Солнечная корона и межпланетное пространство [Геннадий Михайлович Никольский] (pdf) читать постранично

НОВОЕ
В жизни.НАУКЕ.
ТЕХНИКЕ

2/1975

ЗНАНИЕ
СЕРИЯ
КОСМОНАВТИКА, АСТРОНОМИЯ

Г.М. Никольский

СОЛНЕЧНАЯ
КОРОНА
И МЕЖ­
ПЛАНЕТНОЕ
ПРОСТРАНСТВО

Г. М. Никольский,
доктор физико-математических наук

СОЛНЕЧНАЯ
КОРОНА
И МЕЖПЛАНЕТНОЕ
ПРОСТРАНСТВО

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»

Москва 1975

526
Н64
Никольский Г. М.
Н64
Солнечная корона и межпланетное
странство. М., «Знание», 1975.

про­

64 с. (Новое в жизни, науке, технике. Серия «Кос­
монавтика, астрономия», 2. Издается ежемесячно с
1971 г.)
Явление солнечной короны — лучистого сияния,- окружаю­
щего Солнце,— было известно с незапамятных времен. Однако
лишь в последние годы, особенно в связи с космическими иссле­
дованиями, наши представления о физических условиях в ко­
роне обрели более конкретные очертания.
В данной брошюре популярно излагаются современные про­
блемы исследования солнечной короны и ее связь с межпла­
нетным пространством.
20601

526

Никольский Геннадий Михайлович
СОЛНЕЧНАЯ КОРОНА
И МЕЖПЛАНЕТНОЕ ПРОСТРАНСТВО

Редактор Е. Ю. Ермаков
Обложка Е. М. Матвеева
Худож. редактор В. Н. Конюхов
Техн, редактор Ф. Е. Ривилис
Корректор О. Ю. М и г у н
А 02402. Индекс заказа 54202. Сдано в набор 15/Х1 1974 г. Под­
писано к печати 2/1 1975 г. Формат бумаги 84Х108’/з2. Бумага
типографская № 3. Бум. л. 1,0. Печ. л. 2,0. Усл.-печ. л. 3,36. Уч,изд. л. 3,54. Тираж 30 430 экз. Издательство «Знание». 101835,
Москва, Центр, проезд Серова, д. 3/4. Заказ 2206. Типография
Всесоюзного общества «Знание». Москва, Центр, Новая пл.,
д. 3/4.
Цена 11 коп.

(6) Издательство «Знание», 1975 г.

Физические свойства
солнечной короны
Непрерывное излучение. Явление солнечной короны
(лучистого сияния, окружающего Солнце и видимого
во время полных солнечных затмений) было известно
давно. Однако лишь в XIX столетии было доказано, что
это сияние связано с Солнцем *. К началу XX века ста­
ли известны следующие свойства излучения солнечной
короны: 1) цвет солнечной короны близок к цвету
Солнца; 2) в спектре короны отсутствуют темные
(фраунгоферовы) линии поглощения, характерные для
спектра Солнца; 3) излучение короны частично поляри­
зовано, причем плоскость электрического вектора свето­
вых колебаний лежит в плоскости, перпендикулярной
радиальным направлениям, проведенным из центра сол­
нечного диска (подробно о поляризации короны будет
рассказано в следующей главе).
В 1905 г. немецкий ученый М. Шварцшильд предполо­
жил, что свечение короны обусловлено рассеянием све­
та фотосферы на свободных электронах, окружающих
Солнце (независимо эту же гипотезу выдвинул амери­
канский ученый С. Митчелл). Такое предположение объ­
ясняло все известные к тому времени свойства непрерыв­
ного излучения короны. Действительно, рассеяние света
на электронах происходит независимо от длины волны
(цвета), и, таким образом, цвет короны мало отличает­
ся от солнечного. Далее, при температуре электронного
1 Хотя еще Плутарх, наблюдая затмение 98 г. н. э., писал, что,
когда Луна закрывает Солнце, становятся видны его другие части
(т. е. корона). Существуют также указания на то, что один из
крупнейших астрономов XI столетия — хорезмец Абу Райхан Бируни — высказывал гипотезу о принадлежности короны Солнцу, счи­
тая ее веществом, сгорающим в сфере огня, окружающей наше
светило,
3

газа, большей 5000°, вследствие Доплер-эффекта, свя­
занного с тепловым движением электронов, происходит
«замывание» линий поглощения солнечного спектра,
так что в спектре короны эти линии не наблюдаются.
Наконец, поскольку способность электронов рассеивать
свет зависит от угла между направлениями падающего
и рассеянного света, излучение электронной короны
должно быть поляризованным.
Однако корона из одних только электронов не мог­
ла бы существовать, так как электрические силы оттал­
кивания между одноименно заряженными частицами
(электронами) привели бы к рассеиванию электронного
облака. Этого не происходит, если корона состоит из
ионизованного газа, в котором часть или все электроны
потеряли связь с ядрами атомов. При этом корона в це­
лом будет электрически нейтральна, так как число от­
рицательных зарядов равно числу положительных. Газ
в таком состоянии называется плазмой (термин введен
в 1919 г. американским физиком Лэнгмюром). Вещест­
во Солнца состоит главным образом (90%) из водоро­
да, около 10% составляет гелий и лишь примерно
0,1% — более тяжелые элементы. Таким образом, плаз­
ма солнечной короны — это преимущественно электрон­
но-протонный газ (атом водорода состоит из протона и
электрона). Заметим, что способность протонов рассеи­
вать свет весьма мала по сравнению с электронами.
В 1937 г. немецким астрофизиком С. Баумбахом было
рассчитано объемное распределение электронов в сол­
нечной короне. Во время ряда затмений были проведены
измерения поверхностной яркости короны,