Неоднородности солнечного ветра

Космический аппарат НАСА «Винд» ведет наблюдение за солнечным ветром, пока тот еще не достиг магнитосферы Земли. Запущен «Винд» в 1994 году на орбиту в более чем две сотни земных радиусов.

Одна из основных задач «Винд» – исследование основных физических процессов, происходящих в ионизированном газе солнечного ветра. Открытым вопросом является неоднородность плазмы солнечного ветра.

Основными составляющими солнечного ветра являются протоны, электроны и ядра гелия (два протона и два нейтрона). В отличие от обычного плотного газа, заряженные частицы солнечного ветра могут совершать движения, которые не объясняются одной лишь температурой.

Например, солнечный ветер может иметь области различных температур и плотностей, которые распространяются подобно волнам, а энергия может приобретать различные формы. Более того, солнечный ветер может иметь две области насмешенного газа различных температур, плывущих рядом, и подобные области могут реагировать по-разному на магнитные поля.

Астроном Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Майк Стивенс с коллегами провели первый в своем роде анализ двух основных неоднородностей солнечного ветра, включающий все 3 основные частицы.

Одна неоднородность возникает, когда напорное давление достаточно большое для появления ряби в плазме; другая возникает, когда давление нарастает внутри сгустков, что в конечном счете приводит к их разрушению. Исследователи пришли к выводу, что протоны более других частиц ответственны за возникновение обеих нестабильностей, тогда как вклад двух оставшихся частиц составляет примерно одну треть.

Они также заключили, что большую часть времени солнечный ветер представляет собой однородную среду. Результаты исследования найдут применение в будущих исследованиях астрофизической плазмы.