes at målinger av det gjennomsnittlige magnetfeltet i området rundt jordens bane viste at dets størrelse og retning er godt beskrevet av formler hentet fra enklere betraktninger av Parker ().

I formler (5), som beskriver Parker Archimedes-spiralen for det interplanetariske magnetfeltet i planet til solekvator, nesten sammenfallende med ekliptikkplanet, er mengdene B r, B j de radielle og asimutale komponentene til den magnetiske induksjonsvektoren, W - vinkelhastighet rotasjon av solen, V er den radielle hastigheten til solvinden, indeks 0 refererer til punktet på solkoronaen der størrelsen på magnetfeltet er kjent.

Strømmer solvinden jevnt og stasjonært fra overflaten av solen?

Det tidligere diskuterte konseptet med plasmautstrømning fra solkoronaen er basert på antakelsen om at solkoronaen er homogen og stasjonær, det vil si at dens temperatur og tetthet ikke er avhengig av sollengdegrad og tid. I dette tilfellet kan solvinden betraktes som en sfærisk symmetrisk (bare avhengig av den heliosentriske avstanden) stasjonær strømning. Fram til 1990 fløy alle romfartøyer nær solekliptikken, noe som ikke tillot direkte målemetoder for å verifisere graden av avhengighet av solvindparametere på solbreddegrad. Indirekte observasjoner av avbøyningen av halene til kometer som flyr utenfor ekliptikkplanet indikerte at det, til en første tilnærming, ikke er noen slik avhengighet. Målinger i ekliptikkplanet har imidlertid vist at såkalte sektorstrukturer med ulike parametere for solvinden og ulike retninger av magnetfeltet kan eksistere i det interplanetære rommet. Slike strukturer roterer med solen og indikerer tydelig at de er en konsekvens av en lignende struktur i solatmosfæren, hvis parametere avhenger av lengdegrad. Den kvalitative firesektorstrukturen er vist i fig. 3.

Konklusjonen om solvindens uavhengighet i breddegrad basert på kometobservasjoner var ikke tilstrekkelig pålitelig på grunn av kompleksiteten i tolkningen deres, og observasjoner av solkoronaen viste at den er heterogen både i breddegrad og lengdegrad, og er også utsatt for sterke tidsmessige endringer knyttet til 11 - sommersyklusen for solaktivitet, og med ulike ikke-stasjonære prosesser med et kortere tidsintervall. (For eksempel med blink)

Situasjonen endret seg dramatisk med oppskytingen av romfartøyet Ulysses av European Space Agency i oktober 1990, hvis hovedformål er å studere interplanetarisk plasma utenfor planet til solekliptikken. Disse studiene begynte i februar 1992, da enheten ved å bruke gravitasjonsfeltet til Jupiter forlot ekliptikkplanet og satte kursen først til områdene på sørpolen til solen (mai - september 1994), og deretter til regionene fra nord. pol (mai - september 1995). De fleste av de oppnådde resultatene blir nå studert nøye, men det er allerede mulig å trekke noen konklusjoner om avhengigheten av solvindparametere på solbreddegrad (et stort antall vitenskapelige rapporter om disse problemene er publisert i det amerikanske tidsskriftet Science, 1995, bind 268, 19. mai).

Spesielt viste det seg at hastigheten til solvinden øker, og dens tetthet avtar kraftig med heliografisk breddegrad. Solvindhastigheten målt for eksempel av romfartøyet Ulysses endret seg fra 450 km/s i ekliptikkplanet til omtrent 700 km/s ved -75° solbreddegrad. Det bør imidlertid bemerkes at graden av forskjell i solvindparametere i ekliptikkplanet og utenfor det avhenger av solaktivitetssyklusen.

Flare på solen og forskjellige hastigheter av plasmautstrømning fra forskjellige områder av overflaten fører til dannelsen av sjokkbølger i det interplanetære rommet, som er preget av et skarpt hopp i hastighet, tetthet og temperatur. Kvalitativt er denne mekanismen for deres dannelse vist i fig. 4.

Når en rask strøm innhenter en langsom, oppstår et vilkårlig gap i parametrene ved kontaktpunktet, der lovene for bevaring av masse, momentum og energi ikke er oppfylt. En slik diskontinuitet kan ikke eksistere i naturen og brytes opp, spesielt i to sjokkbølger og en tangentiell diskontinuitet (i sistnevnte er normalhastighetskomponenten kontinuerlig), som vist i fig. 4, a for fakkelprosessen på solen og i fig. 4, b c i tilfellet når en raskere strømning fra en region av solkoronaen tar igjen en langsommere strømning fra en annen. Sjokkbølger og tangentielle diskontinuiteter, vist i fig. 4, bæres av solvinden over store heliosentriske avstander og registreres regelmessig av romfartøy.

Hvordan endres egenskapene til solvinden med avstanden fra solen?

Som det fremgår av ligning (4), er endringen i solvindhastighet bestemt av to krefter: kraften til solens tyngdekraft og kraften knyttet til endringen i trykket. Beregninger viser at ved store avstander fra solen (nesten allerede fra 1 AU) endres trykket nesten ikke i verdi, det vil si at endringen er veldig liten, og kraften forbundet med trykk er praktisk talt fraværende. Tyngdekraften avtar som kvadratet på avstanden fra solen og er også liten ved tilstrekkelig store heliosentriske avstander. Siden begge kreftene blir veldig små, blir hastigheten til solvinden i følge teorien nesten konstant og overstiger samtidig den lyden betydelig (som de sier, flyten er hypersonisk). De amerikanske romfartøyene Voyager - 1 og -2 og Pioneer - 10 og -11, skutt opp på 70-tallet og nå plassert i en avstand på flere titalls astronomiske enheter fra Solen, bekreftet eksperimentelt teoretiske spådommer om solvinden. Spesielt viste hastigheten seg å være nesten konstant i gjennomsnitt, og tettheten r avtar som 1/r 2 i samsvar med massekonserveringsligningen for det sfærisk symmetriske tilfellet:

Temperaturen følger ikke den adiabatiske loven, som betyr at det finnes noen varmekilder. Slike kilder kan være den tidligere nevnte bølgespredningen eller nøytrale hydrogenatomer som trenger inn fra det interstellare mediet inn i solsystemet. ()

Det er åpenbart at solvindens hastighet ikke kan være konstant i det uendelige, som følger av gassdynamikkligningen (se for eksempel fig. 1.), siden solsystemet er omgitt av interstellar gass med begrenset trykk. Derfor bør solvinden på store avstander fra Solen bremses av gass i det interstellare mediet. Dette problemet diskuteres i detalj i. Her bemerker vi bare at en jevn retardasjon av en gassdynamisk strømning fra supersonisk til subsonisk, for eksempel i en Laval-dyse (fig. 2.), ved å innsnevre kanalen er umulig: et hopp i gassparametere i form av en sjokkbølge må nødvendigvis dannes. En lignende situasjon kan oppstå i solvinden. Bremsingen av solvinden på grunn av mottrykket til det interstellare mediet bør skje gjennom en sjokkbølge (Termination shock, eller TS). Dens posisjon avhenger sterkt av parametrene til det interstellare mediet. I følge teoretiske beregninger er TS sjokkbølgen lokalisert i en avstand på 80 – 100 A.E. fra Solen, noe som gjør det mulig i løpet av de neste årene å oppdage den med måleinstrumenter installert på romfartøyet Voyager.

Stille solvind.

I følge moderne konsepter genereres energi i dypet av solen under kjernefysiske fusjonsprosesser:

hvor e + - betyr positron, n - nøytrino, g - g - kvante. Som et resultat av de ovennevnte prosessene blir 1,0078 g hydrogen til 1,0000 g helium, og den gjenværende massen blir til kinetisk energi av partikler og strålingsenergi. Hastigheten for energifrigjøring under proton-proton syklusreaksjoner bestemmes av uttrykket:

Det er kjent at i stjerner som solen spiller termisk ledningsevne en ubetydelig rolle, slik at energien som produseres i det indre av solen overføres til overflaten hovedsakelig gjennom strålingsoverføring, det vil si som et resultat av dens absorpsjon og påfølgende re -utslipp.

Imidlertid strålingsoverføring solenergi blir ineffektiv i de øvre lagene av solen. Faktum er at når temperaturen på solmateriale synker, reduseres graden av dens ionisering og tilstedeværelsen av nøytrale hydrogenatomer i den reduserer gjennomsiktigheten merkbart. Dette fører igjen til en enda raskere nedgang i solens temperatur med avstand fra sentrum, som et resultat av at ethvert elementært volum av solmateriale som stiger opp fra solens dyp har en høyere temperatur og lavere tetthet enn det omkringliggende plasmaet, noe som fører til utvikling av den såkalte konvektiv ustabiliteten . Betingelsene for dens eksitasjon er trygt oppfylt i overflatelagene til Solen r > 0,86R o , hvor energien overføres hovedsakelig i form av termisk energi av plasmaet inneholdt i materieelementene som stiger opp fra solens dyp. Utviklingen av intens turbulens i overflatelagene til Solen sikrer ikke bare overføring av energi til overflaten, men fører også til utvikling av fenomener som spiller en nøkkelrolle i solar-terrestrisk fysikk. Først av alt, er utviklingen av konvektiv turbulens i plasma ledsaget av generering av intense magnetosoniske bølger. Forplanter seg i solatmosfæren, hvor plasmatettheten raskt avtar med høyden, forvandles lydbølger til sjokkbølger. De absorberes effektivt av stoffet, som et resultat av at temperaturen til sistnevnte øker, og når en verdi på (1-3) 10 6 i solkoronaen. Samtidig kan ikke en betydelig del av protonene i solkoronaen holdes av gravitasjonsfeltet, noe som fører til kontinuerlig utvidelse av koronaen ut i verdensrommet, det vil si til generering av solvind.

Høyhastighets solvind.

Som det fremgår av dataene presentert i tabell 1, er høyhastighetsvind preget av økt hastighet (ca. 700 km/s), redusert plasmatetthet (n=4 cm -3) og økt ionetemperatur. Men før vi diskuterer mulige kilder til disse strømmene, la oss huske at det er minst to typer slike strømmer: tilbakevendende og magnetiske.

Tilbakevendende strømmer.

Tilbakevendende strømmer av høyhastighets solvind utmerker seg først og fremst ved at de eksisterer i mange måneder, og dukker regelmessig opp i nærheten av jorden etter omtrent 27 dager (perioden for solens revolusjon), noe som indikerer en relativt lang levetid av deres kilder. I mange år forble opprinnelsen til disse bekkene et mysterium fordi de ikke samsvarte med noen synlige trekk på overflaten av solen. Imidlertid kan det for øyeblikket anses bevist at strømmene som diskuteres har sin opprinnelse på Solen i området med såkalte hull.

Koronale hull er tydelig synlige i romfartøyfotografier av solen i røntgen- og ekstreme ultrafiolette områder. solstråling. (se fig. 6.), der de er registrert som store områder med redusert (flere ganger) strålingsintensitet, som strekker seg fra polarbreddegradene til ekvator eller til og med til motsatt halvkule. Lengden på koronale hull i lengdegrad er 30 o -90 o. Følgelig er tiden det tar for et koronalt hull å passere gjennom den sentrale meridianen til solen (på grunn av rotasjonen til sistnevnte) 4–6 dager, noe som er ganske konsistent med varigheten av eksistensen til de tilsvarende høyhastighetsstrømmene i nærheten av jorden. Redusert intensitet røntgenstråling i regionen med koronale hull kan bestemmes både av den reduserte plasmatettheten i disse områdene og av dens lavere temperatur. Faktisk viser bakkebaserte observasjoner av koronaen under solformørkelser at det er områder med relativt lav plasmatetthet i koronaen, spesielt på høye breddegrader. Samtidig er plasmatemperaturen i området for koronale hull omtrent 0,8 * 10 6 K, noe som er betydelig lavere enn temperaturen til den stille koronaen, og plasmatettheten i det koronale hullet er 0,25 av tettheten til den stille koronaen. .

Dermed representerer koronale hull virkelig regioner med redusert plasmatetthet og temperatur. Hva som forårsaker disse korona-trekkene i disse områdene er ikke helt klart. I denne forbindelse er det bemerkelsesverdig at koronale hull som regel sammenfaller med områder av et unipolart magnetfelt med kvasi-radiale eller litt divergerende feltlinjer. Åpne magnetfeltlinjer forhindrer ikke den radielle utvidelsen av koronalplasmaet, noe som kan forklare den reduserte tettheten til sistnevnte i området av hullene og økningen i hastigheten til solvinden som genereres i dem. Samtidig kan økningen i solvindhastigheten, på grunn av den gunstige konfigurasjonen av magnetfeltlinjene, ikke kompensere for dens nedgang assosiert med den lave plasmatemperaturen i de aktuelle områdene, og for å forklare utseendet til høyhastighetsstrømmer , er det nødvendig å anta tilstedeværelsen av en kraftig kilde til MHD-bølger i koronale hull. Dessverre er det ennå ikke innhentet direkte bevis på eksistensen av slike bølger i regionen med koronale hull.

Sporadiske høyhastighetsstrømmer.

Den andre typen høyhastighetsstrømmer i solvinden er kortvarige (reisetid forbi jorden t = 1 - 2 dager), ofte ekstremt intense (solvindhastighet opp til 1200 km/s) bekker som har en veldig stor langsgående utstrekning. Ved å bevege seg i interplanetarisk rom fylt med plasma fra den relativt langsomme, rolige solvinden, river høyhastighetsstrømmen så å si opp dette plasmaet, som et resultat av at det dannes en utgående sjokkbølge foran dens front, som beveger seg med det. Rommet mellom strømningsfronten og fronten av den avgående sjokkbølgen er fylt med tett (flere titalls partikler per 1 cm 3) og varmt plasma.

Det ble tidligere antatt at sporadiske flukser i solfluksen er forårsaket av solutbrudd og lignende fenomener. Men nylig har oppfatningen om denne saken endret seg, og de fleste forskere, spesielt utenlandske, holder seg til synspunktet om at sporadiske høyhastighetsstrømmer i solvinden er forårsaket av såkalte utslipp.

Koronale utstøtinger, som er tydeligst observert nær sollemmet, er noen relativt utvidede plasmaformasjoner som beveger seg oppover fra bunnen av solkoronaen. Konklusjonen om at sporadiske strømmer i solvinden er assosiert nettopp med koronale utstøtinger (eller CME), og ikke med fakler, er basert på følgende eksperimentelle fakta:

1. Til tross for den statisk signifikante sammenhengen mellom sporadiske strømmer og solflammer, er det ingen entydig sammenheng mellom dem, det vil si at det på den ene siden observeres bluss som ikke forårsaker sjokkbølger, og på den annen side høyhastighetsstrømmer observeres som ikke er innledet av bluss.

2. Solutbrudd er ikke direkte relatert til koronale utstøtinger.

Forholdet mellom interplanetære sjokk, koronale utstøtinger og solflammer ble studert i detalj av N. Sheeley et al. (1985), som spesielt viste at 72 % av sjokkene som ble observert om bord på Helios -1 romfartøyet var assosiert med store koronale utstøtinger på lav breddegrad. Samtidig var bare 52 % av de samme sjokkbølgene assosiert med solutbrudd.

Som et resultat av en detaljert analyse av disse dataene, var det mulig å vise at hvis vi ekskluderer sjokkbølger observert bak sollemmet fra listen, så øker antallet bølger assosiert med fakler til 85%, det vil si sammenhengen mellom sjokkbølger med bluss viser seg ikke å være verre enn med koronale utstøtinger. I tillegg, som vist av Harrison et al. (1990), begynner koronale utstøtinger (med en hastighet på ca. 1000 km/s), som vanligvis er assosiert med en interplanetær sjokkbølge, sin bevegelse i koronaen samtidig med utbruddet av bluss.

Dermed virker ikke konklusjonen om at solflammer ikke er involvert i interplanetære sjokkbølger helt overbevisende, og vi vil fortsette å betrakte solflammer som en av hovedkildene til høyhastighetsstrømmer i solvinden.

Når det gjelder mekanismen for generering av selve faklene (og, naturligvis, fluksene knyttet til dem), er den mest populære for tiden fakkelmodellen foreslått i 1964 av Petschek, basert på hypotesen om magnetisk gjenkobling. Utviklingen av en solfakkel innenfor Petschek-modellen er presentert i fig. 7.

I denne modellen viser magnetfeltlinjene til det aktive området seg å være brutt, fra et visst nivå, og danner to kraftrør med antiparallelle felt atskilt av et strømark. På et tidspunkt, på grunn av utviklingen av ione-akustisk eller ione-syklotron-ustabilitet, synker plasmaledningsevnen på et tidspunkt 1 (fig. 7a) i plasmalaget kraftig, som et resultat av at strømlaget bryter og magnetfeltet linjene kobles til igjen. Magnetisk energi blir raskt til kinetisk og termisk energi

Plasma og intens oppvarming og akselerasjon av plasmaet skjer (fig. 7, b). Akselererte partikler, som beveger seg langs åpne magnetfeltlinjer, forlater kromosfæren og kastes ut i det interplanetære rommet (fig. 5c). Samtidig kan energiske elektroner som beveger seg oppover, passerer gjennom koronaen og interagerer med den, forårsake utbrudd av radiostråling. Frekvensen av radioemisjonen, på grunn av reduksjonen i bakgrunnsplasmakonsentrasjon, avtar raskt når elektronene beveger seg oppover (tilsvarende de såkalte type III-radioutbruddene)

Partikler som beveger seg langs magnetfeltlinjer mot solen varmer opp plasmaet i den nedre kromosfæren og fotosfæren, noe som forårsaker en økning i lysstyrken til hydrogenutslipp og dannelsen av en høytemperatur koronal sky. Plasma akselerert bort fra solen danner en høyhastighetsstrøm og en tilhørende sjokkbølge.

Konklusjon.

Superposisjonen av solplasmastrømmene beskrevet ovenfor og deres interaksjon skaper det komplekse og kontinuerlig skiftende systemet kalt solvinden.

Fra ovenstående kan vi konkludere med at solvinden er et fysisk fenomen som ikke bare er av rent akademisk interesse knyttet til studiet av prosesser i plasma lokalisert i de naturlige forholdene i det ytre rom, men også en faktor som må tas i betraktning når vi studerer prosesser som skjer i omgivelsene til vår planet Jorden, som til slutt påvirker livene våre. Dette skyldes det faktum at høyhastighets solvindstrømmer som strømmer rundt jorden påvirker magnetosfæren, som er direkte forbundet med de nedre lagene av atmosfæren. Denne påvirkningen avhenger i stor grad av prosessene som skjer på solen, siden de er assosiert med opprinnelsen til selve solvinden. Dermed er solvinden en god indikator for å studere sol-jordforbindelser som er viktige for praktisk menneskelig aktivitet. Dette er imidlertid et annet område av vitenskapelig forskning, som ikke vurderes i dette arbeidet.

Litteratur.

1. Parker E. // Astophys.J. 1958. V. 128. Nr. 3.

2. Chapman S.//J.Atmos. Terr. Phys.1959. V.15.Nr.1/2.

3. Kammerherre J. //Astrophys. J. 1961. V.133. nr. 2.

4. Gringauz K.I., Bezrukikh V.V., Ozerov V.D., Rybchinsky R.E.// Dokl. USSRs vitenskapsakademi. 1960. T.131 nr. 6.

5. Baranov V.B., Krasnobaev K.V., Hydrodynamisk teori om romplasma. M.: Nauka, 1977.

6. Weber E., Davis L. //Astrophys. J. 1967.V.148. nr. 1. Pt.1.

7. Parker E. Dynamiske prosesser i det interplanetære miljøet. M.: Mir, 1965.

8. Baranov V.B. Påvirkningen av det interstellare mediet på strukturen til heliosfæren // Soros Educational Journal. 1996. Nr. 11. S.73-79.

9. Hundhausen A. Koronautvidelse og solvind. M.: Mir, 1976. 302 s.

10. Gibson E. Rolig søn M.: Mir, 1977, 408 s.

11. Kovalenko V.A. Solrik vind. M.: Nauka, 1983, 272 s.

12. Pudovkin M.I.// J. Geophys.Res. 1995 V.100.nr A5. P7917

13. Pudovkin M.I.// Rept.Prog.in Phys.1995. V58. nr. 9.P.929.

14. Pudovkin M.I., Semenov V.S. Teori om gjenkobling og interaksjon av solvinden med jordens magnetosfære. M.: Nauka, 1985.126 s.

Med en hastighet på 300–1200 km/s inn i det omkringliggende verdensrommet.

Kjennetegn

På grunn av solvinden mister solen omtrent en million tonn materie hvert sekund. Solvinden består hovedsakelig av elektroner, protoner og heliumkjerner (); kjernene til andre grunnstoffer og ikke-ioniserte partikler (elektrisk nøytrale) finnes i svært små mengder.

Selv om solvinden kommer fra det ytre laget av Solen, reflekterer den ikke den faktiske sammensetningen av elementene i dette laget, siden som et resultat av differensieringsprosesser øker innholdet av noen elementer og noen avtar (FIP-effekt).

Intensiteten til solvinden avhenger av endringer i aktivitet og dens kilder. Avhengig av hastigheten er solvindstrømmer delt inn i to klasser: langsom(ca. 300-400 km/s rundt bane) og fort(600–700 km/s rundt jordens bane).

Det er også sporadiske høy hastighet(opptil 1200 km/s) kortsiktige strømninger.

Langsom solvind

Den langsomme solvinden genereres av den "stille" delen under dens gassdynamiske ekspansjon: ved en koronal temperatur på omtrent 2 × 10 6 K kan ikke koronaen være i forhold med hydrostatisk likevekt, og denne utvidelsen, under de eksisterende grenseforholdene , bør føre til akselerasjon av koronal materie til supersoniske hastigheter. Oppvarming av solkoronaen til slike temperaturer skjer på grunn av arten av varmeoverføring i: utviklingen av konvektiv turbulens i plasmaet er ledsaget av generering av intense magnetosoniske bølger; i sin tur, når den forplanter seg i retning av å redusere tettheten til solatmosfæren, blir lydbølger forvandlet til sjokkbølger; absorberes effektivt av koronastoffet og varmer det opp til en temperatur på 1 - 3 × 10 6 K.

Rask solvind

Strømmer av tilbakevendende rask solvind sendes ut over flere måneder, og har en returperiode når de observeres fra Jorden på 27 dager (perioden for solens rotasjon). Disse strømmene er assosiert med - områder av koronaen med relativt lav temperatur (omtrent 0,8 × 10 6 K), redusert tetthet (bare en fjerdedel av tettheten til de rolige områdene av koronaen), og radialt i forhold til solen.

Høyhastighetsstrømmer

Sporadiske strømmer, når de beveger seg i et rom fylt med langsom solvind, kondenserer plasmaet foran fronten og danner et plasma som beveger seg med det. Det ble tidligere antatt at slike strømmer var forårsaket av solflammer, men det antas nå (2005) at sporadiske høyhastighetsstrømmer i solvinden er forårsaket av koronale utstøtinger. Samtidig bør det bemerkes at både solutbrudd og koronale utstøtinger er assosiert med de samme aktive områdene på solen, og det er en sammenheng mellom dem.

Materiale fra Uncyclopedia


Atmosfæren til solen er 90 % hydrogen. Den delen som er lengst fra overflaten kalles solkoronaen, og er godt synlig under totale solformørkelser. Temperaturen på koronaen når 1,5-2 millioner K, og koronagassen er fullstendig ionisert. Ved denne plasmatemperaturen er den termiske hastigheten til protoner omtrent 100 km/s, og elektronens hastighet er flere tusen kilometer per sekund. For å overvinne solens tyngdekraft er en starthastighet på 618 km/s tilstrekkelig, den andre kosmiske hastigheten til solen. Derfor lekker plasma konstant fra solkoronaen ut i verdensrommet. Denne strømmen av protoner og elektroner kalles solvinden.

Etter å ha overvunnet solens tyngdekraft, flyr solvindpartikler langs rette baner. Hastigheten til hver partikkel endres nesten ikke med avstanden, men den kan være forskjellig. Denne hastigheten avhenger hovedsakelig av tilstanden til soloverflaten, på "været" på solen. I gjennomsnitt er det lik v ≈ 470 km/s. Solvinden reiser avstanden til jorden på 3-4 dager. I dette tilfellet avtar tettheten av partikler i den i omvendt proporsjon med kvadratet på avstanden til solen. I en avstand lik radiusen til jordens bane, 1 cm 3 i gjennomsnitt er det 4 protoner og 4 elektroner.

Solvinden reduserer massen til stjernen vår - Solen - med 10 9 kg per sekund. Selv om dette tallet virker stort på jordisk skala, er det i virkeligheten lite: tapet av solmasse kan bare merkes over tider som er tusenvis av ganger større enn solens moderne tidsalder, som er omtrent 5 milliarder år.

Samspillet mellom solvinden og magnetfeltet er interessant og uvanlig. Det er kjent at ladede partikler vanligvis beveger seg i et magnetfelt H i en sirkel eller langs spirallinjer. Dette gjelder imidlertid bare når magnetfeltet er sterkt nok. Mer presist, for at ladede partikler skal bevege seg i en sirkel, er det nødvendig at energitettheten til magnetfeltet H 2 /8π er større enn den kinetiske energitettheten til det bevegelige plasmaet ρv 2 /2. I solvinden er situasjonen motsatt: magnetfeltet er svakt. Derfor beveger ladede partikler seg i rette linjer, og magnetfeltet er ikke konstant, det beveger seg sammen med strømmen av partikler, som om det ble ført bort av denne strømmen til periferien av solsystemet. Retningen til magnetfeltet i hele det interplanetære rommet forblir den samme som den var på overflaten av solen i det øyeblikket solvindplasmaet dukket opp.

Når du reiser langs solens ekvator, endrer magnetfeltet vanligvis retning 4 ganger. Solen roterer: punkter på ekvator fullfører en omdreining i T = 27 dager. Derfor er det interplanetariske magnetfeltet rettet i spiraler (se figur), og hele mønsteret til denne figuren roterer etter rotasjonen av soloverflaten. Solens rotasjonsvinkel endres som φ = 2π/T. Avstanden fra solen øker med hastigheten til solvinden: r = vt. Derav ligningen til spiralene i fig. har formen: φ = 2πr/vT. I en avstand fra jordens bane (r = 1,5 10 11 m) er helningsvinkelen til magnetfeltet til radiusvektoren, som enkelt kan verifiseres, 50°. I gjennomsnitt måles denne vinkelen romskip, men ikke helt nær jorden. I nærheten av planetene er magnetfeltet strukturert annerledes (se Magnetosfæren).

solrik vind

En slik anerkjennelse er mye verdt, fordi den gjenoppliver den halvglemte solplasmoide-hypotesen om opprinnelsen og utviklingen av liv på jorden, fremsatt av Ulyanovsk-forskeren B. A. Solomin for nesten 30 år siden.

Solar-plasmoid-hypotesen sier at høyt organiserte sol- og terrestriske plasmoider spilte og fortsatt spiller en nøkkelrolle i opprinnelsen og utviklingen av liv og intelligens på jorden. Denne hypotesen er så interessant, spesielt i lys av mottaket av eksperimentelle materialer fra Novosibirsk-forskere, at det er verdt å bli mer detaljert kjent med den.

Først av alt, hva er et plasmoid? Et plasmoid er et plasmasystem strukturert av sitt eget magnetfelt. I sin tur er plasma en varm ionisert gass. Det enkleste eksemplet på plasma er brann. Plasma har evnen til å samhandle dynamisk med et magnetfelt og beholde feltet i seg selv. Og feltet regulerer på sin side den kaotiske bevegelsen til ladede plasmapartikler. Under visse forhold, en stabil men dynamisk system, bestående av plasma og magnetfelt.

Kilden til plasmoider i solsystemet er solen. Rundt solen, som rundt jorden, er det sin egen atmosfære. Den ytre delen av solatmosfæren, som består av varmt ionisert hydrogenplasma, kalles solkoronaen. Og hvis temperaturen på overflaten av solen er omtrent 10 000 K, så på grunn av strømmen av energi som kommer fra dens indre, når temperaturen på koronaen 1,5–2 millioner K. Siden tettheten til koronaen er lav, vil slik oppvarming er ikke balansert av tap av energi på grunn av stråling.

I 1957 publiserte professor E. Parker ved University of Chicago sin hypotese om at solkoronaen ikke er i hydrostatisk likevekt, men utvides kontinuerlig. I dette tilfellet er en betydelig del av solinnstrålingen en mer eller mindre kontinuerlig utstrømning av plasma, den s.k. solrik vind, som frakter bort overflødig energi. Det vil si at solvinden er en fortsettelse av solkoronaen.

Det tok to år før denne spådommen ble bekreftet eksperimentelt ved bruk av instrumenter installert på de sovjetiske romfartøyene Luna 2 og Luna 3. Senere viste det seg at solvinden frakter bort fra overflaten til stjernen vår, i tillegg til energi og informasjon, omtrent en million tonn materie per sekund. Den inneholder hovedsakelig protoner, elektroner, noen heliumkjerner, oksygen, silisium, svovel, nikkel, krom og jernioner.

I 2001 skjøt amerikanerne opp i bane Genesis-romfartøyet, designet for å studere solvinden. Etter å ha fløyet mer enn en og en halv million kilometer, nærmet enheten seg det såkalte Lagrange-punktet, der jordens gravitasjonspåvirkning balanseres av solens gravitasjonskrefter, og utplasserte fellene av solvindpartikler der. I 2004 styrtet en kapsel med oppsamlede partikler mot bakken i strid med planen. myk landing. Partiklene ble "vasket" og fotografert.

Til dags dato viser observasjoner gjort fra jordsatellitter og andre romfartøyer at det interplanetære rommet er fylt med et aktivt medium - strømmen av solvind, som har sin opprinnelse i de øvre lagene av solatmosfæren.

Når bluss oppstår på Solen, flyr strømmer av plasma og magnetiske plasmaformasjoner - plasmoider - ut fra den gjennom solflekker (koronale hull) - områder i solatmosfæren med et magnetfelt åpner seg inn i det interplanetære rommet. Denne strømmen beveger seg fra solen med betydelig akselerasjon, og hvis den radielle hastigheten til partikler ved bunnen av koronaen er flere hundre m/s, når den nær jorden 400–500 km/s.

Solvinden når jorden, forårsaker endringer i dens ionosfære, magnetiske stormer, som i betydelig grad påvirker biologiske, geologiske, mentale og til og med historiske prosesser. Den store russiske forskeren A.L. Chizhevsky skrev om dette på begynnelsen av 1900-tallet, som siden 1918 i Kaluga utførte eksperimenter innen luftionisering i tre år og kom til konklusjonen: negativt ladede plasmaioner har en gunstig effekt på levende organismer, og positivt ladede plasmaioner har en gunstig effekt på levende organismer, virker motsatt. I disse fjerne tider var det 40 år igjen før oppdagelsen og studien av solvinden og jordens magnetosfære!

Plasmoider er tilstede i jordens biosfære, inkludert i de tette lagene av atmosfæren og nær overflaten. I sin bok "Biosphere" var V.I. Vernadsky den første som beskrev mekanismen til overflateskallet, fint koordinert i alle dens manifestasjoner. Uten biosfæren ville det ikke vært noen jordklode, fordi, ifølge Vernadsky, er jorden "støpt" av kosmos ved hjelp av biosfæren. "Støpt" gjennom bruk av informasjon, energi og materie. "I hovedsak kan biosfæren betraktes som regionen av jordskorpen, okkupert av transformatorer(uthevelse lagt til - Auto.), konverterer kosmisk stråling til effektiv jordisk energi - elektrisk, kjemisk, termisk, mekanisk, etc. (9). Det var biosfæren, eller den "geologisk-dannende kraften til planeten", som Vernadsky kalte den, som begynte å endre strukturen til materiesyklusen i naturen og "skape nye former og organisasjoner av inert og levende materie." Det er sannsynlig at når han snakket om transformatorer, snakket Vernadsky om plasmoider, som de på den tiden ikke visste noe om i det hele tatt.

Solar-plasmoid-hypotesen forklarer plasmoidenes rolle i opprinnelsen til liv og intelligens på jorden. I de tidlige stadiene av evolusjonen kunne plasmoider ha blitt en slags aktive "krystalliseringssentre" for de tettere og kaldere molekylstrukturene på den tidlige jorden. "Kledte seg" i relativt kalde og tette molekylære klær, og ble en slags interne "energikokonger" av fremvoksende biokjemiske systemer, fungerte de samtidig som kontrollsentre komplekst system, retter evolusjonære prosesser mot dannelsen av levende organismer (10). MNIIKA-forskere kom også til en lignende konklusjon, som klarte å oppnå materialisering av ujevne eteriske strømmer under eksperimentelle forhold.

Auraen, som sensitive fysiske instrumenter oppdager rundt biologiske objekter, representerer tilsynelatende den ytre delen av den plasmoide "energikokongen" til et levende vesen. Det kan antas at energikanaler og biologisk aktive punkter i orientalsk medisin er de indre strukturene til "energikokongen".

Kilden til plasmoid-liv for jorden er solen, og strømmene fra solvinden bringer oss dette livsprinsippet.

Hva er kilden til plasmoidliv for solen? For å svare på dette spørsmålet er det nødvendig å anta at liv på et hvilket som helst nivå ikke oppstår "av seg selv", men introduseres fra et mer globalt, høyt organisert, forseldet og energisk system. Akkurat som for Jorden er solen et "modersystem", så må det for belysningen være et lignende "morsystem" (11).

I følge Ulyanovsk-forskeren B.A. Solomin kan "modersystemet" for solen være interstellart plasma, varme hydrogenskyer, tåker som inneholder magnetiske felt, samt relativistiske (det vil si å bevege seg med en hastighet nær lysets hastighet) elektroner. En stor mengde forseldet og veldig varmt (millioner av grader) plasma og relativistiske elektroner, strukturert av magnetiske felt, fyller den galaktiske koronaen - kulen der den flate stjerneskiven til galaksen vår er innelukket. Globale galaktiske plasmoid- og relativistiske elektronskyer, hvis organiseringsnivå er uforenlig med solenergien, gir opphav til plasmoid-liv på solen og andre stjerner. Dermed fungerer den galaktiske vinden som bærer av plasmoid-liv for solen.

Hva er "modersystemet" for galakser? I dannelsen av universets globale struktur stor rolle Forskere fokuserer på ultralette elementærpartikler - nøytrinoer, som bokstavelig talt trenger gjennom rommet i alle retninger med hastigheter nær lysets hastighet. Det var nøytrino-inhomogeniteter, klumper og skyer som kunne tjene som «rammeverk» eller «krystalliseringssentre» rundt hvilke galakser og deres klynger dannet seg i det tidlige universet. Nøytrinoskyer er et enda mer subtilt og energisk nivå av materie enn de stjerne- og galaktiske "modersystemene" til kosmisk liv beskrevet ovenfor. De kan godt være designere av evolusjon for sistnevnte.

La oss endelig stige til det høyeste nivået av hensyn - til nivået for universet vårt som helhet, som oppsto for rundt 20 milliarder år siden. Ved å studere dens globale struktur, har forskere fastslått at galakser og deres klynger befinner seg i rommet, ikke kaotisk eller jevnt, men på en veldig bestemt måte. De er konsentrert langs veggene til enorme romlige "bikaker", inne i hvilke, som man trodde inntil nylig, gigantisk "tomhet" - tomrom - er inneholdt. Imidlertid er det allerede i dag kjent at "tomrom" ikke eksisterer i universet. Det kan antas at alt er fylt med et "spesielt stoff", hvis bærer er de primære torsjonsfeltene. Denne "spesielle substansen", som representerer grunnlaget for alle livsfunksjoner, kan godt være for vårt univers den verdensarkitekten, kosmisk bevissthet, Av et høyere sinn, som gir mening til dens eksistens og utviklingsretning.

Hvis dette er tilfellet, var universet vårt levende og intelligent allerede i det øyeblikket det ble født. Liv og intelligens oppstår ikke uavhengig i noen kalde molekylære hav på planeter, de er iboende i kosmos. Plassen er mettet ulike former liv, noen ganger påfallende forskjellig fra protein-nukleinsyresystemene vi er vant til og usammenlignbare med dem i deres kompleksitet og grad av intelligens, rom-tidsskala, energi og masse.

Det er sjeldne og varme stoffer som styrer utviklingen av tettere og kaldere stoffer. Dette ser ut til å være en grunnleggende naturlov. Kosmisk liv stiger hierarkisk ned fra det mystiske stoffet om tomrom til nøytrinoskyer, det intergalaktiske mediet, og fra dem til galaktiske kjerner og galaktiske koronaer i form av relativistiske elektroniske og plasmamagnetiske strukturer, deretter til det interstellare rom, til stjerner og til slutt til planeter. Kosmisk intelligent liv skaper i sitt eget bilde og likhet alle lokale livsformer og kontrollerer deres utvikling (10).

Sammen med velkjente forhold (temperatur, trykk, kjemisk oppbygning etc.) for fremveksten av liv, må planeten ha et uttalt magnetfelt, som ikke bare beskytter levende molekyler mot dødelig stråling, men også skaper rundt det en konsentrasjon av solgalaktisk plasmoidliv i form av strålingsbelter. Av alle planetene i solsystemet (unntatt Jorden) er det bare Jupiter som har et sterkt magnetfelt og store strålingsbelter. Derfor er det en viss sikkerhet for tilstedeværelsen av molekylært intelligent liv på Jupiter, selv om det kanskje er av ikke-proteinart.

Med en høy grad av sannsynlighet kan det antas at alle prosesser på den unge jorden ikke foregikk kaotisk eller uavhengig, men ble regissert av høyt organiserte plasmoiddesignere av evolusjon. Den nåværende hypotesen om livets opprinnelse på jorden anerkjenner også behovet for tilstedeværelsen av visse plasmafaktorer, nemlig kraftige lynutladninger i atmosfæren til den tidlige jorden.

Ikke bare fødselen, men også den videre utviklingen av protein-nukleinsyresystemer skjedde i nært samspill med plasmoidlivet, hvor sistnevnte spilte en styrende rolle. Denne interaksjonen ble mer og mer subtil over tid, og steg til nivået av psyken, sjelen og deretter ånden til stadig mer komplekse levende organismer. Ånden og sjelen til levende og intelligente vesener er en veldig tynn plasmamaterie av solar og jordisk opprinnelse.

Det har blitt fastslått at plasmoider som lever i jordens strålingsbelter (hovedsakelig av sol- og galaktisk opprinnelse) kan synke langs linjene til jordens magnetfelt inn i de nedre lagene av atmosfæren, spesielt på de punktene der disse linjene mest intensivt skjærer jordens overflaten, nemlig i områdene til de magnetiske polene (nord og sør).

Generelt er plasmoider ekstremt utbredt på jorden. De kan ha en høy grad av organisering og vise noen tegn på liv og intelligens. Sovjetiske og amerikanske ekspedisjoner til regionen på den magnetiske sørpolen på midten av 1900-tallet møtte uvanlige lysende gjenstander som svevde i luften og oppførte seg veldig aggressivt mot ekspedisjonens medlemmer. De ble kalt plasmasaurene i Antarktis.

Siden begynnelsen av 1990-tallet har registreringen av plasmoider ikke bare på jorden, men også i nærliggende rom økt betydelig. Dette er kuler, striper, sirkler, sylindre, dårlig utformede lysende flekker, kulelyn osv. Forskere var i stand til å dele alle objekter i to store grupper. Dette er først og fremst gjenstander som har tydelige tegn på kjente fysiske prosesser, men i dem presenteres disse tegnene i en helt uvanlig kombinasjon. En annen gruppe objekter, tvert imot, har ingen analogier med kjente fysiske fenomener, og derfor er deres egenskaper generelt uforklarlige på grunnlag av eksisterende fysikk.

Det er verdt å merke seg eksistensen av plasmoider av terrestrisk opprinnelse, født i forkastningssoner der aktive geologiske prosesser finner sted. Interessant i denne forbindelse er Novosibirsk, som står på aktive feil og i forbindelse med dette har en spesiell elektromagnetisk struktur over byen. Alle gløder og blinker registrert over byen graviterer mot disse forkastningene og forklares av vertikal energiubalanse og romaktivitet.

Det største antallet lysende objekter er observert i den sentrale delen av byen, som ligger i et område der konsentrasjoner av tekniske energikilder og feil i granittmassivet faller sammen.

For eksempel, i mars 1993, nær sovesalen til Novosibirsk-staten pedagogisk universitet en skiveformet gjenstand på omtrent 18 meter i diameter og 4,5 meter tykk ble observert. En mengde skoleelever jaget dette objektet, som sakte drev over bakken i 2,5 kilometer. Skolebarna forsøkte å kaste steiner på ham, men de ble avledet før de nådde gjenstanden. Så begynte barna å løpe under gjenstanden og more seg med å få hattene kastet av seg mens håret reiste seg fra den elektriske spenningen. Til slutt fløy dette objektet ut på høyspentoverføringslinjen, uten å avvike noe sted, fløy langs den, fikk fart og lysstyrke, ble til en lys ball og gikk opp (12).

Spesielt bemerkelsesverdig er utseendet til lysende objekter i eksperimenter utført av Novosibirsk-forskere i Kozyrevs speil. Takket være opprettelsen av venstre-høyre roterende torsjonsstrømmer på grunn av roterende lysstrømmer i viklingene til lasertråden og kjeglene, var forskere i stand til å simulere informasjonsrommet til planeten med plasmoidene som dukket opp i det i Kozyrevs speil. Det var mulig å studere påvirkningen av de fremvoksende lysende objektene på celler, og deretter på personen selv, som et resultat av at tilliten til riktigheten av solplasmoid-hypotesen ble styrket. Troen har dukket opp at ikke bare fødselen, men også den videre utviklingen av protein-nukleinsyresystemer fortsatte og fortsetter å skje i nært samspill med plasmoidlivet med den veiledende rollen til høyt organiserte plasmoider.

Fra boken Theosophical Archives (samling) forfatter Blavatskaya Elena Petrovna

Sytten-strålet solskive Oversettelse - K. Leonov Følgende interessante brev ble mottatt av oss fra Fresno, California. Siden det er av personlig karakter, gir vi kun utdrag fra det. «I en studie i fjor av Copán og Quincua, i Honduras og

Fra boken Full Moon People forfatter Ekstein Alexander

Bok en SOLKILLER

Fra boken Mayan Prophecies: 2012 forfatter Popov Alexander

Solar Storm American Academy of Sciences publiserte for flere år siden en rapport med tittelen "Space Weather Threats: Social and økonomiske konsekvenser" Den ble utarbeidet av NASA-spesialister som studerer solaktivitet. Kommenterer

Fra boken Aliens of National Importance forfatter Prokopenko Igor Stanislavovich

Solar Sword En omgang med et slikt speil, og en gigantisk metropol er innhyllet i røykskyer. Etter å ha gjennomboret atmosfæren, smelter en blendende stråle asfalten som en kniv, kutter hus og etterlater hauger av forkullede ruiner. Dette virker som handlingen i en sci-fi actionfilm. Men i programarkivet

Fra boken Lunar-Solar Calendar forfatter Zolotukhina Zoya

Hvem er du - en måne eller en solperson? De viktigste planetene som bestemmer en persons skjebne er solen og månen. Hvis solen dominerer, så er personen en ekstrovert, han manifesterer seg aktivt i samfunnet, leder andre, han trenger anerkjennelse og manifestasjon

Fra boken har 9 tegn på apokalypsen gått i oppfyllelse. Hva er det neste for oss? Vanga, E. Casey og andre profeter om hendelser i nær fremtid av Marianis Anna

Gull sollys Lad deg selv med solenergi moderne forhold akselererer livets rytmer, opplever vi alle en konstant mangel på styrke, depresjon og hjemsøkes av nevroser. Mange mennesker streber etter å forbedre helsen gjennom trening, besøk

Fra boken Temple Teachings. Instruksjoner fra læreren i Det hvite brorskap. Del 2 forfatter Samokhin N.

Solar Apocalypse Observasjoner fra de siste årene viser: noe ufattelig skjer med stjernen vår! I mellomtiden er sammenhengen mellom solutbrudd og katastrofer på jorden ubestridelig. I begynnelsen av juli 2002 skjedde et kraftig bluss på Solen, akkompagnert av

Fra boken The Four Paths of Karma forfatter Kovaleva Natalya Evgenevna

SOLLYS For en selverklært pseudookkultist er det nok – og mer enn nok – å få et glimt av en enkelt solstråle av oppvåkning, som tømmer lyset av åndelig gjenfødelse over verden, for å flykte eller begrave hodet i sanden, hvis pliktfølelsen i ham ikke lenger er

Fra boken Guardian of Knowledge forfatter Chernikov Viktor Mikhailovich

Kunstens "Solar Swan" Mysteriet med "Solar Bird" På en gang snakket pressen om en interessant oppdagelse gjort av historielærer V.N. Polunina. Da hun så på et kart over Moskva, oppdaget hun at konturene av grensene til den moderne hageringen, sammen med

Fra boken World Astrology av Baigent Michael

Fra boken Magisk fantasi. Praktisk veiledning om utvikling av supermakter av Farrell Nick

Solar Apex (AP) Det antas at SGCs plassering så nær kardinalpunktet i løpet av de siste 100 årene (det var i 00LI00 rundt 1873) kan være en av faktorene som har akselerert menneskehetens forståelse av den naturlige verden. Å resonnere i samme retning kan man

Fra boken In Search of the Imperishable Soul. Fragmenter av arbeid av Aurobindo Sri

Winged Solar Disc Målet med denne strategien er å heve emosjonelle problemer og se livet slik det virkelig er. Denne teknikken, som en miniatyrversjon av det indre riket, kan brukes på samme måte som strategiene vi diskuterte i

Fra boken Sikker kommunikasjon [Magisk praksis for beskyttelse mot energiangrep] forfatter Penzak Christopher

Den synskes solvei I yoga er det alltid to veier. En av dem er designet for handlingen til det våkne sinnet og det vitale vesenet, se, observere, tenke og bestemme hva som bør gjøres og hva som ikke bør gjøres. Selvfølgelig er denne veien sanksjonert av det guddommelige og

Fra boken Esoteric Astrology forfatter Danina Tatyana

Sunlight Brannbeskyttelsesmetoder lar guddommelig energi trenge gjennom alle subtile energilegemer. Jeg vil beskrive for deg to lignende teknikker: Den første metoden for helbredelse og beskyttelse er basert på kontakt med solflammen. For å gjøre dette, gå ut, inn i sollys,

Fra boken Amuletter for helse. Amuletter for helse og helbredelse forfatter Gardin Dmitry

Hva indikerer Solar Sign?Enhver astrolog, først og fremst, undersøker det såkalte Solar Zodiac Sign. Dette er det viktigste hvor du bør begynne å tegne ethvert horoskop. Hvorfor er soltegnet det viktigste? Fordi det er en indikasjon på posisjonen

Fra forfatterens bok

«Sunny Horse» «Sunny Horse» er en talisman. Refererer til den totemiske symbolikken til de gamle slaverne. Symbolet på en hest, eller andehest, var vanlig blant de slaviske folkene. Talismanen er et stilisert bilde av to (sjeldnere en) som er hellige for slaverne

I 1957 forutså professor E. Parker ved University of Chicago teoretisk fenomenet, som ble kalt «solvinden». Det tok to år før denne spådommen ble bekreftet eksperimentelt ved bruk av instrumenter installert på de sovjetiske Luna-2 og Luna-3 romfartøyene av K.I. Gringauzs gruppe. Hva er dette fenomenet?

Solvinden er en strøm av fullt ionisert hydrogengass, vanligvis kalt fullt ionisert hydrogenplasma på grunn av den omtrent like tettheten av elektroner og protoner (kvasinutralitetstilstand), som akselererer bort fra solen. I området rundt jordens bane (ved én astronomisk enhet eller 1 AU fra solen), når hastigheten en gjennomsnittsverdi på V E » 400–500 km/sek ved en protontemperatur T E » 100 000 K og en litt høyere elektrontemperatur ( indeks "E" her og i det følgende refererer til jordens bane). Ved slike temperaturer er hastigheten betydelig høyere enn lydhastigheten med 1 AU, dvs. Strømmen av solvind i området rundt jordens bane er supersonisk (eller hypersonisk). Den målte konsentrasjonen av protoner (eller elektroner) er ganske liten og utgjør n E » 10–20 partikler per kubikkcentimeter. I tillegg til protoner og elektroner ble alfapartikler (i størrelsesorden flere prosent av protonkonsentrasjonen), en liten mengde tyngre partikler, samt et interplanetært magnetfelt oppdaget i det interplanetære rommet, hvis gjennomsnittlige induksjonsverdi viste seg. å være i størrelsesorden flere gamma i jordens bane (1g = 10 –5 gauss).

Sammenbruddet av ideen om en statisk solkorona.

I ganske lang tid ble det antatt at alle stjerneatmosfærer er i en tilstand av hydrostatisk likevekt, dvs. i en tilstand hvor gravitasjonskraften til en gitt stjerne balanseres av kraften knyttet til trykkgradienten (endringen i trykk i stjernens atmosfære på avstand r fra midten av stjernen. Matematisk uttrykkes denne likevekten som en vanlig differensialligning,

Hvor G- gravitasjonskonstant, M* – massen til stjernen, s og r – trykk og massetetthet i en viss avstand r fra stjernen. Uttrykker massetetthet fra tilstandsligningen for en ideell gass

R= r RT

gjennom trykk og temperatur og integrering av den resulterende ligningen, får vi den såkalte barometriske formelen ( R– gasskonstant), som i det spesielle tilfellet med konstant temperatur T ser ut som

Hvor s 0 – representerer trykket ved bunnen av stjernens atmosfære (kl r = r 0). Siden det før Parkers arbeid ble antatt at solatmosfæren, som atmosfæren til andre stjerner, var i en tilstand av hydrostatisk likevekt, ble dens tilstand bestemt av lignende formler. Ved å ta i betraktning det uvanlige og ennå ikke fullt forståtte fenomenet med en kraftig økning i temperaturen fra omtrent 10 000 K på overflaten av solen til 1 000 000 K i solkoronaen, utviklet S. Chapman teorien om en statisk solkorona, som ble antatt. for jevn overgang til det lokale interstellare mediet som omgir solsystemet. Det fulgte at, i henhold til ideene til S. Chapman, er jorden, som gjør sine revolusjoner rundt solen, nedsenket i en statisk solkorona. Dette synspunktet har vært delt av astrofysikere i lang tid.

Parker ga et slag mot disse allerede etablerte ideene. Han trakk oppmerksomheten til det faktum at trykket i det uendelige (kl r® Ґ), som er hentet fra den barometriske formelen, er nesten 10 ganger større i størrelse enn trykket som ble akseptert på den tiden for det lokale interstellare mediet. For å eliminere denne diskrepansen foreslo E. Parker at solkoronaen ikke kan være i hydrostatisk likevekt, men kontinuerlig må utvide seg inn i det interplanetariske mediet som omgir Solen, dvs. radiell hastighet V solkorona er ikke null. Dessuten, i stedet for ligningen for hydrostatisk likevekt, foreslo han å bruke en hydrodynamisk bevegelsesligning for formen, der M E er massen til solen.

For en gitt temperaturfordeling T, som en funksjon av avstanden fra solen, løse denne ligningen ved å bruke den barometriske formelen for trykk og massekonserveringsligningen i formen

kan tolkes som solvinden og nettopp ved hjelp av denne løsningen med overgangen fra subsonisk strømning (kl. r r *) til supersonisk (at r > r*) trykket kan justeres R med trykk i det lokale interstellare mediet, og derfor er det denne løsningen, kalt solvinden, som utføres i naturen.

De første direkte målingene av parametrene til interplanetært plasma, som ble utført på det første romfartøyet som kom inn i det interplanetære rommet, bekreftet riktigheten av Parkers idé om tilstedeværelsen av supersonisk solvind, og det viste seg at allerede i området av jordens bane. hastigheten til solvinden overstiger langt lydens hastighet. Siden den gang har det ikke vært noen tvil om at Chapmans idé om den hydrostatiske likevekten til solatmosfæren er feil, og solkoronaen utvider seg kontinuerlig med supersonisk hastighet inn i det interplanetære rommet. Noe senere viste astronomiske observasjoner at mange andre stjerner har «stjernevind» som ligner på solvinden.

Til tross for at solvinden ble spådd teoretisk basert på en sfærisk symmetrisk hydrodynamisk modell, viste selve fenomenet seg å være mye mer komplekst.

Hva er det virkelige mønsteret for solvindbevegelse? I lang tid ble solvinden ansett som kulesymmetrisk, d.v.s. uavhengig av solbredde og lengdegrad. Siden romfartøy før 1990, da Ulysses-romfartøyet ble skutt opp, hovedsakelig fløy i ekliptikkplanet, ga målinger på slike romfartøyer fordelinger av solvindparametere bare i dette flyet. Beregninger basert på observasjoner av avbøyningen av komethaler indikerte en omtrentlig uavhengighet av solvindparametere fra solbreddegrad, men denne konklusjonen basert på kometobservasjoner var ikke tilstrekkelig pålitelig på grunn av vanskelighetene med å tolke disse observasjonene. Selv om den langsgående avhengigheten av solvindparametere ble målt av instrumenter installert på romfartøyer, var den likevel enten ubetydelig og assosiert med det interplanetariske magnetfeltet av solopprinnelse, eller med kortsiktige ikke-stasjonære prosesser på solen (hovedsakelig med solutbrudd) .

Målinger av plasma- og magnetfeltparametere i ekliptikkplanet har vist at såkalte sektorstrukturer med forskjellige parametere for solvinden og forskjellige retninger av magnetfeltet kan eksistere i det interplanetære rommet. Slike strukturer roterer med Solen og indikerer tydelig at de er en konsekvens av en lignende struktur i solatmosfæren, hvis parametere dermed avhenger av sollengdegrad. Den kvalitative firesektorstrukturen er vist i fig. 1.

Samtidig oppdager bakkebaserte teleskoper det generelle magnetfeltet på overflaten av solen. Dens gjennomsnittlige verdi er estimert til 1 G, men i individuelle fotosfæriske formasjoner, for eksempel i solflekker, kan magnetfeltet være størrelsesordener større. Siden plasma er en god leder av elektrisitet, samvirker solmagnetiske felt på en eller annen måte med solvinden på grunn av utseendet til ponderomotorisk kraft j ґ B. Denne kraften er liten i radiell retning, dvs. den har praktisk talt ingen effekt på fordelingen av den radielle komponenten av solvinden, men dens projeksjon i en retning vinkelrett på den radielle retningen fører til utseendet til en tangentiell hastighetskomponent i solvinden. Selv om denne komponenten er nesten to størrelsesordener mindre enn den radielle, spiller den en betydelig rolle i fjerningen av vinkelmomentum fra solen. Astrofysikere antyder at sistnevnte omstendighet kan spille en betydelig rolle i utviklingen av ikke bare solen, men også andre stjerner der en stjernevind har blitt oppdaget. Spesielt for å forklare den kraftige reduksjonen i vinkelhastigheten til stjerner i den sene spektralklassen, påberopes ofte hypotesen om at de overfører rotasjonsmomentum til planetene som er dannet rundt dem. Den betraktede mekanismen for tap av vinkelmomentum til solen ved utstrømning av plasma fra den i nærvær av et magnetfelt åpner muligheten for å revidere denne hypotesen.

Målinger av det gjennomsnittlige magnetfeltet ikke bare i området rundt jordens bane, men også ved store heliosentriske avstander (for eksempel på romfartøyene Voyager 1 og 2 og Pioneer 10 og 11) viste at i ekliptikkplanet, nesten sammenfallende med planet til solekvator, dens størrelse og retning er godt beskrevet av formlene

mottatt av Parker. I disse formlene, som beskriver den såkalte parkerske spiralen til Archimedes, er mengdene B r, B j - henholdsvis radielle og asimutale komponenter til den magnetiske induksjonsvektoren, W - vinkelhastigheten til solens rotasjon, V– radiell komponent av solvinden, indeks "0" refererer til punktet på solkoronaen der størrelsen på magnetfeltet er kjent.

Den europeiske romfartsorganisasjonens oppskyting av romfartøyet Ulysses i oktober 1990, hvis bane ble beregnet slik at den nå går i bane rundt solen i et plan vinkelrett på ekliptikkplanet, endret fullstendig ideen om at solvinden er sfærisk symmetrisk. I fig. Figur 2 viser fordelingene av radiell hastighet og tetthet av solvindprotoner målt på romfartøyet Ulysses som en funksjon av solbreddegrad.

Denne figuren viser en sterk breddegradsavhengighet av solvindparametere. Det viste seg at hastigheten til solvinden øker, og tettheten av protoner avtar med heliografisk breddegrad. Og hvis i ekliptikkplanet den radielle hastigheten i gjennomsnitt er ~450 km/sek, og protontettheten er ~15 cm–3, så er disse verdiene for eksempel ved 75° solbredde ~700 km/sek. ~5 cm–3, henholdsvis. Avhengigheten av solvindparametere av breddegrad er mindre uttalt i perioder med minimal solaktivitet.

Ikke-stasjonære prosesser i solvinden.

Modellen foreslått av Parker antar den sfæriske symmetrien til solvinden og uavhengigheten til dens parametere fra tid (stasjonaritet av fenomenet som vurderes). Imidlertid er prosessene som skjer på solen, generelt sett, ikke stasjonære, og derfor er ikke solvinden stasjonær. De karakteristiske tidspunktene for endringer i parametere har svært forskjellige skalaer. Spesielt er det endringer i solvindparametere knyttet til den 11-årige syklusen av solaktivitet. I fig. Figur 3 viser det gjennomsnittlige (over 300 dager) dynamiske trykket til solvinden målt ved bruk av romfartøyene IMP-8 og Voyager-2 (r V 2) i området av jordens bane (ved 1 AU) i løpet av en 11-årig solsyklus med solaktivitet ( øverste del tegning). På bunnen av fig. Figur 3 viser endringen i antall solflekker fra 1978 til 1991 ( maksimalt antall tilsvarer maksimal solaktivitet). Man kan se at parametrene til solvinden endrer seg betydelig over en karakteristisk tid på rundt 11 år. Samtidig viste målinger på romfartøyet Ulysses at slike endringer ikke bare skjer i ekliptikkplanet, men også på andre heliografiske breddegrader (ved polene er det dynamiske trykket til solvinden litt høyere enn ved ekvator).

Endringer i solvindparametere kan også forekomme på mye mindre tidsskalaer. For eksempel fører utbrudd på solen og forskjellige hastigheter av plasmautstrømning fra forskjellige regioner av solkoronaen til dannelsen av interplanetære sjokkbølger i det interplanetære rommet, som er preget av et kraftig hopp i hastighet, tetthet, trykk og temperatur. Mekanismen for deres dannelse er vist kvalitativt i fig. 4. Når en rask strøm av en hvilken som helst gass (for eksempel solplasma) fanger opp med en langsommere, oppstår et vilkårlig gap i parametrene til gassen ved kontaktpunktet, der lovene for bevaring av masse, momentum og energi er ikke fornøyd. En slik diskontinuitet kan ikke eksistere i naturen og brytes spesielt opp i to sjokkbølger (på dem fører lovene om bevaring av masse, momentum og energi til de såkalte Hugoniot-relasjonene) og en tangentiell diskontinuitet (de samme bevaringslovene fører til til det faktum at på den må trykket og normalhastighetskomponenten være kontinuerlig). I fig. 4 er denne prosessen vist i forenklet form av en sfærisk symmetrisk fakkel. Det skal bemerkes her at slike strukturer, bestående av en forovergående sjokkbølge, en tangentiell diskontinuitet og en andre sjokkbølge (omvendt sjokk), beveger seg fra solen på en slik måte at foroversjokket beveger seg med en hastighet som er større enn hastigheten til solvinden, det omvendte sjokket beveger seg fra Solen med en hastighet som er litt lavere enn hastigheten til solvinden, og hastigheten til den tangentielle diskontinuiteten er lik hastigheten til solvinden. Slike strukturer blir regelmessig registrert av instrumenter installert på romfartøy.

På endringer i solvindparametere med avstand fra solen.

Endringen i solvindhastighet med avstand fra sola bestemmes av to krefter: kraften til solens tyngdekraft og kraften forbundet med endringer i trykk (trykkgradient). Siden tyngdekraften avtar som kvadratet av avstanden fra solen, er dens innflytelse ubetydelig ved store heliosentriske avstander. Beregninger viser at allerede i jordens bane kan dens innflytelse, så vel som påvirkningen av trykkgradienten, neglisjeres. Følgelig kan hastigheten til solvinden anses som nesten konstant. Dessuten overskrider den lydhastigheten betydelig (hypersonisk flyt). Så fra den hydrodynamiske ligningen ovenfor for solkoronaen følger det at tettheten r avtar som 1/ r 2. De amerikanske romfartøyene Voyager 1 og 2, Pioneer 10 og 11, som ble lansert på midten av 1970-tallet og nå plassert i avstand fra solen til flere titalls astronomiske enheter, bekreftet disse ideene om parametrene til solvinden. De bekreftet også den teoretisk forutsagte Parker Archimedes-spiralen for det interplanetariske magnetfeltet. Temperaturen følger imidlertid ikke den adiabatiske avkjølingsloven ettersom solkoronaen utvider seg. På svært store avstander fra solen har solvinden til og med en tendens til å varmes opp. Slik oppvarming kan skyldes to årsaker: energispredning assosiert med plasmaturbulens og påvirkningen av nøytrale hydrogenatomer som trenger inn i solvinden fra det interstellare mediet som omgir solsystemet. Den andre grunnen fører også til en viss bremsing av solvinden ved store heliosentriske avstander, oppdaget på det ovennevnte romfartøyet.

Konklusjon.

Dermed er solvinden et fysisk fenomen som ikke bare er av rent akademisk interesse knyttet til studiet av prosesser i plasma lokalisert i de naturlige forholdene i det ytre rom, men også en faktor som må tas i betraktning når man studerer prosesser som skjer i i nærheten av jorden, siden disse prosessene påvirker livene våre i en eller annen grad. Spesielt høyhastighets solvindstrømmer som strømmer rundt jordens magnetosfære påvirker strukturen, og ikke-stasjonære prosesser på solen (for eksempel fakler) kan føre til magnetiske stormer som forstyrrer radiokommunikasjon og påvirker velværet til været. sensitive mennesker. Siden solvinden har sin opprinnelse i solkoronaen, er dens egenskaper i området rundt jordens bane en god indikator for å studere sol-terrestriske forbindelser som er viktige for praktisk menneskelig aktivitet. Dette er imidlertid et annet område av vitenskapelig forskning, som vi ikke vil berøre i denne artikkelen.

Vladimir Baranov