Физика межпланетной среды и солнечные космические лучи. Рубрика в журнале - Солнечно-земная физика
Возмущенная зона и ударная волна, возбуждаемые корональным выбросом массы
Статья научная
Подтверждено существование перед корональным выбросом массы (КВМ) возмущенной зоны и исследовано ее изменение при возрастании скорости КВМ. Показано, что при скоростях КВМ порядка и выше локальной альфвеновской скорости впереди возмущенной зоны формируется разрыв концентрации плазмы, который можно интерпретировать как ударную волну. Оценки свидетельствуют о том, что в рамках погрешности эксперимента наблюдаемая ширина ударного фронта на расстояниях R Rв от центра Солнца, вероятно, порядка длины свободного пробега относительно парных протон-протонных соударений, т. е. возможно, что механизм диссипации энергии во фронте является столкновительным на этих расстояниях.
Бесплатно
Статья научная
Современные экспериментальные данные, среди которых определяющее значение имеют ряды измерений потоков частиц на спутниках, позволили установить ряд закономерностей, относящихся к солнечным космическим лучам (СКЛ). На основе этих закономерностей была разработана вероятностная модель потоков частиц. Эта модель не только является основой для определения радиационных условий при космических полетах и коллизий космической погоды, но и позволяет предсказывать такие ситуации, как появления экстремальных событии СКЛ в период спокойного Солнца в 2005-2006 гг.
Бесплатно
Исследование корональных выбросов массы методом двухпозиционного радиозондирования
Статья научная
Впервые реализовано двухпозиционное радиозондирование солнечного ветра с использованием космических аппаратов «Galileo» и «Cassini». В период с 12 по 24 мая 2000 г. эти аппараты двигались за Солнцем с востока на запад, и их сигналы зондировали области, разнесенные в радиальных направлениях на несколько миллионов километров. Обнаружена устойчивая корреляция между флуктуационными эффектами, регистрируемыми при прохождении через разнесенные в пространстве трассы радиозондирования возмущенных плазменных структур типа корональных выбросов массы (КВМ). Обнаружена также корреляция между радиоэффектами и данными о плотности солнечного ветра вблизи орбиты Земли. Показано, что метод двухпозиционного радиозондирования с привлечением данных об излучении Солнца в рентгеновском и оптическом диапазонах и результатов локальных измерений плазмы позволяет получать информацию о структуре и скорости движения КВМ при их движении от фотосферы до орбиты Земли. Для наиболее мощного события, зарегистрированного 13 мая 2000 г., скорость КВМ на гелиоцентрических расстояниях около 15Rs (Ro - радиус Солнца) достигала значения 1200 км/с. В интервале расстояний (15+25)R0 величина скорости составила около 1300 км/с. На дистанциях, больших 25Ro, происходило торможение возмущения с уменьшением скорости от 1300 до 450 км/с вблизи орбиты Земли.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается эволюция крупномасштабных долгоживущих структур на Солнце, а также в межпланетном магнитном поле и в потоках солнечного ветра до и после мощных эруптивных событий на фазе спада и минимума 23 солнечного цикла. В одних случаях при этом были обнаружены заметные изменения в секторной структуре и рекуррентных высокоскоростных потоках солнечного ветра, а в других - нет.
Бесплатно
К поиску областей сублимации в межпланетной среде
Статья научная
В ближнем околосолнечном пространстве есть специфическая зона (до ∼20 Re), где происходят интенсивные процессы сублимации твердого вещества (межпланетная пыль, потоки метеороидов и т. п.). Существует достоверный индикатор процессов сублимации: резонансное излучение освобождающихся атомов и низкозарядных ионов. Из-за крайне малой интенсивности подобного излучения обнаружение областей сублимации при наземных наблюдениях возможно только во время полных солнечных затмений. Такие наблюдения мы проводили во время пяти солнечных затмений, начиная с 1997 г. Излагаются основные результаты наблюдений, обсуждаются перспективы дальнейших исследований.
Бесплатно
Космические проекты по солнечно-земной физике
Статья научная
Дается обзор состояния исследований в области солнечно-земной физики, выполняемых космическими агентствами разных стран. Приводятся основные результаты действующих («Ulysses», SOHO, TRACE, RHESSI, «Hinode», STEREO) и завершенных («Коронас-Ф» и др.) миссий, научные цели и задачи подготавливаемых и планируемых космических проектов (SDO, «Solar Probe», «Solar Orbiter», «Резонанс», «Интергелиозонд» и др.). Космические проекты рассматриваются в контексте научной проблематики системы Солнце-Земля.
Бесплатно
Многочастичная статистическая модель солнечного ветра
Статья научная
В работе представлен многочастичный статистический подход к моделированию плазмы (газа), в котором учитывается, что макроскопические параметры измеряются с конечным масштабом разрешения [1-3]. Этот подход основан на теореме Лиувилля, которая сформулирована для случая стационарной открытой системы в приближении детального динамического равновесия с окружающей средой. Учет конечности масштабов разрешения измеряющих приборов приводит к описанию плазмы (газа) многочастичными функциями распределения частиц по скоростям, на основе которых выводятся функции распределения вероятностей флуктуаций и средние значения макроскопических параметров. Многочастичный статистический подход позволяет построить при ряде упрощающих предположений модель стационарного солнечного ветра, результаты которой для среднестатистических значений макропараметров совпадают с результатами двухчастичной кинетической модели [4] и согласуются с данными наблюдений в плоскости эклиптики.
Бесплатно
Новые явления в солнечно-земной физике
Статья научная
С использованием разработанной идеологии и созданного на ее основе комплекса методов анализа данных измерений инструмента LASCO космического аппарата (КА) SOHO, а также данных измерений параметров солнечного ветра на КА WIND, ACE и др. обнаружены и исследованы новые явления в солнечно-земной физике: 1) лучевая структура пояса стримеров, сохраняющаяся до орбиты Земли в виде вложенных друг в друга самоподобных магнитных трубок с движущейся плазмой (фрактальная структура); 2) возмущенная зона впереди коронального выброса массы (КВМ). Физическая природа лучевой структуры пояса стримеров остается до конца не ясной. Линейная теория Губченко и нелинейная теория Милованова и Зеленого, рассматривающие различные механизмы, предсказывают принципиальную возможность формирования подобных структур. Поэтому полученные экспериментально новые знания, безусловно, будут стимулировать дальнейшее развитие как теории, так и эксперимента в данном направлении.
Бесплатно
Происхождение солнечного ветра: астрофизический и плазменно-физический аспект проблемы
Статья научная
Один из основных нерешенных вопросов в астрофизическом аспекте проблемы происхождения солнечного ветра (СВ) состоит в том, на какой стадии эволюции Солнца как звезды закончилось накопление его вещества из межзвездной среды и началось преимущественное истечение потоков СВ. Неизвестно, когда и как это произошло в деталях, хотя начало термоядерных реакций в недрах Солнца, несомненно, играло важнейшую роль в энергетике и динамике звезды, что могло привести к такой смене режимов. В связи с этим выдвигается гипотеза о том, что наличие аккреции или истечения плазмы из звезды определяется предшествующей эволюцией, т. е. «памятью», а не просто распределением мгновенных значений плотности, температуры, магнитного поля и других макроскопических параметров системы, состоящей из данной звезды, ее ближайшего звездного окружения и межзвездного газа. В зависимости от этого, соседние звезды могут служить донорами или акцепторами межзвездного газа. Некоторые из них могут одновременно или попеременно играть и ту, и другую роль. Политропное решение для центрально-симметричных течений, полученное Бонди, вырождено по знаку радиальной скорости. Оно пригодно для описания квазистационарных режимов обоих типов. Однако теория переходных процессов не развита, поэтому ответ на во-прос о том, существуют ли звезды, похожие по своему внутреннему строению и параметрам на современное Солнце, но без испускания звездного ветра или даже с аккрецией межзвездного газа, может быть получен лишь наблюдательным путем. Воз-можность существования таких звезд не исключена, она не противоречит никаким законам природы. Плазменно-физический аспект проблемы происхождения СВ касается гораздо меньших интервалов времени, чем основная эволюционная шкала, измеряемая миллиардами лет. Поэтому данный аспект проблемы гораздо лучше изучен, хотя также достаточно сложен и во многих деталях еще не решен из-за многомасштабного характера процессов формирования потока. Солнечный ветер как перманентное сверхмагнитозвуковое истечение плазмы в радиальном направлении возникает на фоне гораздо более мощных нерав-новесных и нестационарных движений, которые лишь частично упорядочены в верхней атмосфере и короне Солнца (турбо-сфера). Мгновенное состояние СВ контролируется потоками свободной энергии, вещества и импульса, поступающими в корону из нижележащих слоев солнечной атмосферы и конвективной зоны. Хотя основные физические механизмы переноса свободной энергии электромагнитного поля и плазмы в целом хорошо известны, они нуждаются в количественном исследовании применительно к конкретным реализациям при частых и редких столкновениях частиц в короне Солнца для выяснения нелокальных процессов формирования полей и плазменных течений, в том числе и СВ.
Бесплатно
