Солнечный ветер: пособие по теме «Плазма» школьного курса физики

Как увидеть солнечный ветер?

При движении в вакууме космоса частицы солнечного ветра невидимы для человеческого глаза. Никто в телескоп не видел никогда солнечный ветер. Но, оказывается, существуют его различные реальные проявления, показывающие наличие этой странной субстанции. Самое первое из них – «развевающиеся» хвосты комет.

Кометы состоят из замороженной воды, различных газов и космической пыли. При испарении воды под действием Солнца возникает хвост кометы, который можно хорошо видеть, если комета пролетает вблизи Земли. На рис.7 представлено подобное фото кометы «iSON», сделанное в 2012 году. Более дальние кометы наблюдают с помощью телескопов. Солнечный ветер отбрасывает эти пары, давит на них. Как это проверить?

Замечательное свойство хвоста кометы состоит в том, что хвост всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу. Поэтому при подлете к Солнцу ее хвост направлен «назад», а при движении от Солнца – «вперед» по направлению движения. Если бы не было солнечного ветра, хвост кометы на рис.7 превратился бы в облако округлой формы.

Рис.7.

Второе важное проявление солнечного ветра – полярные сияния, рис.8. Они светятся так же, как и неоновая реклама.

Рис.8.

Сияния располагаются в атмосфере Земли на высоте, превышающей 60 км, то есть в десятки раз выше самых высоких гор и трасс самолетов. Они захватывают пространства до 1000 км. Свечение атмосферы появляется благодаря тому, что частицы солнечного ветра (электроны и протоны) врезаются в молекулы атмосферы Земли, в частности, кислород и азот, и заставляют их светиться.

Полярные сияния наблюдаются в основном над полюсами Земли, северным и южным. Это происходит из-за того, что магнитное поле Земли отталкивает солнечный ветер, а на крайнем севере и юге Земли магнитное поле ослабевает, поэтому ветер пробивается сквозь атмосферу и заставляет ее светиться. Более подробное описание действия магнитного поля на солнечный ветер и на полярные сияния требует знаний электродинамики и выходит за рамки настоящей брошюры.