1844

Солнечные магнитные поля

Уже давно среди ученых зародилась такая мысль: а не могут ли космические лучи хотя бы частично исходить от Солнца?

Но за неимением веских доказательств от этой гипотезы одно время отказались. Только проведённые в последние десятилетия наблюдения дали достаточно фактического материала, который помог внести ясность в этот вопрос. Оказалось, что, кроме попадающих к нам космических лучей постоянной интенсивности, существуют также солнечные космические лучи, состоящие преимущественно из протонов и электронов, интенсивность которых по временам резко усиливается.

Интенсивность солнечных космических лучей тесно связана с солнечными пятнами, причина возникновения которых до сегодняшнего дня точно не выяснена. В этих областях, напоминающих гигантские водовороты на по-верхности Солнца, температура примерно на 1000° ниже, чем на остальной поверхности, так что пятна светят слабее и кажутся почти чёрными на окружающем их ослепительном фоне.

Обращает на себя внимание тот факт, что с солнечными пятнами связаны сильные магнитные поля. Они простираются далеко в пространство вплоть до земной орбиты, а их напряжённость близ поверхности Солнца достигает 4000 гс (гауссов). Появление таких по-лей можно установить по связанному с этим расщеплению линий солнечного спектра.

Иногда вблизи солнечного пятна происходит нечто вроде сильного извержения, которое сопровождается яркой вспышкой света, сильным ультрафиолетовым и рентгеновским излучениями. Это излучение проявляет себя в виде неприятных помех при радиосвязи на коротких волнах.
Одновременно или непосредственно после этого в пространство выбрасываются огромные облака солнечного газа, которые достигают Земли через 15-40 час. Легко рассчитать, что частицы этого газа мчатся со скоростью от 1000 до 3000 км/сек. Если вам сказать о том, что плотность этого потока составляет от 1000 до 100 000 частиц/см3, то выражение «вторжение протонов» покажется уместным.

Однако не все эти частицы достигают Земли. Долетит частица до нас или нет, зависит, так сказать, от «межпланетной погоды», которая в свою очередь определяется формой и расположением в пространстве магнитных полей, связанных с солнечными пятнами.

Вследствие вращения Солнца эти магнитные поля приобретают спиральную структуру. Их силовые линии напоминают изогнутые водяные струи вращающегося автомата для полива газонов (рис. 1, а).

185

Рис. 1. а — солнечные магнитные поля и заключенные в них плазменные облака. Спиралевидные линии — траектории частиц солнечного корпускулярного излучения,                б — плазменный «язык», заключённый в магнитную силовую трубку, достигает Земли

На больших удалениях от Солнца поля искажены самым причудливым образом за счёт воздействия на них плазмы, двигающейся толчками. Силовые линии деформированы, образуют «языки» и иногда могут совсем отделяться в виде гигантских «пузырей».

Если направление полёта заряда будет перпендикулярно к силовым линиям, он станет описывать круговую орбиту. До поры до времени мы не будем обращать внимания на тот факт, что радиус этой орбиты уменьшается вследствие потери энергии.

А если заряженная частица движется в точности параллельно направлению силовых линий, она как бы скользит вдоль них (рис. 2).

186

Рис. 2. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле: а — перпендикулярно, б — параллельно, в — наклонно к линиям поля

Однако частица, приходящая из космоса, движется в общем случае не перпендикулярно и не параллельно силовым линиям, а всегда под более или менее острым углом к ним. Поэтому её движение не бывает ни круговым, ни прямолинейным, а происходит по винтовой линии. По таким винтовым линиям частица и следует вдоль линии поля. При этом оказывается, что частицы, летящие от Солнца, в большинстве случаев остаются внутри шнуровидного участка поля. Такой участок называют магнитной силовой трубкой.

Если образованный таким способом плазменный «язык» проходит в непосредственной близости от Земли, это может привести к мощному вторжению протонов (рис. 1, б). Один из спутников за 17 месяцев 21 раз зарегистрировал малые и большие «протонные атаки».

Энергия протонов солнечных космических лучей составляет около 20 • 106 эв и только  изредка превышает 15 • 109 эв. Отсюда видно, что частицы солнечных корпускулярных потоков имеют куда меньшую энергию, чем первичные космические лучи. Зато потоки их гораздо значительнее.

Чтобы узнать это, потребовалось огромное количество трудоёмких наблюдений, особенно потому, что частицы солнечного излучения, вследствие их относительно малой энергии, не могут достигать земной поверхности.

Отсюда видно, что лучший путь для получения надёжной информации — изучение этого излучения в самом космическом пространстве. Поэтому значительная часть международных программ научных исследований, связанной с запуском искусственных спутников и космических кораблей, посвящена солнечным и «галактическим» космическим лучам.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here