Межпланетная среда - плазма, нейтральный
газ, пыль, ускоренные частицы и магн. поля, заполняющие околосолнечное пространство.
Осн. компонентом M. с. является солнечный ветер - сверхзвуковой поток
плазмы, возникающий в солнечной короне. Область, заполненная солнечным ветром,
наз. гелиосферой (рис.). Положение границы
гелиосферы (гелио-паузы) определяется балансом динамич. давлений солнечного
ветра
и межзвёздной среды ,
где и
T - плотность, концентрация и темп-pa межзвёздного ионизов. вещества,
В - величина межзвёздного магн. поля в окрестности Солнца, V2 - скорость Солнца относительно межзвёздной среды (вклад теплового и магн.
давления в полное давление солнечного ветра пренебрежимо мал). Согласно оценкам,
расстояние до границы гелиосферы в направлении вектора V2 составляет
50 -100 а. е. Скорость Солнца относительно межзвёздной среды составляет 22-25
км/с. T. к. поток солнечного ветра и поток межзвёздного ионизов. вещества относительно
Солнца являются сверхзвуковыми, в области их взаимодействия должны образоваться
две ударные волны и оболочка разогретой растекающейся плазмы. Протяжённость
гелиосферы и форму её границы с противоположной стороны трудно оценить, т. к.
характер процессов в области взаимодействия недостаточно ясен. Нек-рые исследователи
считают, что в направлении антиапекса (см. Апекс)гелиосфера может простираться
до ~1000 а. е.
Схема гелиосферы: 1 - Солнце; 2 - область солнечного ветра; 3 - граница гелиосферы (ударная волна); 4 - граница, разделяющая поток плазмы солнечного происхождения и поток межпланетной плазмы (контактный разрыв); 5 - ударная волна в межзвёздной плазме; 6 - поток межзвёздной плазмы (в системе координат, связанной с Солнцем). Стрелками показано направление течения плазмы, широкая стрелка указывает направление движения Солнца относительно межзвёздной среды.
Осн. источник нейтрального газа в M. с.- межзвёздный
газ, свободно проникающий через гелиопаузу. Плотность нейтрального водорода
оценивается в
гелия Эти данные
получены в результате анализа измерений
интенсивности резонансного оассеяння излучения Солнца в линиях
на атомах водорода и гелия соответственно. Траектории нейтральных атомов водорода
вблизи Солнца определяются балансом сил гравитац. притяжения и радиац. отталкивания.
В период минимума солнечной активности преобладает притяжение атомов
водорода, в период максимума - отталкивание. В результате атомы водорода (в
период минимума активности) и атомы гелия, для к-рых притяжение Солнца преобладает
всегда, фокусируются на линии антиапекса, образуя нейтральный хвост. Так, для
гелия возрастание концентрации в результате фокусировки достигаетраз
на расстоянии 10 а. е. в направлении антиапекса. Большинство атомов водорода
не долетает в ближайшие к Солнцу области из-за сильной ионизации солнечным излучением:
уже до орбиты Земли доходит < 10% нейтральных атомов водорода. Размер области
ионизации гелия значительно меньше 1 а. е. Ещё один источник нейтральных атомов
в M. с.- планеты, их спутники, кометы и межпланетная пыль. Быстрые нейтральные
атомы образуются при перезарядке ионов солнечного ветра на нейтральных атомах.
Пылевой компонент межзвёздной среды (видимый
с Земли как зодиакальный свет)концентрируется в плоскости эклиптики
(см. Координаты астрономические ).Помимо анализа данных о зодиакальном
свете, источниками наших знаний о межпланетной пыли являются изучение микрократеров
на частицах лунного грунта, доставленного на Землю, регистрация ударов пылинок
на космич. аппаратах и сбор пыли на больших (~
100 км) высотах с помощью ракет. Распределение лунных микрократеров по размерам
даёт сведения о спектре масс и плотности межпланетной пыли и показывает существование
как рыхлых (плотность1
г/см3), так и обычных
пылинок, массы к-рых находятся в диапазоне 10-17 -10-3
г. Полная масса пыли в Солнечной системе (согласно оценкам) составляет 1019-1020
г. Собранные с помощью ракет образцы пыли выявили существование рыхлых частиц
- агломератов из очень маленьких (< 0,1 мкм) пылинок (частицы Браунли). Большинство
исследователей считает, что осн. источник межпланетной пыли - кометы. Недавние
измерения пыли кометы Гал-лея па космич. аппаратах "Вега" и "Джотто"
показали наличие широкого спектра масс пылинок (от 10-17 по 10 -5
г) и, по-видимому, существование рыхлых
1 г/см3) частиц. По измерениям на спутнике IKAS обнаружены пылевые
следы комет, простирающиеся вдоль их орбит на десятки млн. км в обе стороны
от ядра.
Ещё один компонент M. с.- энергичные заряж. частицы галактич. и солнечного происхождения. Галак-тич. космические лучи с энергией больше 10 МэВ/нук-лон диффундируют из межзвёздной среды в область расширяющегося замагниченного солнечного ветра. Скорость их диффузии определяется их жёсткостью, структурой межпланетного магн. поля и скоростью солнечного ветра. С изменением солнечной активности меняются скорость диффузии и интенсивность космич. лучей с энергией <3*103 МэВ/нуклон в Солнечной системе. Частицы большей энергии не подвержены влиянию солнечной активности. Солнечные энергичные заряж. частицы (солнечные космич. лучи) с энергиями обычно генерируются во время солнечных вспышек и в магн. ловушках активных областей. После вспышек они распространяются как вдоль силовых линий межпланетного поля, так и поперёк в результате диффузии на его неоднородностях. Из активных областей происходит утечка энергичных частиц с образованием рекуррентных потоков вдоль силовых линий межпланетного магн. поля. Энергичные частицы генерируются также на фронтах межпланетных ударных волн, как распространяющихся от Солнца по солнечному ветру, так и стоящих в солнечном ветре перед препятствиями - планетами.
О. Л. Вайсберг