Нарны салхины цэнэгтэй тоосонцор. Нарны салхи гэж юу вэ? Нарны салхи: гарал үүсэл, шинж чанар

В.Б.Баранов, Москва Улсын их сургуультэд. М.В. Ломоносов

Уг нийтлэлд нарны титмийн (нарны салхи) дуунаас хурдан тэлэлтийн асуудлыг авч үзсэн болно. Дөрвөн үндсэн асуудалд дүн шинжилгээ хийсэн: 1) нарны титэмээс плазм гадагшлах шалтгаан; 2) ийм гадагшлах урсгал нь нэгэн төрлийн байна; 3) нарнаас хол зайд нарны салхины параметрүүдийн өөрчлөлт, 4) нарны салхи од хоорондын орчинд хэрхэн урсах.

Оршил

Америкийн физикч Э.Паркер "нарны салхи" гэж нэрлэгдсэн уг үзэгдлийг онолын хувьд урьдчилан таамаглаж, хэдэн жилийн дараа Зөвлөлтийн эрдэмтэн К.Грингаусын бүлэг бөмбөрцөг дээр суурилуулсан багаж хэрэгслээр туршилтаар баталсанаас хойш бараг 40 жил өнгөрчээ. Луна сансрын хөлөг. 2" ба "Луна-3". нарлаг салхиЭнэ нь бүрэн ионжуулсан устөрөгчийн плазмын урсгал, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор ижил нягтралтай электрон ба протоноос бүрдэх хий (кассинейтрал байдлын нөхцөл) бөгөөд нарнаас хэт авианы хурдаар хөдөлдөг. Дэлхийн тойрог замд (нарнаас нэг одон орны нэгж (AU)) энэ урсгалын VE хурд нь ойролцоогоор 400-500 км/с, протоны (эсвэл электрон) концентраци нь нэг куб см-т 10-20 ширхэг, тэдгээрийн Температур нь ойролцоогоор 100,000 К-тэй тэнцүү (электроны температур бага зэрэг өндөр).

Гариг хоорондын орон зайд электрон ба протоноос гадна альфа бөөмс (хэдэн хувийн дараалалтай), бага хэмжээний хүнд хэсгүүд, түүнчлэн соронзон орон олдсон. дундаж утгаТүүний индукц нь дэлхийн тойрог замд хэд хэдэн гаммын дараалалтай болсон (1

= 10-5 Г).

Нарны салхины онолын таамаглалтай холбоотой бяцхан түүх

Онолын астрофизикийн тийм ч урт биш түүхэнд бүх оддын агаар мандал нь гидростатик тэнцвэрт байдалд, өөрөөр хэлбэл одны таталцлыг түүний агаар мандлын даралтын градиенттай холбоотой хүчээр тэнцвэржүүлдэг төлөвт байдаг гэж үздэг. төв одноос нэгж зайд ногдох даралтын өөрчлөлт r). Математикийн хувьд энэ тэнцвэрийг ердийн байдлаар илэрхийлдэг дифференциал тэгшитгэл

(1)

Энд G нь таталцлын тогтмол, M* нь одны масс, p нь атмосферийн хийн даралт,

- түүний массын нягтрал. Хэрэв агаар мандалд температурын тархалт T өгөгдсөн бол тэнцвэрийн тэгшитгэл (1) ба идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээс авна.

(2)

Энд R нь хийн тогтмол, барометрийн томъёог хялбархан олж авдаг бөгөөд энэ нь тогтмол температуртай тохиолдолд T хэлбэртэй байх болно.

(3)

Томъёо (3) дахь p0 утга нь одны агаар мандлын суурь дахь даралтыг илэрхийлнэ (r = r0). Энэ томъёоноос харахад r

, өөрөөр хэлбэл одноос маш хол зайд p даралт нь хязгаарлагдмал хязгаарт хүрэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь p0 даралтын утгаас хамаарна.

Нарны агаар мандал нь бусад оддын атмосферийн нэгэн адил гидростатик тэнцвэрт байдалд байдаг гэж үздэг байсан тул түүний төлөвийг (1), (2), (3) томъёотой төстэй томъёогоор тодорхойлсон. Нарны гадаргуу дээрх температур ойролцоогоор 10,000 градусаас нарны титэм дэх 1,000,000 градус хүртэл огцом нэмэгдэх ер бусын бөгөөд бүрэн ойлгогдоогүй үзэгдлийг харгалзан Чапман (жишээлбэл, үзнэ үү) нарны статик титмийн онолыг боловсруулж, Энэ нь нарны аймгийн эргэн тойрон дахь од хоорондын орчинд жигд шилжих ёстой байв.

Гэсэн хэдий ч Паркер анхдагч ажилдаа (3) статик нарны титмийн томъёоноос олж авсан хязгааргүй дэх даралт нь тооцоолсон даралтын утгаас бараг дараалал их болж байгааг онцолсон. ажиглалт дээр үндэслэн од хоорондын хийн хувьд. Энэхүү зөрүүг арилгахын тулд Паркер нарны титэм нь статик тэнцвэрт байдалд ороогүй, харин нарны эргэн тойрон дахь гариг ​​хоорондын орчинд тасралтгүй тэлж байна гэж санал болгов. Түүгээр ч зогсохгүй тэрээр тэнцвэрийн тэгшитгэлийн оронд (1) хэлбэрийн хөдөлгөөний гидродинамик тэгшитгэлийг ашиглахыг санал болгосон.

(4)

Нартай холбоотой координатын системд V нь плазмын радиаль хурдыг илэрхийлдэг. Доод

Нарны массыг хэлнэ.

Өгөгдсөн температурын тархалтын T хувьд тэгшитгэлийн систем (2) ба (4) нь Зураг дээр үзүүлсэн төрлийн шийдлүүдтэй байна. 1. Энэ зурагт a нь дууны хурдыг илэрхийлэх ба r* нь хийн хурд нь дууны хурдтай тэнцүү (V = a) байх эх үүсвэрээс зай юм. Мэдээжийн хэрэг, зөвхөн 1 ба 2-р муруйнууд Зураг дээр байна. 3 ба 4-р муруй нь цэг бүрт өвөрмөц бус хурдны утгатай, 5 ба 6-р муруй нь маш өндөр хурдтай тохирч байгаа тул нарнаас хийн гадагшлах асуудалд физик утгатай. нарны уур амьсгал, энэ нь дурангаар ажиглагддаггүй. Паркер 1-р муруйд тохирох уусмал байгальд хэрэгжих нөхцөл байдалд дүн шинжилгээ хийж, ийм уусмалаас олж авсан даралтыг од хоорондын орчмын даралттай тааруулахын тулд хамгийн бодитой тохиолдол бол хийн шилжилт юм гэдгийг харуулсан. Дууны доорх урсгал (r< r*) к сверхзвуковому (при r >r*), ийм урсгалыг нарны салхи гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ мэдэгдэл нь хамгийн их итгэдэг Чемберлэний ажилд маргаантай байсан бодит шийдэл, 2-р муруйтай харгалзах бөгөөд энэ нь дууны доорх "нарны сэвшээ салхи"-ыг хаа сайгүй дүрсэлдэг. Үүний зэрэгцээ, нарнаас хэт хурдан хийн урсгалыг олж илрүүлсэн сансрын хөлөг дээрх анхны туршилтууд (жишээлбэл, үзнэ үү) нь уран зохиолоос харахад Чемберлэний хувьд хангалттай найдвартай биш юм шиг санагдсан.

Цагаан будаа. 1. Таталцлын хүчний нөхцөлд нарны гадаргуугаас гарах хийн урсгалын V хурдны нэг хэмжээст хийн динамикийн тэгшитгэлийн боломжит шийдлүүд. Муруй 1 нь нарны салхины шийдэлтэй тохирч байна. Энд а нь дууны хурд, r нь нарнаас хол байх зай, r* нь хийн хурд нь дууны хурдтай тэнцүү байх зай, нарны радиус юм.

Сансар огторгуйд хийсэн туршилтуудын түүх нь нарны салхины тухай Паркерын санаа үнэн зөв болохыг гайхалтай нотолсон. Нарны салхины онолын талаархи дэлгэрэнгүй материалыг жишээ нь монографиас олж болно.

Нарны титэмээс плазмын жигд гадагшлах тухай ойлголтууд

Нэг хэмжээст хийн динамикийн тэгшитгэлээс олж авч болно мэдэгдэж байгаа үр дүн: массын хүч байхгүй тохиолдолд цэгийн эх үүсвэрээс хийн бөмбөрцөг тэгш хэмтэй урсгал нь дууны доорх эсвэл хэт авианы аль алинд нь байж болно. (4) (баруун тал) тэгшитгэлд таталцлын хүч байгаа нь Зураг дээрх 1-р муруй шиг шийдэл гарч ирэхэд хүргэдэг. 1, өөрөөр хэлбэл дууны хурдаар дамждаг. Бүх дуунаас хурдан тийрэлтэт хөдөлгүүрийн үндэс болсон Лавалын цорго дахь сонгодог урсгалтай зүйрлэлийг зурцгаая. Энэ урсгалыг схемийн дагуу Зураг дээр үзүүлэв. 2.

Цагаан будаа. 2. Лавалын цорго дахь урсгалын диаграм: 1 - маш халуун агаарыг бага хурдтайгаар нийлүүлдэг хүлээн авагч гэж нэрлэгддэг сав, 2 - дууны доорх хийн урсгалыг хурдасгах зорилгоор сувгийн геометрийн шахалтын хэсэг, 3 - дуунаас хурдан урсгалыг хурдасгахын тулд сувгийн геометрийн тэлэлтийн хэсэг.

Маш өндөр температурт халсан хий нь хүлээн авагч гэж нэрлэгддэг 1-р саванд маш бага хурдтайгаар нийлүүлдэг (хийн дотоод энерги нь түүнийхээс хамаагүй их байдаг). кинетик энергичиглэлтэй хөдөлгөөн). Сувгийг геометрийн шахалтаар хий нь 2-р бүсэд (субсон урсгал) хурд нь дууны хурдад хүрэх хүртэл хурдасдаг. Цаашид үүнийг хурдасгахын тулд сувгийг өргөтгөх шаардлагатай (дуунаас хурдан урсгалын 3-р бүс). Урсгалын бүх бүсэд хийн хурдатгал нь түүний адиабат (дулаан хангамжгүй) хөргөлтийн улмаас үүсдэг (эмх замбараагүй хөдөлгөөний дотоод энерги нь чиглэсэн хөдөлгөөний энерги болж хувирдаг).

Нарны салхи үүсэх асуудалд хүлээн авагчийн үүргийг нарны титэм гүйцэтгэдэг бөгөөд Лавалын цоргоны хананы үүрэг нь нарны таталцлын хүч юм. Паркерын онолын дагуу дууны хурдны шилжилт нь нарны хэд хэдэн радиусын зайд хаа нэгтээ явагдах ёстой. Гэсэн хэдий ч онолд олж авсан шийдлүүдийн дүн шинжилгээ нь нарны титмийн температур нь Лавалын хушууны онолд байдаг шиг түүний хий нь дуунаас хэтрэх хурдыг хурдасгахад хангалтгүй болохыг харуулсан. Эрчим хүчний нэмэлт эх үүсвэр байх ёстой. Ийм эх үүсвэрийг одоогийн байдлаар нарны салхинд үргэлж байдаг долгионы хөдөлгөөний сарнилт (заримдаа плазмын үймээн самуун гэж нэрлэдэг) гэж үздэг бөгөөд урсгал нь өөрөө адиабат байхаа больсон. Ийм үйл явцын тоон шинжилгээ нь нэмэлт судалгаа шаарддаг.

Сонирхолтой нь газар дээр суурилсан дурангууд нарны гадаргуу дээрх соронзон орныг илрүүлдэг. Тэдний B соронзон индукцийн дундаж утгыг 1 Г гэж тооцдог боловч фотосферийн бие даасан формацид, жишээлбэл, нарны толбо дахь соронзон орон нь түүнээс дээш хэмжээтэй байж болно. Плазма нь цахилгааныг сайн дамжуулагч тул нарны соронзон орон нь нарнаас урсах урсгалтай харилцан үйлчлэлцэх нь зүйн хэрэг юм. Энэ тохиолдолд цэвэр хийн динамик онол нь авч үзэж буй үзэгдлийн бүрэн бус тайлбарыг өгдөг. Нөлөөлөл соронзон ороннарны салхины урсгалыг зөвхөн соронзон гидродинамик хэмээх шинжлэх ухааны хүрээнд авч үзэх боломжтой. Ийм бодол нь ямар үр дүнд хүргэдэг вэ? Энэ чиглэлийн анхдагч ажлын дагуу (мөн харна уу) соронзон орон нь нарны салхины плазмд j цахилгаан гүйдэл үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь эргээд тэнхлэгт чиглэсэн j x B хэмээх бодол санааны хөдөлгөгч хүч гарч ирэхэд хүргэдэг. радиаль чиглэлд перпендикуляр. Үүний үр дүнд нарны салхи нь тангенциал хурдны бүрэлдэхүүнийг олж авдаг. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь радиаль хэсгээс бараг хоёр дахин бага боловч нарнаас өнцгийн импульсийг арилгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сүүлчийн нөхцөл байдал нь зөвхөн Нар төдийгүй "одны салхи" нээгдсэн бусад оддын хувьсалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж үздэг. Ялангуяа хожуу спектрийн ангиллын оддын өнцгийн хурд огцом буурч байгааг тайлбарлахын тулд тэдгээрийн эргэн тойронд үүссэн гаригуудад эргэлтийн импульс шилжих таамаглалыг ихэвчлэн ашигладаг. Нарны плазмын гадагш урсах замаар нарны өнцгийн импульс алдагдах механизм нь энэхүү таамаглалыг эргэн харах боломжийг нээж өгдөг.

НАРТАЙ САЛХИ- Нарнаас ойролцоогоор радиаль хэлбэрээр тархаж, Нарны системийг гелиоцентрик хүртэл дүүргэх нарны гаралтай плазмын тасралтгүй урсгал. зай R ~ 100 a. e. S. v. хийн динамикийн үед үүсдэг. нарны титмийн тэлэлт (харна уу Нар) гариг ​​хоорондын орон зайд. Нарны титэм дэх өндөр температурт (1.5 * 10 9 К) дээр байрлах давхаргын даралт нь титмийн бодисын хийн даралтыг тэнцвэржүүлж чадахгүй бөгөөд титэм өргөжиж байна.

Шуудангийн оршин тогтнох анхны нотолгоо. Нарнаас ирэх плазмын урсгалыг 1950-иад онд Л.Биерман олж авсан. сүүлт одны плазмын сүүлэнд үйлчлэх хүчний шинжилгээнд. 1957 онд Ю.Паркер (Э.Паркер) титмийн бодисын тэнцвэрт байдалд дүн шинжилгээ хийхдээ титэм нь гидростатик нөхцөлд байж болохгүйг харуулсан. тэнцвэрт байдал нь өмнө нь таамаглаж байсан боловч тэлэх ёстой бөгөөд одоо байгаа хилийн нөхцлийн дагуу энэхүү тэлэлт нь титмийн бодисыг дуунаас хурдан хурдтай болгоход хүргэх ёстой (доороос үзнэ үү). Зөвлөлтийн сансрын хөлөгт нарны гаралтай плазмын урсгалыг анх удаа тэмдэглэв. 1959 онд "Луна-2" сансрын хөлөг. Орших пост. Америкт олон сарын хэмжилт хийсний үр дүнд нарнаас плазмын гадагш урсах нь батлагдсан. зай 1962 онд Mariner 2 төхөөрөмж.

Лхагва. шинж чанар S. v. хүснэгтэд өгсөн болно. 1. S. урсдаг. удаан - 300 км/с хурдтай, хурдан - 600-700 км/с хурдтай гэсэн хоёр ангилалд хувааж болно. Хурдан урсгал нь соронзон орны бүтэцтэй нарны титмийн бүс нутгаас ирдэг. талбайнууд радиальтай ойрхон байна. Эдгээр газруудын зарим нь титмийн нүхнүүд. Хойд зууны удаан урсгал. Эдгээр нь титэмтэй холбоотой байдаг тул тэдгээрт шүргэгч соронзон бүрэлдэхүүн байдаг. талбайнууд.

Хүснэгт 1.- Дэлхийн тойрог замд нарны салхины дундаж шинж чанар

Хурд
Протоны концентраци
Протоны температур
Электрон температур
Соронзон орны хүч
Python урсгалын нягтрал....	2.4*10 8 см -2 *в -1
Кинетик энергийн урсгалын нягт	0.3 эрг*см -2 *с -1

Хүснэгт 2.- Хамаатан садан химийн найрлаганарны салхи

	Харьцангуй агуулга

	Харьцангуй агуулга

Үндсэн зүйлээс гадна Нарны усны бүрэлдэхүүн хэсэг нь протон ба электронууд бөгөөд түүний найрлагад маш их ионжсон хэсгүүд байдаг. хүчилтөрөгч, цахиур, хүхэр, төмрийн ионууд (Зураг 1). Саран дээр ил гарсан тугалган цаасанд баригдсан хийнүүдийг шинжлэхэд Не, Ар атомууд олдсон. Лхагва. харьцангуй хим. найрлага S. v. хүснэгтэд өгсөн болно. 2. Ионжилт. нөхцөл байдал S. v. нь тэлэлтийн хугацаатай харьцуулахад рекомбинацын хугацаа богино байх титэм дэх түвшинтэй тохирч байна Ионжуулалтын хэмжилт ионы температур S. v. нарны титмийн электрон температурыг тодорхойлох боломжтой болгоно.

N. зуунд. ялгаа ажиглагдаж байна. долгионы төрөл: Лангмюр, шүгэл, ион-соник, соронзон, Альфвен гэх мэт (харна уу. Плазмын долгионАльфвен хэлбэрийн долгионы зарим нь наран дээр үүсдэг бол зарим нь гараг хоорондын орчинд өдөөгддөг. Долгион үүсэх нь бөөмийн тархалтын функцийн Максвеллиас хазайлтыг жигдрүүлж, соронзон нөлөөлөлтэй хослуулдаг. плазмын талбарууд нь S. v. тасралтгүй зөөвөрлөгч шиг ажилладаг. Альфвен хэлбэрийн долгион нь нарны долгионы жижиг хэсгүүдийн хурдатгалд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. мөн протоны тархалтын функц үүсэхэд. N. зуунд. соронзлогдсон плазмын шинж чанартай контакт ба эргэлтийн тасалдал мөн ажиглагдаж байна.

Цагаан будаа. 1. Нарны салхины массын спектр. Хэвтээ тэнхлэгийн дагуу бөөмийн массын цэнэгийн харьцаа, босоо тэнхлэгийн дагуу 10 секундын дотор төхөөрөмжийн энергийн цонхонд бүртгэгдсэн тоосонцоруудын тоо юм. "+" тэмдэгтэй тоонууд нь ионы цэнэгийг илэрхийлдэг.

N.-г дамжуулаарай. нь эффект өгдөг долгионуудын хурдтай харьцуулахад дуунаас хурдан юм. эрчим хүчийг S. зуунд шилжүүлэх. (Альфвен, дууны болон соронзон долгион). Альфвен ба дуу Мах тоо C.V. дэлхийн тойрог замд 7. Зүүн хойд талаар урсах үед. түүнийг үр дүнтэй хазайлгах чадвартай саад тотгорууд (Буд, Дэлхий, Бархасбадь, Санчир гаригийн соронзон орон эсвэл Сугар гаригийн дамжуулагч ионосферууд ба Ангараг гараг) гарч буй нумын цохилтын долгион үүсдэг. С.в. удаашруулж, цохилтын долгионы урд хэсэгт халдаг бөгөөд энэ нь саадыг тойрон урсах боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ, Хойд зуунд. хөндий үүсдэг - соронзон мандал (өөрийн эсвэл өдөөгдсөн), хэлбэрийн хэлбэр, хэмжээсийг соронзон даралтын тэнцвэрээр тодорхойлно. гаригийн талбайнууд ба урсах плазмын урсгалын даралт (харна уу. Дэлхийн соронзон мандал, гаригуудын соронзон мандал). S. v-тэй харьцсан тохиолдолд. дамжуулдаггүй биетэй (жишээлбэл, Сар) цочролын долгион үүсдэггүй. Плазмын урсгалыг гадаргууд шингээж, биеийн ард хөндий үүсдэг бөгөөд энэ нь аажмаар плазмаас плазмаар дүүрдэг.

Титмийн плазмын гадагшлах хөдөлгөөнгүй үйл явц нь үүнтэй холбоотой хөдөлгөөнгүй үйл явцаар давхардсан байдаг нарны дэлбэрэлт. Хүчтэй галын үед бодисууд доороос ялгардаг. титмийн бүсүүдийг гариг ​​хоорондын орчинд . Энэ тохиолдолд цочролын долгион мөн үүсдэг (Зураг 2), энэ нь аажмаар удааширч, нарны аймгийн плазмд тархдаг. Дэлхий дээр цочролын долгион ирэх нь соронзон бөмбөрцгийн шахалтыг үүсгэдэг бөгөөд үүний дараа соронзон орны хөгжил ихэвчлэн эхэлдэг. шуурга (харна уу Соронзон өөрчлөлтүүд).

Цагаан будаа. 2. Гаригууд хоорондын цочролын долгионы тархалт ба нарны туяанаас ялгарах. Сумнууд нь нарны салхины плазмын хөдөлгөөний чиглэлийг харуулсан ба гарчиггүй шугамууд нь соронзон орны шугамууд юм..

Цагаан будаа. 3. Титмийн тэлэлтийн тэгшитгэлийн шийдлийн төрлүүд. Хурд ба зайг vk эгзэгтэй хурд ба Rk эгзэгтэй зайд нормчилсон. Шийдэл 2 нь нарны салхитай тохирч байна..

Нарны титмийн тэлэлт нь масс, өнцгийн импульс, энергийн тэгшитгэлийг хадгалах тэгшитгэлийн системээр тодорхойлогддог. Төрөл бүрийн шийдэл зайны хурдны өөрчлөлтийн мөн чанарыг Зураг дээр үзүүлэв. 3. 1 ба 2-р шийдэл нь титэм суурь дахь бага хурдтай тохирч байна. Эдгээр хоёр шийдлийн хоорондох сонголт нь хязгааргүй нөхцөлөөр тодорхойлогддог. Шийдэл 1 нь титмийн тэлэлтийн бага хурдтай тохирч, хязгааргүйд даралтын их утгыг өгдөг, өөрөөр хэлбэл статик загвартай адил бэрхшээлтэй тулгардаг. титэм Шийдэл 2 нь дууны утгын хурдаар тэлэлтийн хурдыг шилжүүлэхтэй тохирч байна ( v to) зарим нэг шүүмжлэл дээр. R хүртэлх зай ба дараа нь дуунаас хурдан хурдтай тэлэлт. Энэхүү шийдэл нь хязгааргүйд даралтын маш бага утгыг өгдөг бөгөөд энэ нь түүнийг од хоорондын орчны бага даралттай уялдуулах боломжийг олгодог. Энэ төрлийн урсгалыг Ю.Паркер S. гэж нэрлэсэн. Шүүмжтэй Титмийн температур тодорхой эгзэгтэй утгаас бага байвал цэг нь нарны гадаргуугаас дээгүүр байна. үнэт зүйлс , энд m нь протоны масс, адиабат экспонент, нарны масс юм. Зураг дээр. Зураг 4-т гелиоцентрикээс тэлэлтийн хурдны өөрчлөлтийг харуулав. изотермийн температураас хамааран зай. изотроп титэм. S. зууны дараагийн загварууд. титмийн температурын зай, орчны хоёр шингэн шинж чанар (электрон ба протоны хий), дулаан дамжуулалт, зуурамтгай чанар, бөмбөрцөг бус өөрчлөлтийг харгалзан үзнэ. тэлэлтийн мөн чанар.

Цагаан будаа. 4. Титмийн температурын өөр өөр утгатай изотерм титмийн загварт зориулсан нарны салхины хурдны профайл.

С.в. үндсэн мэдээллийг өгдөг титэмээс дулааны энергийн гадагшлах урсгал нь хромосферт дулаан шилжсэнээс хойш эл-магн. Титэм цацраг ба электрон дулаан дамжуулалт титмийн дулааны тэнцвэрийг тогтооход хангалтгүй. Цахим дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь орчны температурыг удаан бууруулж өгдөг. зайтай. С.в. Нарны энергийн хувьд бүхэлдээ мэдэгдэхүйц үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь нарны энергийн урсгал нь ~10-7 байдаг. гэрэлтэлтНар.

С.в. нь титмийн соронзон орныг гараг хоорондын орчинд хүргэдэг. талбар. Плазм руу хөлдсөн энэ талбайн талбайн шугамууд нь гариг ​​хоорондын соронзон орон үүсгэдэг. талбар (MMP). Хэдийгээр ОУВС-ийн эрчим бага, эрчим хүчний нягтрал нь ойролцоогоор. кинетик нягтын 1% нарны энергийн энерги, энэ нь нарны энергийн термодинамикт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. ба харилцан үйлчлэлийн динамик дахь S. v. нарны аймгийн биетүүд, түүнчлэн хойд зүгийн гол горхитой. өөр хоорондоо. S. зууны өргөтгөлийн хослол. Нарны эргэлттэй хамт маг . хойд зуунд хөлдсөн хүчний шугамууд нь Архимедийн спиральтай ойролцоо хэлбэртэй байна (Зураг 5). Радиал Б Рболон азимутын соронзон бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Талбарууд эклиптик хавтгайн ойролцоох зайнаас хамаарч өөр өөр өөрчлөгддөг:

анг хаана байна. нарны эргэлтийн хурд, Тэгээд- төвийн агаарын хурдны радиаль бүрэлдэхүүн хэсэг, индекс 0 нь эхний түвшинд тохирч байна. Дэлхийн тойрог замын зайд соронзон чиглэлийн хоорондох өнцөг. талбайнууд ба Ройролцоогоор 45 °. Том хэмжээтэй L соронзон. талбай нь R-д бараг перпендикуляр байна.

Цагаан будаа. 5. Гариг хоорондын соронзон орны шугамын хэлбэр. - нарны эргэлтийн өнцгийн хурд ба - плазмын хурдны радиаль бүрэлдэхүүн хэсэг, R - гелиоцентрик зай.

Нарны өөр өөр бүс нутгуудад үүссэн S. v. соронзон чиг баримжаа талбарууд, хэлбэрүүд нь өөр өөр чиглэлтэй мөнх цэвдэгтэй урсдаг. Нарны аймгийн ажиглагдсан том хэмжээний бүтцийг салгах. ялгаатай тэгш тооны салбарын хувьд ОУВС-ийн радиаль бүрэлдэхүүн хэсгийн чиглэл гэж нэрлэдэг. гариг ​​хоорондын салбарын бүтэц. S. v-ийн шинж чанарууд. (хурд, температур, бөөмийн концентраци гэх мэт) мөн л Лхагва гарагт. салбар бүрийн хөндлөн огтлолын байгалийн жамаар өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь тухайн салбар дотор нарны усны эрчимтэй урсгалтай холбоотой. Салбаруудын хил хязгаар нь ихэвчлэн хойд зүгийн удаан урсгалд байрладаг. Ихэнхдээ нартай хамт эргэдэг 2 эсвэл 4 салбар ажиглагддаг. S. сугалж авахад үүссэн энэ бүтэц. том хэмжээний маг. титмийн талбайг хэд хэдэн удаа ажиглаж болно. нарны хувьсгалууд. ОУВС-гийн салбарын бүтэц нь нартай хамт эргэдэг гариг ​​хоорондын орчинд одоогийн давхарга (CS) байсны үр дагавар юм. TS нь соронзон долгион үүсгэдэг. талбарууд - ОУВС-ийн радиаль бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тээврийн хэрэгслийн өөр өөр тал дээр өөр өөр тэмдэгтэй байдаг. Х.Альфвенийн таамагласан энэхүү TS нь нарны идэвхтэй бүсүүдтэй холбоотой нарны титмийн хэсгүүдийг дайран өнгөрч, эдгээр бүс нутгийг янз бүрийн бүс нутгаас тусгаарладаг. нарны соронзны радиаль бүрэлдэхүүн хэсгийн шинж тэмдэг. талбайнууд. TS нь ойролцоогоор нарны экваторын хавтгайд байрладаг бөгөөд атираат бүтэцтэй. Нарны эргэлт нь ТС-ийн нугалааг спираль болгон мушгихад хүргэдэг (Зураг 6). Эклиптикийн хавтгайд ойр байх үед ажиглагч нь TS-ийн дээгүүр эсвэл доор байрладаг тул ОУВС-ийн радиаль бүрэлдэхүүн хэсгийн өөр өөр шинж тэмдэг бүхий салбаруудад ордог.

Хойд зүгт нарны ойролцоо. Хурдан ба удаан урсгалын хурдны зөрүүгээс үүссэн уртааш болон өргөрөгийн хурдны градиентууд байдаг. Нарнаас холдох тусам хойд зүгийн гол горхины хил хязгаар улам хурц болно. радиаль хурдны градиентууд үүсдэг бөгөөд энэ нь үүсэхэд хүргэдэг мөргөлдөөнгүй цохилтын долгион(Зураг 7). Нэгдүгээрт, цохилтын долгион үүсч, салбаруудын хилээс урагш тархдаг (урагш цохилтын долгион), дараа нь урвуу цочролын долгион үүсч, нар руу тархдаг.

Цагаан будаа. 6. Гелиосферийн гүйдлийн давхаргын хэлбэр. Түүний эклиптик хавтгайтай огтлолцох (~ 7 ° өнцгөөр нарны экватор руу налуу) гариг ​​хоорондын соронзон орны ажиглагдсан секторын бүтцийг өгдөг..

Цагаан будаа. 7. Гариг хоорондын соронзон орны секторын бүтэц. Богино сумнууд нь нарны салхины плазмын урсгалын чиглэл, сумтай шугамууд - соронзон орны шугам, тасархай тасархай шугамууд - салбарын хил (зургийн хавтгайн одоогийн давхаргатай огтлолцох хэсэг).

Цочролын долгионы хурд нь нарны энергийн хурдаас бага байдаг тул плазм нь нарнаас хол байгаа чиглэлд урвуу цохилтын долгионыг шингээдэг. Салбарын хилийн ойролцоо цохилтын долгион нь ~1 AU зайд үүсдэг. д. хэд хэдэн зайд мөрдөж болно. А. д.Эдгээр цочролын долгион, түүнчлэн нарны цочрол болон тойрог замын цочролын долгионы гараг хоорондын цочролын долгион нь бөөмсийг хурдасгадаг тул энергийн бөөмсийн эх үүсвэр болдог.

С.в. ~100 AU хүртэлх зайд хүрдэг. д., Од хоорондын орчны даралт нь динамикийг тэнцвэржүүлдэг. цусны даралт Хөндий нь S. v. од хоорондын орчинд гелиосферийг бүрдүүлдэг (харна уу. Гариг хоорондын орчин) Өргөтгөх нь S. v. дотор нь хөлдсөн соронзтой хамт. талбай нь нарны аймаг руу галактикийн тоосонцор нэвтрэхээс сэргийлдэг. зай бага энергитэй туяа, сансар огторгуйн өөрчлөлтөд хүргэдэг. өндөр энергийн туяа. SV-тэй төстэй үзэгдлийг бусад зарим одод илрүүлсэн (харна уу). Оддын салхи).

Лит.:Паркер Е.Н., Гариг хоорондын орчин дахь динамик процессууд, транс. Англи хэлнээс, М., 1965; Брандт Ж., Нарны салхи, транс. Англи хэлнээс, М., 1973; Hundhausen A., Corona Expansion and the Solar Wind, trans. Англи хэлнээс, М., 1976. O. L. Weisberg.

нарлаг салхи

- Нарнаас ойролцоогоор радиаль хэлбэрээр тархаж, Нарны системийг гелиоцентрик хүртэл дүүргэх нарны гаралтай плазмын тасралтгүй урсгал. зай ~ 100 AU С.в. хийн динамикийн үед үүсдэг. гариг ​​хоорондын орон зайд тэлэх. Нарны титэм (K) -д байдаг өндөр температурт давхрагын даралт нь титмийн бодисын хийн даралтыг тэнцвэржүүлж чадахгүй бөгөөд титэм өргөжиж байна.

Нарнаас плазмын тогтмол урсгал байдгийн анхны нотолгоог 1950-иад онд Л.Биерман (Герман) олж авчээ. сүүлт одны плазмын сүүлэнд үйлчлэх хүчний шинжилгээнд. 1957 онд Ю.Паркер (АНУ) титмийн бодисын тэнцвэрт байдалд дүн шинжилгээ хийхдээ титэм нь гидростатик нөхцөлд байж болохгүйг харуулсан. Өмнө нь таамаглаж байсанчлан тэнцвэрт байдал өргөжих ёстой бөгөөд одоо байгаа хилийн нөхцөлд энэхүү тэлэлт нь титмийн бодисыг дуунаас хурдан хурдасгахад хүргэх ёстой.

S.v-ийн дундаж шинж чанарууд. хүснэгтэд өгсөн болно. 1. Зөвлөлтийн хоёр дахь сансрын хөлөг дээр нарны гаралтай плазмын урсгалыг анх удаа тэмдэглэв. 1959 онд "Луна-2" пуужин. Нарнаас плазм байнга гадагшилдаг нь Америкт олон сарын хэмжилтийн үр дүнд нотлогдсон. 1962 онд AMS Mariner 2

Хүснэгт 1. Дэлхийн тойрог замд нарны салхины дундаж үзүүлэлт

Хурд	400 км/с
Протоны нягтрал	6 см-3
Протоны температур	TO
Электрон температур	TO
Соронзон орны хүч	Э
Протоны урсгалын нягт	см -2 с -1
Кинетик энергийн урсгалын нягт	0.3 эргсм -2 с -1

Streams N.v. удаан - км/с хурдтай, хурдан - 600-700 км/с хурдтай гэсэн хоёр ангилалд хувааж болно. Соронзон орон нь радиальтай ойрхон байдаг титмийн хэсгүүдээс хурдан урсгалууд ирдэг. Эдгээр газруудын зарим нь . Удаан гүйдэл N.W. утга байгаа титэмтэй холбоотой байдаг бололтой. шүргэгч бүрэлдэхүүн хэсэг маг. талбайнууд.

S.v-ийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гадна. - протон ба электронууд - бөөмс, хүчилтөрөгч, цахиур, хүхэр, төмрийн өндөр ионжсон ионууд мөн түүний найрлагад олдсон (Зураг 1). Саран дээр ил гарсан тугалган цаасанд баригдсан хийнүүдийг шинжлэхэд Не, Ар атомууд олдсон. Дундаж хим. S.v-ийн найрлага. хүснэгтэд өгсөн болно. 2.

Хүснэгт 2. Нарны салхины харьцангуй химийн найрлага

Бүрэлдэхүүн	Хамаатан садан агуулга
Х	0,96
3 Тэр
4 Тэр	0,04
О
Үгүй
Си
Ар
Fe

Ионжилт нөхцөл байдал S.v. нь тэлэлтийн хугацаатай харьцуулахад рекомбинацын хугацаа бага болох титэм дэх түвшинтэй тохирч байна, өөрөөр хэлбэл. зайнд. Ионжуулалтын хэмжилт ионы температур S.v. нарны титмийн электрон температурыг тодорхойлох боломжтой болгоно.

С.в. нь титмийн соронзон орныг гараг хоорондын орчинд хүргэдэг. талбар. Плазм руу хөлдсөн энэ талбайн талбайн шугамууд нь гариг ​​хоорондын соронзон орон үүсгэдэг. талбар (MMP). Хэдийгээр ОУВС-ийн эрчим бага, эрчим хүчний нягтрал нь ойролцоогоор. 1% кинетик нарны энергийн энерги, энэ нь нарны энергийн термодинамикт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. болон S.v хоорондын харилцан үйлчлэлийн динамикт. нарны аймгийн биетүүд болон хойд урсгалтай. өөр хоорондоо. Өргөтгөлийн хослол S.v. Нарны эргэлттэй хамт маг . S.V.-д хөлдөөсөн хүчирхэг лиониумууд нь Архимедийн спиральтай ойролцоо хэлбэртэй байдаг (Зураг 2). Магны радиаль ба азимуталь бүрэлдэхүүн хэсэг. Эклиптик хавтгайн ойролцоох талбарууд зайнаас хамаарч өөрчлөгддөг:
,
Хаана Р- гелиоцентрик зай, - нарны эргэлтийн өнцгийн хурд, у Р- радиаль хурдны бүрэлдэхүүн хэсэг S.v., индекс "0" нь эхний түвшинд тохирч байна. Дэлхийн тойрог замын зайд соронзон чиглэлүүдийн хоорондох өнцөг. талбарууд ба Нар руу чиглэсэн чиглэл, том гелиоцентрик дээр. ОУВС-гийн зай нь Нар руу чиглэсэн чиглэлд бараг перпендикуляр байдаг.

Нарны өөр өөр соронзон чиг баримжаа бүхий бүс нутгуудад үүсдэг S.v. талбарууд, хэлбэрүүд өөр өөр чиглэлтэй мөнх цэвдэгт урсдаг - гэж нэрлэгддэг. гариг ​​хоорондын соронзон орон.

N.v-д. Янз бүрийн төрлийн долгион ажиглагдаж байна: Лангмуир, шүгэл, ион-соник, соронзон гэх мэт (харна уу). Зарим долгионууд наран дээр үүсдэг бол зарим нь гараг хоорондын орчинд өдөөгддөг. Долгион үүсэх нь бөөмийн тархалтын функцын Максвеллиас хазайлтыг жигдрүүлж, S.V. тасралтгүй зөөвөрлөгч шиг ажилладаг. Alfvén төрлийн долгион нь S.V-ийн жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хурдатгалд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. мөн протоны тархалтын функц үүсэхэд. N.v-д. Соронзон плазмын шинж чанар бүхий контакт ба эргэлтийн тасалдал бас ажиглагддаг.

Цацах N.w. yavl. S.V руу энергийг үр дүнтэй дамжуулах боломжийг олгодог эдгээр төрлийн долгионы хурдтай харьцуулахад хэт хурдан. (Alfvén, дууны болон соронзон долгион), Alfvén болон дууны Mach тоо S.v. дэлхийн тойрог замд. S.V-ийг шүргэх үед. S.v-г үр дүнтэй хазайлгаж чадах саад тотгорууд. (Мөнгөн ус, Дэлхий, Бархасбадь, Стаурн эсвэл Сугар гаригийн дамжуулагч ионосфер, Ангараг гаригийн соронзон орон) нумын цохилтын долгион үүсдэг. С.в. удаашруулж, цохилтын долгионы урд хэсэгт халдаг бөгөөд энэ нь саадыг тойрон урсах боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ N.v-д. хөндий үүсдэг - соронзон мандал (өөрийн эсвэл өдөөгдсөн), бүтцийн хэлбэр, хэмжээ нь соронзон даралтын тэнцвэрээр тодорхойлогддог. гаригийн талбайнууд ба урсаж буй плазмын урсгалын даралт (харна уу). Цочролын долгион ба урсгалтай саад хоорондын халсан плазмын давхаргыг нэрлэдэг. шилжилтийн бүс. Цочролын долгионы урд талын ионуудын температур 10-20 дахин, электронууд 1.5-2 дахин нэмэгдэж болно. Цочролын долгионы үзэгдэл. , урсгалын дулаанжуулалтыг плазмын хамтын процессоор хангадаг. Цочролын долгионы фронтын зузаан нь ~100 км бөгөөд ирж буй урсгал болон урд талаас туссан ионы урсгалын хэсэг хоорондын харилцан үйлчлэлийн үед өсөлтийн хурдаар (магнитосон ба/эсвэл доод эрлийз) тодорхойлогддог. С.в.-ийн хооронд харилцан үйлчлэлцсэн тохиолдолд. Цахилгаан дамжуулдаггүй биетэй (Сар) цочролын долгион үүсдэггүй: плазмын урсгалыг гадаргууд шингээж, биеийн ард аажмаар плазмаар дүүрсэн SW үүсдэг. хөндий.

Титмийн плазмын гадагшлах хөдөлгөөнгүй үйл явц нь үүнтэй холбоотой хөдөлгөөнгүй үйл явцаар давхардсан байдаг. Нарны хүчтэй цочролын үед бодис нь титмийн доод хэсгүүдээс гараг хоорондын орчинд урсдаг. Энэ тохиолдолд цочролын долгион бас үүсдэг (Зураг 3), SW-ийн плазмаар дамжин өнгөрөх үед ирмэг нь аажмаар удааширдаг. Дэлхий дээр цочролын долгион ирэх нь соронзон бөмбөрцгийг шахахад хүргэдэг бөгөөд үүний дараа соронзлолын хөгжил ихэвчлэн эхэлдэг. шуурга

Нарны титмийн тэлэлтийг тодорхойлсон тэгшитгэлийг масс ба өнцгийн импульсийн хадгалалтын тэгшитгэлийн системээс авч болно. Зайнаас хамааран хурдны өөрчлөлтийн өөр өөр шинж чанарыг тодорхойлсон энэхүү тэгшитгэлийн шийдлүүдийг Зураг дээр үзүүлэв. 4. 1 ба 2-р шийдэл нь титэмний суурь дахь бага хурдтай тохирч байна. Эдгээр хоёр шийдлийн хоорондох сонголт нь хязгааргүй нөхцөлөөр тодорхойлогддог. Шийдэл 1 нь титмийн тэлэлтийн бага хурдтай тохирч (АНУ Ж. Чемберлэйн хэлснээр нарны сэвшээ салхи) бөгөөд хязгааргүйд их даралтын утгыг өгдөг, жишээлбэл. статик загвартай адил бэрхшээлтэй тулгардаг. титэм Шийдэл 2 нь тэлэлтийн хурдыг дууны хурдаар шилжүүлэхтэй тохирч байна ( v К) тодорхой ром дээр шүүмжлэлтэй. зай Р Кба дараа нь дуунаас хурдан хурдаар өргөтгөх. Энэхүү шийдэл нь хязгааргүйд даралтын маш бага утгыг өгдөг бөгөөд энэ нь түүнийг од хоорондын орчны бага даралттай уялдуулах боломжийг олгодог. Паркер энэ төрлийн урсгалыг нарны салхи гэж нэрлэжээ. Шүүмжтэй Титмийн температур тодорхой эгзэгтэй утгаас бага байвал цэг нь нарны гадаргуугаас дээгүүр байна. үнэт зүйлс, хаана м- протоны масс, - адиабат индекс. Зураг дээр. Зураг 5-т гелиоцентрикээс тэлэлтийн хурдны өөрчлөлтийг харуулав. изотермийн температураас хамааран зай. изотроп титэм. S.v-ийн дараагийн загварууд. титмийн температурын зайны өөрчлөлт, орчны хоёр шингэн шинж чанар (электрон ба протон хий), дулаан дамжуулалт, зуурамтгай чанар, тэлэлтийн бөмбөрцөг бус шинж чанарыг харгалзан үзнэ. Бодис руу хандах хандлага S.v. Тасралтгүй орчинд хэрхэн шилжих нь ОУВС байгаа эсэх, янз бүрийн төрлийн тогтворгүй байдлаас үүдэлтэй SW плазмын харилцан үйлчлэлийн хамтын шинж чанараар зөвтгөгддөг. С.в. үндсэн мэдээллийг өгдөг титэмээс дулааны энерги гадагшлах, учир нь хромосфер, цахилгаан соронзон руу дулаан дамжуулах. өндөр ионжсон титмийн бодисын цацраг, нарны энергийн электрон дулаан дамжуулалт. дулааныг бий болгоход хангалтгүй титмийн тэнцвэр. Цахим дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь орчны температурыг удаан бууруулж өгдөг. зайтай. С.в. бүхэлдээ нарны энергид мэдэгдэхүйц үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь түүний авч явсан энергийн урсгал ~ 10 -8 байна

1957 онд Чикагогийн их сургуулийн профессор Э.Паркер "нарны салхи" гэж нэрлэгддэг уг үзэгдлийг онолын хувьд урьдчилан таамаглаж байжээ. Энэ таамаглалыг К.И.Грингаузын бүлгийн зөвлөлтийн Луна-2, Луна-3 сансрын хөлөгт суурилуулсан багажуудыг ашиглан туршилтаар батлахад хоёр жил зарцуулсан. Энэ ямар үзэгдэл вэ?

Нарны салхи нь бүрэн ионжсон устөрөгчийн хийн урсгалыг ихэвчлэн бүрэн ионжуулсан устөрөгчийн плазм гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь нарнаас хол зайд хурдасдаг электрон ба протоны нягтралтай тэнцүү байдаг (кастинейтрал байдлын нөхцөл). Дэлхийн тойрог замын бүсэд (одон орны нэг нэгж буюу Нарнаас 1 AU зайд) протоны температур T E » 100,000 К, электроны бага зэрэг өндөр температурт түүний хурд V E » 400-500 км/сек дундаж утгад хүрдэг. Энд ба цаашид "E" индекс нь дэлхийн тойрог замыг хэлнэ). Ийм температурт хурд нь дууны хурдаас 1 AU-ээс хамаагүй өндөр байдаг, өөрөөр хэлбэл. Дэлхийн тойрог замын бүсэд нарны салхины урсгал нь хэт авианы (эсвэл хэт авианы) юм. Протоны (эсвэл электрон) хэмжсэн концентраци нь маш бага бөгөөд нэг куб см-т n E » 10-20 ширхэгтэй тэнцүү байна. Протон ба электронуудаас гадна альфа бөөмс (протоны концентрацийн хэд хэдэн хувьтай тэнцэх дараалалтай), бага хэмжээний хүнд хэсгүүд, түүнчлэн гариг ​​хоорондын соронзон орон олдсон бөгөөд тэдгээрийн дундаж индукцийн утга гарч ирэв. Дэлхийн тойрог замд хэд хэдэн гаммын дараалалд байх (1г = 10 –5 гаусс).

Статик нарны титмийн тухай санаа уналт.

Удаан хугацааны туршид бүх оддын агаар мандал нь гидростатик тэнцвэрт байдалд байдаг гэж үздэг байсан. тухайн одны таталцлын хүчийг даралтын градиент (хол зайд одны агаар мандлын даралтын өөрчлөлт) -тэй холбоотой хүчээр тэнцвэржүүлдэг төлөвт rодны төвөөс. Математикийн хувьд энэ тэнцвэрийг ердийн дифференциал тэгшитгэлээр илэрхийлдэг.

Хаана Г- таталцлын тогтмол; М* - одны масс, хба r – тодорхой зайд даралт ба массын нягт rодноос. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээс массын нягтыг илэрхийлэх

Р= r RT

даралт ба температурын тусламжтайгаар үүссэн тэгшитгэлийг нэгтгэснээр бид барометрийн томъёог олж авна. Р– хийн тогтмол), тодорхой тохиолдолд тогтмол температур Тшиг харагдаж байна

Хаана х 0 - одны агаар мандлын ёроол дахь даралтыг илэрхийлнэ (д r = r 0). Паркерын ажил эхлэхээс өмнө нарны агаар мандал нь бусад оддын атмосферийн нэгэн адил гидростатик тэнцвэрт байдалд байдаг гэж үздэг байсан тул түүний төлөвийг ижил төстэй томъёогоор тодорхойлдог. Нарны гадаргуу дээрх температур ойролцоогоор 10,000 К-ээс нарны титэм дэх 1,000,000 К хүртэл огцом нэмэгдэх ер бусын бөгөөд хараахан бүрэн ойлгогдоогүй үзэгдлийг харгалзан С.Чапман нарны статик титмийн онолыг боловсруулжээ. Нарны аймгийн эргэн тойрон дахь орон нутгийн од хоорондын орчинд жигд шилжих. Дараа нь С.Чэпманы санаа бодлын дагуу Дэлхий нарны эргэн тойронд эргэлдэж, хөдөлгөөнгүй нарны титэм дотор дүрэлзэж байна. Энэ үзэл бодлыг астрофизикчид удаан хугацааны турш хуваалцаж ирсэн.

Паркер эдгээр аль хэдийн бий болсон санаануудад цохилт өгсөн. Тэрээр хязгааргүйд даралт (цагт rБарометрийн томъёоноос олж авсан ® Ґ) нь тухайн үед орон нутгийн од хоорондын орчинд хүлээн зөвшөөрөгдсөн даралтаас бараг 10 дахин их байна. Энэхүү зөрүүг арилгахын тулд Э.Паркер нарны титэм нь гидростатик тэнцвэрт байдалд байж болохгүй, харин нарны эргэн тойрон дахь гариг ​​хоорондын орчинд тасралтгүй тэлэх ёстой, өөрөөр хэлбэл. радиаль хурд Внарны титэм нь тэг биш юм. Түүнээс гадна тэрээр гидростатик тэнцвэрийн тэгшитгэлийн оронд хэлбэрийн хөдөлгөөний гидродинамик тэгшитгэлийг ашиглахыг санал болгов. М E нь нарны масс юм.

Өгөгдсөн температурын хуваарилалтын хувьд Т, Нарнаас хол зайд хамаарах функцээр, даралтын барометрийн томьёо болон массын хадгалалтын тэгшитгэлийг ашиглан энэ тэгшитгэлийг шийдвэрлэх

Нарны салхи гэж тайлбарлаж болох бөгөөд энэ уусмалын тусламжтайгаар дууны доорх урсгалаас шилжинэ. r r *) дуунаас хурдан (д r > r*) даралтыг тохируулах боломжтой Ророн нутгийн од хоорондын орчинд даралттай байдаг тул нарны салхи гэж нэрлэгддэг энэхүү шийдэл нь байгальд явагддаг.

Гараг хоорондын сансарт нэвтэрсэн анхны сансрын хөлөг дээр хийсэн гариг ​​хоорондын плазмын параметрүүдийн анхны шууд хэмжилтүүд нь Паркерын хэт хурдан нарны салхи байгаа тухай санаа үнэн болохыг баталж, дэлхийн тойрог замд аль хэдийн оршдог болох нь тогтоогджээ. нарны салхины хурд дууны хурдаас хол давсан. Тэр цагаас хойш нарны агаар мандлын гидростатик тэнцвэрийн тухай Чапманы санаа алдаатай байсан нь эргэлзээгүй бөгөөд нарны титэм дуунаас хурдан хурдтайгаар гараг хоорондын орон зайд тасралтгүй өргөжиж байна. Хэсэг хугацааны дараа одон орон судлалын ажиглалтууд бусад олон одод нарны салхитай төстэй "одны салхитай" болохыг харуулсан.

Бөмбөрцөг хэлбэртэй тэгш хэмтэй гидродинамик загвар дээр үндэслэн нарны салхи онолын хувьд таамаглаж байсан ч энэ үзэгдэл өөрөө илүү төвөгтэй болж хувирав.

Нарны салхины хөдөлгөөний бодит загвар юу вэ?Удаан хугацааны туршид нарны салхи бөмбөрцөг тэгш хэмтэй гэж тооцогддог байсан, өөрөөр хэлбэл. нарны өргөрөг уртрагаас хамааралгүй. Учир нь сансрын хөлөг 1990 он хүртэл Улисс сансрын хөлгийг хөөргөх хүртэл ихэнх нислэгүүд эклиптик хавтгайд байсан бөгөөд ийм хөлөг дээрх хэмжилтүүд нарны салхины параметрүүдийг зөвхөн энэ хавтгайд хуваарилдаг байв. Сүүлт одны сүүлний хазайлтын ажиглалтын үндсэн дээр хийсэн тооцоолол нь нарны салхины параметрүүд нарны өргөрөгөөс бараг хамааралгүй болохыг харуулсан боловч сүүлт одны ажиглалтад үндэслэсэн энэхүү дүгнэлт нь эдгээр ажиглалтыг тайлбарлахад хүндрэлтэй байсан тул хангалттай найдвартай биш байв. Нарны салхины параметрүүдийн уртааш хамаарлыг сансрын хөлөг дээр суурилуулсан багаж хэрэгслээр хэмждэг байсан ч энэ нь ач холбогдолгүй бөгөөд нарны гарал үүсэлтэй гариг ​​хоорондын соронзон орон, эсвэл наран дээрх богино хугацааны хөдөлгөөнгүй үйл явцтай (ихэвчлэн нарны цацраг) холбоотой байв. .

Эклиптикийн хавтгай дахь плазмын болон соронзон орны параметрүүдийн хэмжилтүүд нь нарны салхины янз бүрийн параметрүүд, соронзон орны янз бүрийн чиглэл бүхий секторын бүтэц гэж нэрлэгддэг бүтэц гариг ​​хоорондын орон зайд оршин тогтнож болохыг харуулсан. Ийм бүтэц нь нартай хамт эргэлддэг бөгөөд тэдгээр нь нарны агаар мандал дахь ижил төстэй бүтцийн үр дагавар бөгөөд параметрүүд нь нарны уртрагаас хамаардаг болохыг тодорхой харуулж байна. Дөрвөн салбарын чанарын бүтцийг Зураг дээр үзүүлэв. 1.

Үүний зэрэгцээ газрын дуран нь нарны гадаргуу дээрх ерөнхий соронзон орныг илрүүлдэг. Түүний дундаж утгыг 1 Г гэж тооцдог боловч фотосферийн бие даасан формацид, жишээлбэл, нарны толбо дахь соронзон орон нь түүнээс дээш хэмжээтэй байж болно. Плазма нь цахилгаан гүйдлийг сайн дамжуулдаг тул нарны соронзон орон нь нарны салхитай ямар нэгэн байдлаар харилцан үйлчилдэг. j ґ Б. Энэ хүч нь радиаль чиглэлд бага, i.e. Энэ нь нарны салхины радиаль бүрэлдэхүүн хэсгийн тархалтад бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй боловч радиаль чиглэлд перпендикуляр чиглэлд проекц нь нарны салхинд шүргэгч хурдны бүрэлдэхүүн хэсэг гарч ирэхэд хүргэдэг. Хэдийгээр энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь радиаль хэсгээс бараг хоёр дахин бага боловч нарнаас өнцгийн импульсийг арилгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сүүлчийн нөхцөл байдал нь зөвхөн Нарны төдийгүй оддын салхи илэрсэн бусад оддын хувьсалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж астрофизикчид үзэж байна. Ялангуяа хожуу спектрийн ангиллын оддын өнцгийн хурд огцом буурч байгааг тайлбарлахын тулд тэд эргэн тойронд үүссэн гаригуудад эргэлтийн импульс шилжүүлдэг гэсэн таамаглалыг ихэвчлэн ашигладаг. Соронзон орон байгаа нөхцөлд нарны плазмаас гадагш урсах замаар нарны өнцгийн импульс алдагдах механизм нь энэхүү таамаглалыг өөрчлөх боломжийг нээж өгдөг.

Дундаж соронзон орны хэмжилт нь зөвхөн дэлхийн тойрог замын бүс нутагт төдийгүй гелиоцентрикийн том зайд (жишээлбэл, Вояжер 1 ба 2, Пионер 10 ба 11 сансрын хөлөг дээр) эклиптик хавтгайд бараг давхцаж байгааг харуулсан. Нарны экваторын хавтгай, түүний хэмжээ, чиглэлийг томъёогоор сайн тодорхойлсон

Паркер хүлээн авсан. Архимедийн Паркерийн спираль гэж нэрлэгддэг эдгээр томъёонд хэмжигдэхүүнүүд Б r, Б j – соронзон индукцийн векторын радиаль ба азимутын бүрэлдэхүүн хэсгүүд, W – нарны эргэлтийн өнцгийн хурд, В– нарны салхины радиаль бүрэлдэхүүн хэсэг, индекс “0” нь соронзон орны хэмжээг мэддэг нарны титмийн цэгийг хэлнэ.

Европын сансрын агентлаг 1990 оны 10-р сард "Улисс" сансрын хөлөг хөөргөсөн бөгөөд түүний зам мөр нь одоо нарны тойрог замд эклиптик хавтгайд перпендикуляр хавтгайд эргэлдэж байхаар тооцоолсон нь нарны салхи бөмбөрцөг тэгш хэмтэй гэсэн санааг бүрэн өөрчилсөн юм. Зураг дээр. Зураг 2-т нарны өргөргийн функцээр Ulysses сансрын хөлөг дээр хэмжсэн нарны салхины протоны радиаль хурд ба нягтын тархалтыг харуулав.

Энэ зураг нь нарны салхины параметрүүдийн өргөрөгөөс хүчтэй хамааралтай байгааг харуулж байна. Нарны салхины хурд нэмэгдэж, протоны нягт нь гелиографийн өргөрөгт багасдаг нь тогтоогджээ. Хэрэв эклиптик хавтгайд радиаль хурд дунджаар ~ 450 км / сек, протоны нягт нь ~ 15 см-3 бол нарны өргөргийн 75 ° дээр эдгээр утгууд ~ 700 км / сек байна. ~5 см–3. Нарны салхины параметрүүдийн өргөрөгөөс хамаарах хамаарал нь нарны идэвхжилийн хамгийн бага үед мэдэгдэхүйц бага байдаг.

Нарны салхинд хөдөлгөөнгүй үйл явц.

Паркерын санал болгосон загвар нь нарны салхины бөмбөрцөг тэгш хэм, түүний параметрүүдийн цаг хугацаанаас хамааралгүй байдлыг (харгалзан авч буй үзэгдлийн хөдөлгөөнгүй байдал) гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч наран дээр болж буй үйл явц нь ерөнхийдөө хөдөлгөөнгүй байдаг тул нарны салхи хөдөлгөөнгүй байдаг. Параметрүүдийн өөрчлөлтийн онцлог хугацаа нь маш өөр масштабтай байдаг. Ялангуяа нарны идэвхжилийн 11 жилийн мөчлөгтэй холбоотой нарны салхины параметрт өөрчлөлт орж байна. Зураг дээр. Зураг 3-т IMP-8 ба Вояжер-2 сансрын хөлөг (r) ашиглан хэмжсэн нарны салхины дундаж (300 гаруй хоног) динамик даралтыг харуулав. В 2) дэлхийн тойрог замын бүсэд (1 AU-д) 11 жилийн турш нарны мөчлөгнарны идэвхжил (зурагны дээд хэсэг). Зургийн доод талд. Зураг 3-т 1978-1991 он хүртэлх хугацаанд нарны толбоны тооны өөрчлөлтийг харуулав (хамгийн их тоо нь нарны хамгийн их идэвхжилтэй тохирч байна). Нарны салхины параметрүүд 11 орчим жилийн хугацаанд мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж байгааг харж болно. Үүний зэрэгцээ Ulysses сансрын хөлөг дээрх хэмжилтүүд ийм өөрчлөлтүүд зөвхөн эклиптикийн хавтгайд төдийгүй бусад гелиографийн өргөрөгт (туйлуудад нарны салхины динамик даралт экваторынхоос арай өндөр байдаг) тохиолддог болохыг харуулсан.

Нарны салхины параметрүүдийн өөрчлөлт нь цаг хугацааны хувьд хамаагүй бага хэмжээтэй байж болно. Жишээлбэл, наран дээрх гал асаах, нарны титмийн янз бүрийн бүс нутгаас плазмын гадагшлах урсгалын янз бүрийн хурд нь гариг ​​хоорондын орон зайд гариг ​​хоорондын цочролын долгион үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь хурд, нягтрал, даралт, температурын огцом үсрэлтээр тодорхойлогддог. Тэдний үүсэх механизмыг чанарын хувьд Зураг дээр үзүүлэв. 4. Аливаа хийн хурдан урсгал (жишээ нь, нарны плазм) удаашруулж гүйцэх үед тэдгээрийн хүрэлцэх цэг дээр хийн параметрүүдийн дурын зөрүү гарч ирэх бөгөөд үүнд масс, импульс хадгалагдах хуулиуд мөн энерги нь ханадаггүй. Ийм тасалдал нь байгальд байж болохгүй бөгөөд ялангуяа хоёр цочролын долгион (тэдгээрийн дагуу масс, импульс, энерги хадгалагдах хуулиуд нь Хюгониотын харилцааг бий болгодог) ба тангенциал тасалдал (ижил хадгалалтын хуулиудад хүргэдэг) болж хуваагддаг. үүн дээр даралт ба хэвийн хурдны бүрэлдэхүүн хэсэг тасралтгүй байх ёстой). Зураг дээр. 4 Энэ процессыг бөмбөрцөг тэгш хэмтэй туяаны хялбаршуулсан хэлбэрээр үзүүлэв. Урд цохилтын долгион, тангенциал тасалдал, хоёр дахь цочролын долгион (урвуу цохилт) зэргээс бүрдсэн ийм бүтэц нь нарнаас урагш хөдөлж, урагшлах цохилт нь 1-ийн хурдаас илүү хурдтай хөдөлдөг болохыг энд тэмдэглэх нь зүйтэй. нарны салхи, урвуу цохилт нь нарнаас нарны салхины хурдаас арай бага хурдтай хөдөлж, шүргэгч тасархайн хурд нь нарны салхины хурдтай тэнцүү байна. Ийм байгууламжийг сансрын хөлөг дээр суурилуулсан багаж хэрэгслээр тогтмол бүртгэдэг.

Нарнаас хол зайд нарны салхины параметрүүдийн өөрчлөлтийн тухай.

Нарнаас хол зайд нарны салхины хурдны өөрчлөлтийг хоёр хүчээр тодорхойлно: нарны таталцлын хүч ба даралтын өөрчлөлттэй холбоотой хүч (даралтын градиент). Таталцлын хүч нарнаас хол зайд квадратаар багасдаг тул гелиоцентрикийн том зайд түүний нөлөөлөл бага байдаг. Тооцоолол нь дэлхийн тойрог замд аль хэдийн түүний нөлөөлөл, түүнчлэн даралтын градиентийн нөлөөг үл тоомсорлож болохыг харуулж байна. Тиймээс нарны салхины хурдыг бараг тогтмол гэж үзэж болно. Түүнээс гадна энэ нь дууны хурдаас (гиперсоник урсгал) ихээхэн давж гардаг. Дараа нь нарны титмийн дээрх гидродинамик тэгшитгэлээс харахад r нягтрал 1/-ээр буурдаг. r 2. 1970-аад оны дундуур хөөргөсөн Америкийн сансрын хөлөг Voyager 1, 2, Pioneer 10, 11 нь нарнаас хэдэн арван одон орны нэгжийн зайд байрладаг нь нарны салхины параметрүүдийн талаархи эдгээр санааг баталжээ. Тэд мөн гариг ​​хоорондын соронзон орны хувьд онолын хувьд таамагласан Паркер Архимедийн спираль болохыг баталжээ. Гэсэн хэдий ч нарны титэм өргөжиж байгаа тул температур нь адиабат хөргөлтийн хуулийг дагаж мөрддөггүй. Нарнаас маш хол зайд нарны салхи бүр дулаарч эхэлдэг. Ийм халаалт нь хоёр шалтгаанаас шалтгаалж болно: плазмын үймээн самуунтай холбоотой эрчим хүчний алдагдал, орчмын од хоорондын орчноос нарны салхинд нэвтэрч буй саармаг устөрөгчийн атомын нөлөө. нарны систем. Хоёрдахь шалтгаан нь дээр дурдсан сансрын хөлөг дээр илэрсэн том гелиоцентрик зайд нарны салхи бага зэрэг тоормослоход хүргэдэг.

Дүгнэлт.

Тиймээс нарны салхи физик үзэгдэлЭнэ нь сансар огторгуйн байгалийн нөхцөлд байрлах сийвэн дэх үйл явцыг судлахтай холбоотой зөвхөн эрдэм шинжилгээний сонирхол төдийгүй дэлхийн ойролцоо тохиолддог үйл явцыг судлахад анхаарах ёстой хүчин зүйл юм. , нэг хэмжээгээр бидний амьдралд нөлөөлдөг. Ялангуяа дэлхийн соронзон бөмбөрцгийг тойрон урсах нарны салхины өндөр хурдны урсгал нь түүний бүтцэд нөлөөлж, наран дээрх хөдөлгөөнгүй үйл явц (жишээлбэл, галын дөл) нь соронзон шуурга үүсгэж, радио холбоог тасалдуулж, цаг агаарын сайн сайхан байдалд нөлөөлдөг. мэдрэмтгий хүмүүс. Нарны салхи нарны титэмээс үүсдэг тул дэлхийн тойрог замын бүс дэх шинж чанар нь чухал судалгаа хийхэд сайн үзүүлэлт юм. практик үйл ажиллагаанарны хуурай газрын холболттой хүн. Гэсэн хэдий ч энэ бол өөр газар юм Шинжлэх ухааны судалгаа, үүнийг бид энэ нийтлэлд хөндөхгүй.

Владимир Баранов

Үүнийг зөвхөн сансрын дарвуулт хөлөг онгоцны хөдөлгөгч төхөөрөмж төдийгүй эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглаж болно. Нарны салхины хамгийн алдартай хэрэглээг Фриман Дайсон анх дэвшүүлсэн бөгөөд өндөр хөгжилтэй соёл иргэншил нь одны эргэн тойронд бөмбөрцөг үүсгэж, ялгаруулж буй бүх энергийг нь цуглуулж чадна гэж санал болгосон. Үүний үндсэн дээр харь гаригийн соёл иргэншлийг хайх өөр аргыг санал болгов.

Үүний зэрэгцээ Вашингтоны Их Сургуулийн (Вашингтон Улсын Их Сургууль) судлаачдын баг Брукс Харроп тэргүүтэй нарны салхины эрчим хүчийг ашиглах илүү практик үзэл баримтлалыг санал болгов - Дайсон-Харроп хиймэл дагуул. Эдгээр нь нарны салхинаас электрон цуглуулдаг нэлээд энгийн цахилгаан станцууд юм. Нар руу чиглэсэн урт төмөр бариул нь электронуудыг татах соронзон орон үүсгэхийн тулд эрчим хүч авдаг. Нөгөө төгсгөлд далбаа болон хүлээн авагчаас бүрдсэн электрон урхи хүлээн авагч байдаг.

Харропын тооцоогоор дэлхийн тойрог замд 300 метрийн саваа, 1 см зузаан, 10 метрийн хавхтай хиймэл дагуул 1.7 МВт хүртэл хүчийг “цуглуулах” боломжтой. Энэ нь 1000 орчим хувийн байшинг эрчим хүчээр хангахад хангалттай юм. Нэг километрийн урт саваа, 8400 километрийн далбаатай ижил хиймэл дагуул нь 1 тэрбум гигаватт эрчим хүчийг (10 27 Вт) "цуглуулах" боломжтой болно. Үлдсэн зүйл бол бусад бүх төрлөөс татгалзахын тулд энэ энергийг Дэлхий рүү шилжүүлэх явдал юм.

Харропын баг лазер туяа ашиглан энерги дамжуулахыг санал болгож байна. Гэсэн хэдий ч хиймэл дагуулын загвар нь өөрөө маш энгийн бөгөөд технологийн өнөөгийн түвшинд нэлээд боломжтой бол лазер "кабель" бий болгох нь техникийн хувьд боломжгүй хэвээр байна. Нарны салхиг үр дүнтэй цуглуулахын тулд Дайсон-Харроп хиймэл дагуул нь эклиптикийн хавтгайгаас гадна байх ёстой бөгөөд энэ нь дэлхийгээс сая сая километрийн зайд байрладаг гэсэн үг юм. Энэ зайд лазер туяа хэдэн мянган километрийн диаметртэй толбо үүсгэнэ. Тохиромжтой фокусын системд 10-100 метрийн диаметртэй линз шаардлагатай болно. Үүнээс гадна, системийн бүтэлгүйтлээс үүдэлтэй олон аюулыг үгүйсгэх аргагүй юм. Нөгөөтэйгүүр, сансар огторгуйд бас эрчим хүч шаардлагатай байдаг бөгөөд жижиг Дайсон-Харроп хиймэл дагуулууд нарны зай болон цөмийн реакторуудыг орлох гол эх үүсвэр болж магадгүй юм.