1-я Книга Федора. Файл 1-Д. Дует солнечный ветер

Файл 1-Г. http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/12/1-1_26.html

    Астрономы обнаружили феномен, который не был предсказан ни одной теоретической моделью (2010)

    Михаил Вартбург

    «Первый «Исследователь межзвездной границы», запущенный НАСА в октябре 2008 года, принес астрономам неожиданный подарок. 

Исследователь границ межзвездного пространства 

    Ровно через год после запуска этого исследовательского космического зонда [«IBEX» - прим. Ф.Д.] опубликованы полученные им первые карты неба на границе между Солнечной системой и ближайшими звездами. На этих картах видно нечто, чего не предсказывала до сих пор ни одна теоретическая модель. 
    Оказывается, наша Солнечная система окружена яркой лентой, состоящей из высокоэнергетических нейтральных атомов водорода. Атомы эти сами не испускают света, поэтому лента не видна в обычные телескопы; но, пролетая сквозь специальные приборы зонда, такие атомы оставляют в этих приборах следы, которые после длительного (в течение полугода) наблюдения обрисовали широкую ленту ярких точек, идущую от северного полюса эклиптики (плоскости, в которой лежат орбиты всех планет) к «хвосту», который тянется за Солнечной системой при ее движении внутри галактики, охватывая почти 300 градусов небесной дуги. 

Модель межзвездного магнитного поля за пределами Солнечной системы по данным зонда «IBEX». 
Красной стрелкой показано направление движения Солнечной системы в Галактике

    Причиной появления этого феномена является «солнечный ветер». Дело в том, что наше Солнце не только светит нам, кормит и обогревает - оно еще нас защищает. Невидимый для глаза, с поверхности Солнца дует в пространство поток заряженных частиц, состоящий в основном из электронов и протонов, он и называется солнечным ветром. В его существовании нетрудно убедиться, достаточно вспомнить, что хвосты всех комет всегда - и при приближении, и при удалении от Солнца - отклоняются в противоположную от него сторону: их «сдувает» не только давление солнечного излучения, но и солнечный ветер. Но теоретики долгое время не верили в этот феномен, и первая статья физика Паркера (1958 год), который предложил его объяснение, была даже отвергнута обоими рецензентами, и ее спас лишь сам редактор журнала, великий астрофизик Чандрасекар. Теоретики не понимали, какая сила придает таким частицам достаточную энергию, чтобы одолеть притяжение Солнца, но Паркер показал, что солнечная корона простирается на такое расстояние от Солнца, где сочетания ее огромной температуры с уменьшенной солнечной гравитацией уже достаточно для вылета частиц. Однако впоследствии оказалось, что солнечный ветер имеет огромную, сверхзвуковую скорость (400-750 километров в секунду), и это явление пока еще не объяснено. 

    Солнечный ветер довольно плотен по космическим масштабам - каждый час во все стороны от Солнца вылетает почти 7 миллиардов тонн вещества, и этот мощный, идущий в виде сферической волны поток выдувает из окрестностей Солнца основную часть космических частиц, которые в противном случае угрожали бы жизни. 

http://www.experimentanium.ru/images/uchenye-detyam/21_03_2015_i.jpg

    Благодаря этому вокруг Солнца образуется огромный «пузырь», именуемый гелиосферой, и в нем благоденствуют Земля и другие планеты. При движении Солнца внутри галактики гелиосфера движется вместе с ним, таща за собой упомянутый выше «хвост». 

    Но там, где кончается гелиосфера и начинается межзвездное пространство, возникает особый, пограничный регион, где солнечные электроны и протоны встречаются с ионами, заполняющими межзвездное пространство, и взаимодействие этих частиц приводит к образованию нейтральных атомов высокой энергии, входящих в гелиосферу (где их и уловили приборы «Исследователя»). Оказалось, что эти атомы влетают в основном из узкой области, образуя на его фоне упомянутую яркую «ленту», чего не предсказывали никакие теоретические модели. 
    Самым важным в новом открытии специалисты считают тот факт, что появление «ленты» связано с межзвездными магнитными полями: она образуется в той плоскости, которая задана движением Солнечной системы относительно этих полей. «Это означает, - сказал научный руководитель полета Джеффри Крю, - что галактические магнитные поля много сильнее и оказывают много большее влияние на гелиосферу, чем думалось раньше». Согласно новым расчетам, эти поля весьма существенно «вминают» гелиосферу (особенно в той полосе, где тянется новооткрытая «лента»), и это делает ее довольно не похожей на идеальную сферу, хотя, как утешают нас теоретики, «все еще узнаваемой». 
    Впрочем, другие теоретики, основываясь на данных о той же «ленте», полученных приборами космического корабля «Кассини», утверждают, что, по их расчетам, воздействие космических магнитных полей на нашу родную гелиосферу намного сильней и вообще превращает ее из сферы в «бублик». Можно думать, что теперь теоретики разделятся на «сферистов» и «бубликистов» и будут долго и ожесточенно спорить друг с другом. Но в одном они наверняка останутся согласны: солнечный ветер есть и что-то такое защитное вокруг нашей планетной системы образует». (Михаил Вартбург. «Знание–Сила», № 5, 2010, стр. 73-74).  
    [Примечание Ф. Дергачева:
    Статья «Астрономы обнаружили феномен, который не был предсказан ни одной теоретической моделью», удаленная вместе с Интернет-порталом «inauka.ru» (совместным проектом Российской академии наук и общенациональной газеты «Известия»), сохранена в Интернет-архиве.   
    См. также копию журнала «Знание–Сила», № 5, 2010.]

    Сближение с Плутоном - зонд «Новые горизонты» изучает космическую погоду (2015)

    «По мере того как космический аппарат НАСА «Новые горизонты» приближается к Плутону, его инструменты исследования плазмы - SWAP и EPSSI - проводят первые измерения и оценку космической погоды в районе пояса Койпера.
    Главный исследователь проекта Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института (Боулдер, Колорадо) отметил, что результаты измерений передаются на Землю, и команда уже смогла узнать много нового о космической среде вблизи орбиты Плутона - на расстоянии более 4 млрд км от Земли.

«The Path to Pluto» 

    Солнечный ветер состоит в основном из протонов и электронов, однако также содержит малое количество ионов гелия и кислорода. Типичная скорость солнечного ветра у орбиты Плутона - от 300 до 500 км в секунду, типичная плотность - около 6000 частиц на кубический метр, что примерно в 1000 раз меньше, чем у солнечного ветра вблизи Земли (для сравнения: атмосфера Земли у поверхности в 100 миллиардов-миллиардов раз плотнее).

    Один из исследователей проекта, Дэйв МакКомас из Юго-западного исследовательского института, отметил, что по неизвестным причинам последние 15 лет ученые наблюдают самый слабый солнечный ветер за всю эпоху космических полетов. Слабый солнечный ветер может привести к тому, что размер области, в которой он взаимодействует с частицами атмосферы, «улетучивающейся» в космос, будет гораздо шире, чем предполагалось ранее.
    По словам исследователя проекта Франка Багеналя из Университета Колорадо, «Новые горизонты» пересечет границу взаимодействия солнечного ветра и испаряющейся атмосферы за несколько часов до максимального сближения с планетой 14 июля, что даст ученым возможность получить важную информацию о составе и темпах потери атмосферы.
    Автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты» (New Horizons) была запущена 19 января 2006 года и покинула окрестности планеты с самой высокой для космических аппаратов скоростью. Измеритель параметров частиц солнечного ветра SWAP на борту зонда должен помочь определить наличие магнитосферы на планете и измерить скорость утечки атмосферы. Прибор был разработан в Юго-западном исследовательском институте. Спектрометр энергетических частиц EPSSI был создан для поиска нейтральных атомов, которые покидают атмосферу Плутона и превращаются в заряженные частицы в процессе взаимодействии с солнечным ветром.
    В настоящее время аппарат вступил в финальную часть сближения с Плутоном, максимальное сближение должно произойти 14 июля на высоте около 12,5 тыс. км». (6 апреля 2015 года, 12:15). 

    «По какой-то неизвестной причине, Солнце «дуло» слабее в последние десятилетие-полтора, и мы наблюдаем самый слабый солнечный ветер космической эры», - сообщил один из исследователей миссии New Horizons Дейв МакКомас (Dave McComas). - «Ослабление солнечного ветра означает, что размер области, где солнечный ветер взаимодействует с уходящей атмосферой планеты, расширяется за пределы наших предыдущих прогнозов»... («Прогноз погоды около Плутона от New Horizons». 07 апреля 2015, 16:21:52). 

    «New Horizons» Sampling «Space Weather» on Approach to Pluto 

    «As NASA’s “New Horizons” spacecraft approaches the Pluto system, its space plasma (also called charged particle) instruments - SWAP and PEPSSI - have already been taking measurements and assessing the space weather environment in the Kuiper Belt near Pluto.

«New Horizons Enters the Pluto System» 

    “Results from those measurements are being radioed to the ground and our team is already learning new things about the distant environment near Pluto’s orbit, 3 billion miles from Earth,” says “New Horizons” Principal Investigator Alan Stern, from Southwest Research Institute, Boulder, Colo.

    The solar wind consists mainly of protons and electrons, but also has trace amounts of ions of helium and oxygen that New Horizons detects. Typical solar wind speeds at Pluto’s orbit distance range from 350-500 kilometers per second (about 750,000-1 million miles per hour); typical densities of the solar wind near Pluto’s orbit are about 6,000 particles per cubic meter – about a 1,000 times less than the solar wind at Earth. For comparison, the Earth’s atmosphere at its surface is one hundred billion-billion times denser.
    “For some unknown reason, the Sun has been blowing less hard over the past decade and a half, and we are seeing the weakest solar wind of the space age,” says “New Horizons” co-investigator Dave McComas, also of SwRI, who leads the SWAP instrument team. “A weaker solar wind means that the size of the region where the solar wind interacts with the planet’s escaping atmosphere is expanded beyond our earlier predictions.”
    Added New Horizons co-investigator Fran Bagenal, from University of Colorado, Boulder: “This means that New Horizons may cross the interaction boundary between the solar wind and Pluto’s atmosphere up to dozens of Pluto radii [and several hours] before its closest approach on July 14, creating a scientific bonanza for studies of the composition and escape rate of Pluto’s atmosphere!”» (March 27, 2015). 

    [Ф. Дергачев:
    Итак, солнечный ветер стихает. Ничего хорошего этот «штиль» не принесет - см. «Файл 2-А»...]

    NASA впервые увидело происхождение солнечного ветра

    «Астрофизики из NASA впервые зафиксировали момент перехода излучения солнечной короны в солнечный ветер и проанализировали процесс формирования последнего. Результаты работы представлены в "The Astrophysical Journal".
    Солнечный ветер - поток мегаионизированых частиц, большую часть которых представляет гелиево-водородная плазма, истекающий из солнечной короны. Первые прямые измерения характеристик солнечного ветра были проведены в 1959 году. Несмотря на дальнейшие исследования, детали формирования этого потока оставались неясными. Известно, что в районе короны солнечный ветер структурирован, тогда как в с приближением к Земле приобретает турбулентные свойства.
    Уточнить процесс перехода излучения короны в солнечный ветер позволили изображения, полученные с помощью миссии "STEREO" (англ. "Solar Terrestrial Relations Observatory"). В ней участвуют два одинаковых космических аппарата, один из которых отстает, другой обгоняет Землю для наблюдения Солнца с разных позиций. Результатом таких наблюдений является стереоскопический эффект, позволяющий исследователям получать трехмерные изображения явлений и структур на Солнце.
    В частности, анализ изображений подтвердил гипотезу о наличии на краю солнечной короны переходной зоны - момента, когда напряженность магнитного поля падает и вещество становится «скорее газом, чем плазмой». По словам соавтора работы Крейга ДеФореста, рассеяние излучения в этом случае происходит по аналогии со струей из водяного пистолета: до определенного времени она образует единый поток, затем распадается на капли и наконец превращается в облако брызг.

Видеозапись солнечного ветра (слева) и компьютерная анимация (справа) © Craig DeForest, SwRI

    Отмечается, что фиксация момента истечения солнечного ветра из короны играет важную роль в понимании Солнца в целом. Кроме того, открытие позволит прояснить природу феноменов, порождаемых таким ветром. Так, благодаря солнечному ветру существует граница гелиосферы, препятствующая проникновению межзвездного газа в Солнечную систему. На планетах последней солнечный ветер порождает такие явления, как полярные сияния, магнитосфера, радиационные пояса и другие». (1 сентября 2016).

    [Книга в работе...] 
    Файл 2-А. «"Время Ч": противостояние кризису». http://artefact-2007.blogspot.ru/2013/07/2.html .

    На эту тему:
    «Солнечная система непригодна для проживания?» (5 октября 2011 года).
    «Физики МГУ нашли новую токовую структуру над Южным полюсом Солнца». (14 марта 2017 года).