§ 23.9. Роль магнитных полей в явлениях, происходящих на Солнце и в космосе.
Изучение Солнца показало, что оно имеет магнитное поле, напряженность которого примерно в два раза выше, чем у поля Земли. Многие явления, происходящие в атмосфере Солнца (образование темных пятен, факелов и др.), тесно связаны с возникновением и развитием в отдельных областях сильных местных магнитных полей. Эти области получили название активных.
Как отмечалось выше, в слое, лежащем под фотосферой, происходит интенсивное перемешивание газа — конвекция. Исследования показали, что в области пятна всегда существует сильное магнитное поле, напряженность которого в тысячу раз больше, чем в других, невозмущенных областях. Это поле отклоняет заряженные частицы плазмы и препятствует образованию конвекционных потоков. В этой области подъем горячего газа из глубины прекращается, и газ в пятне сильнр охлаждается.
В области факела магнитное поле далеко не такое сильное, чтобы остановить вертикальные конвекционные потоки плазмы. Однако оно подавляет беспорядочные движения плазмы в потоке и уменьшает внутреннее трение. Таким образом, создается устойчивый восходящий поток горячего газа — факел.
Многие явления, наблюдаемые в атмосфере Солнца, связаны с изменяющимися магнитными полями. Как было показано выше, при движении заряженной частицы в постоянном магнитном поле изменяется только направление скорости ее движения. Оказывается, что изменяющееся во времени магнитное поле, пронизывающее плазму, изменяет не только направление, но и величину скорости заряженных частиц и может создавать направленное движение плазмы. Так иногда образуются мощные потоки плазмы, которые выбрасывают огромные массы газа в корону и образуют протуберанцы — гигантские облака газа, простирающиеся далеко в корону (рис. 6.4).
Сильное магнитное поле, изменяющееся при развитии группы пятен, оказывает давление на плазму, и в хромосфере над областью пятен иногда происходит резкое сжатие плазмы, вызывающее сильное повышение температуры газа. В этой зоне хромосферы наблюдается внезапное резкое усиление свечения газа, называемое хромосферной вспышкой.
Изменяющееся магнитное поле выбрасывает в космическое пространство потоки частиц плазмы, движущихся со скоростью около 1000 км/с, которые называют корпускулярными потоками. Некоторые частицы разгоняются до огромных скоростей (сравнимых со скоростью света), образуя солнечные космические лучи.
Многолетние наблюдения показали, что число и общая площадь пятен периодически изменяются, достигая максимума в среднем через каждые 11 лет. В это время увеличивается число факелов, количество протуберанцев, чаще, чем обычно, наблюдаются вспышки, в десятки раз возрастает интенсивность корпускулярного излучения. Все эти явления объединяются под общим названием — солнечная активность.
Потоки выброшенных Солнцем заряженных частиц, долетая до Земли, отклоняются ее магнитным полем и в свою очередь воздействуют на магнитное поле Земли. В периоды максимума солнечной активности наблюдаются сильные возмущения магнитного поля Земли — магнитные бури, вызывающие беспорядочные колебания стрелки компаса. Часть заряженных частиц проникает в магнитное поле Земли и, двигаясь по спиралям вдоль силовых линий, оказывается как бы в ловушке. Скапливаясь в кольцевых зонах вокруг Земли, заряженные частицы образуют радиационные пояса, обнаруженные с помощью спутников. В области полюсов космические частицы легко проникают в атмосферу, вызывая полярные сияния.
Магнитные поля существуют и в межзвездном пространстве. Они в десятки тысяч раз слабее земного магнитного поля, но обладают огромной протяженностью и поэтому оказывают большое влияние на характер движения заряженных частиц в межзвездном пространстве.
