Нарны салхи гэж юу вэ. нартай салхи

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". нартай 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.

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 гариг ​​хоорондын соронзон оронтой холбоотой байв. нарны гарал үүсэл, эсвэл наран дээрх богино хугацааны хөдөлгөөнгүй үйл явцтай (гол төлөв нарны туяа).

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: сийвэнгийн үймээн самуунтай холбоотой эрчим хүчний алдагдал, нарны системийг тойрсон од хоорондын орчноос нарны салхинд нэвтэрч буй саармаг устөрөгчийн атомын нөлөө. 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

Нарны агаар мандлын 90% нь устөрөгч юм. Гадаргуугаас хамгийн алслагдсан хэсгийг нарны титэм гэж нэрлэдэг бөгөөд нарны бүтэн хиртэлтийн үед тод харагддаг. Титмийн температур 1.5-2 сая К хүрч, титмийн хий нь бүрэн ионжсон байдаг. Энэ плазмын температурт протоны дулааны хурд 100 км/с, электронуудынх нь секундэд хэдэн мянган км байдаг. Нарны таталцлыг даван туулахын тулд анхны хурд нь 618 км/с байхад хангалттай бөгөөд энэ нь нарны сансрын хоёр дахь хурд юм. Тиймээс плазм нь нарны титэмээс сансарт байнга урсдаг. Протон ба электронуудын энэ урсгалыг нарны салхи гэж нэрлэдэг.

Нарны таталцлыг даван туулж, нарны салхины тоосонцор шулуун зам дагуу нисдэг. Бөөм бүрийн хурд нь зайнаас хамаарч бараг өөрчлөгддөггүй, гэхдээ өөр байж болно. Энэ хурд нь нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг нарны гадаргуу, Наран дээрх "цаг агаар" -аас. Дунджаар v ≈ 470 км/с-тэй тэнцүү байна. Нарны салхи дэлхий хүртэлх зайг 3-4 хоногт туулдаг. Энэ тохиолдолд түүний доторх бөөмсийн нягт нь нар хүртэлх зайны квадраттай урвуу харьцаагаар буурдаг. Дэлхийн тойрог замын радиустай тэнцүү зайд дунджаар 1 см 3 зайд 4 протон, 4 электрон байдаг.

Нарны салхи нь манай од болох Нарны массыг секундэд 109 кг-аар бууруулдаг. Хэдийгээр энэ тоо дэлхийн хэмжээнд том юм шиг санагдаж байгаа ч бодит байдал дээр энэ нь бага юм: нарны массын алдагдлыг Нарны орчин үеийн нас буюу ойролцоогоор 5 тэрбум жилээс хэдэн мянга дахин их байх хугацаанд л анзаарч болно.

Нарны салхины соронзон оронтой харилцан үйлчлэх нь сонирхолтой бөгөөд ер бусын юм. Цэнэглэгдсэн хэсгүүд нь ихэвчлэн H соронзон орон дээр тойрог эсвэл мушгиа шугамын дагуу хөдөлдөг нь мэдэгдэж байна. Гэхдээ энэ нь соронзон орон хангалттай хүчтэй үед л үнэн юм. Илүү нарийвчлалтайгаар цэнэглэгдсэн бөөмсийг тойрог хэлбэрээр хөдөлгөхийн тулд H 2 / 8π соронзон орны энергийн нягт нь хөдөлж буй плазмын кинетик энергийн нягтралаас ρv 2 / 2-ээс их байх шаардлагатай. Нарны салхинд нөхцөл байдал эсрэгээрээ байна: соронзон орон сул байна. Тиймээс цэнэглэгдсэн хэсгүүд шулуун шугамаар хөдөлдөг бөгөөд соронзон орон нь тогтмол биш, бөөмийн урсгалтай хамт хөдөлдөг бөгөөд энэ урсгалаар захын хэсэг рүү зөөгддөг. нарны систем. Нарны салхины плазм үүсэх тэр мөчид нарны гадаргуу дээр байсантай адил гариг ​​хоорондын орон зайн соронзон орны чиглэл хэвээр байна.

Нарны экваторын дагуу явахдаа соронзон орон нь ихэвчлэн 4 удаа чиглэлээ өөрчилдөг. Нар эргэдэг: экватор дээрх цэгүүд T = 27 хоногийн дотор эргэлтийг гүйцээнэ. Тиймээс гариг ​​хоорондын соронзон орон нь спираль хэлбэрээр чиглэгддэг (зураг харна уу) бөгөөд энэ зургийн бүх загвар нь нарны гадаргуугийн эргэлтийг дагаж эргэдэг. Нарны эргэлтийн өнцөг φ = 2π/T болж өөрчлөгдөнө. Нарнаас гарах зай нь нарны салхины хурдаар нэмэгддэг: r = vt. Тиймээс Зураг дээрх спиральуудын тэгшитгэл гарч ирэв. хэлбэртэй байна: φ = 2πr/vT. Дэлхийн тойрог замаас (r = 1.5 10 11 м) зайд соронзон орны радиус вектор руу хазайх өнцөг нь 50 ° байна. Дунджаар энэ өнцгийг хэмждэг сансрын хөлөг, гэхдээ дэлхийд тийм ч ойрхон биш. Гаригуудын ойролцоо соронзон орон нь өөр өөр бүтэцтэй байдаг (Соронзон мандлыг үзнэ үү).

Нарны агаар мандлын дээд давхаргаас ялгарах бөөмсийн урсгал байнга байдаг. Бидний эргэн тойронд нарны салхины нотолгоог бид харж байна. Хүчирхэг геомагнит шуурга нь дэлхий дээрх хиймэл дагуулууд болон цахилгаан системийг гэмтээж, үзэсгэлэнтэй аврора үүсгэдэг. Магадгүй үүний хамгийн сайн нотолгоо бол сүүлт одны наранд ойртохдоо урт сүүлтэй байх явдал юм.

Сүүлт одны тоосны тоосонцор салхинд хазайж, нарнаас холддог тул сүүлт одны сүүл үргэлж манай одноос холддог.

Нарны салхи: гарал үүсэл, шинж чанар

Энэ нь титэм гэж нэрлэгддэг нарны дээд агаар мандлаас үүсдэг. Энэ бүс нутагт температур нь 1 сая Кельвинээс илүү, бөөмс нь 1 кеВ-ээс их энергийн цэнэгтэй байдаг. Нарны салхи нь удаан, хурдан гэсэн хоёр төрөл байдаг. Энэ ялгааг сүүлт одуудаас харж болно. Хэрэв та сүүлт одны дүр төрхийг анхааралтай ажиглавал тэд ихэвчлэн хоёр сүүлтэй байдаг. Тэдний нэг нь шулуун, нөгөө нь илүү муруй юм.

Дэлхийн ойролцоох нарны салхины хурд, сүүлийн 3 өдрийн өгөгдөл

Хурдан нарны салхи

Энэ нь 750 км/с хурдтай хөдөлж байгаа бөгөөд одон орон судлаачид үүнийг титмийн нүхнээс буюу соронзон орны шугам нарны гадаргуу руу чиглэдэг бүс нутгаас гаралтай гэж үздэг.

Удаан нарны салхи

Энэ нь ойролцоогоор 400 км/с хурдтай бөгөөд манай одны экваторын бүсээс ирдэг. Цацраг нь хурднаас хамааран хэдэн цагаас 2-3 хоног хүртэл дэлхийд хүрдэг.

Нарны удаан салхи нь хурдан нарны салхинаас илүү өргөн, нягт бөгөөд энэ нь сүүлт одны том, тод сүүлийг үүсгэдэг.

Хэрэв дэлхийн соронзон орон байгаагүй бол энэ нь манай гараг дээрх амьдралыг устгах байсан. Гэсэн хэдий ч дэлхийг тойрсон соронзон орон нь биднийг цацраг туяанаас хамгаалдаг. Соронзон талбайн хэлбэр, хэмжээ нь салхины хүч, хурдаар тодорхойлогддог.