مقدمه
تعادلهای پلاسمایی اغلب در طی شارشهای پلاسمایی ایجاد می‌شوند. شمارش غالب پلاسما در فضای نزدیک به زمین همان
باد خورشیدی است. باد خورشیدی با اجسام
منظومه شمسی ،
سیارات ،
ماه و
ستارگان دنباله‌دار برهمکنش می‌کند. برهمکنش مزبور به خواص این اجسام بستگی دارد. این برهمکنش به ویژه وقتی شدید است که اجسامی نظیر موارد زمین ،
عطارد ،
مشتری ،
زحل ،
سیاره اورانوس و
نپتون ، مغناطیسی باشند. چنین برهمکنشی منجر به تشکیل یک
مغناطو کره یا یک جزو نازک ، یک مغناطوپوز می‌شود که نمایشگر یک ناگهانی باد خورشیدی به ناحیه میدان مغناطیسی سیاره است. لایه‌های گذار ، مانند مغناطوپوز ، ناپیوستگیها نامیده می‌شوند.
باد خورشیدی
باد خورشیدی جریان پیوسته ذرات با سرعت بالا است، که از بیرون تاج خورشیدی رو به فضای بین سیاره‌ای می‌ورزد. این باد خورشیدی تا ورای مدار زمین گسترش می‌یابد و به مکانی در فضای بین ستاره‌ای ، پس از برخورد با محیط گازی کم یونیزه بین سیاره‌ای در فاصله حدود 160 واحد نجومی ختم می‌شود. نزدیک مدار زمین در فاصله یک واحد نجومی سرعت باد خورشیدی بین 300 تا 1400 کیلومتر بر ثانیه متغیر است.
خواص باد خورشیدی
وقتی باد خورشیدی ایجاد می‌شود، پلاسمایش به داخل فضای بین سیاره‌ای گسترش می‌یابد. این انبساط عبارت از ، انتشار شعاعی سیال پلاسمایی باد خورشیدی به دور از خورشید است که در طول زمان می‌باید رقیق شده و در عین حال سرد شود. در نزدیکی زمین ، باد خورشیدی پلاسمایی کاملا یونیده بوده ، متشکل از
الکترونها ،
پروتونها و
ذرات α (ذرات آلفا) است. چون فراوانی
2+He فقط حدود 3% چگالی و در حدود 3-cm 5 است، لذا می‌توان از وجود آنها نوعا چشم پوشی کرد. کاهش درد ما چندان جدی نیست. عدم قطعیت زیاد در دما ، ناشی از افتا خیزها در
تاج خورشیدی و هنوز ناشناخته ماندن ساز و کار گرمایش باد خورشیدی است. هر چند دماهای الکترونی و یونی خیلی متفاوت نیستند، ولی در فاصله یک واحد نجومی ، سرعتهای حرارتی کاملا متفاوتی دارند. سرعت حرارتی الکترونها نوعا بزرگتر از سرعت شارش است، در حالی که سرعت حرارتی یون پیوسته در مقایسه با سرعت شارش ، خیلی کوچک است. باد خورشیدی یک شارش فراصوت و فوق آلفونی است.
میدان مغناطیسی باد خورشیدی
میدان مغناطیسی مهم باد خورشیدی ، حالت مغناطیسی سازی آن است. این حالت را می‌توان با در نظر گرفتن بتای پلاسما یعنی نسبت چگالیهای انرژی حرارتی به انرژی مغناطیسی توصیف کرد. در حوالی یک واحد نجومی میدان مغناطیسی باد خورشیدی از مرتبه nT5 است. شارش باد خورشیدی ، کل رفتار میدان را مشخص می‌کند، واقعیتی که نتیجه مهمی برای ساختار آن را دارد. شارش شعاعی و رو به بیرون باد خورشیدی ، میدان مغناطیسی را از تاج خورشیدی به فضای بین سیاره‌ای انتقال می‌دهند. در حالی که جای پای آن در جو خورشید ثابت می‌ماند. به دلیل زمان تناوب 27 روزه خورشید ، "میدان مغناطیسی بین سیاره‌ای" نمی‌تواند شکل خود را به صورتی که در تاج خورشیدی داشت، نگه دارد.
به عنوان نتیجه‌ای از حرکت ترکیبی شارش رو به بیرون و دوران ، خط میدان به شکل یک
مارپیچ ارشمیدس (
Archimedian) رو به داخل خم می‌شود. در فاصله یک واحد نجومی ، این مارپیچ یک زاویه تقریبی 45 درجه با خط خورشید و زمین می‌سازد، به گونه‌ای که در راستای صبح دیر هنگام به زمین بر می‌خورد، شدت میدان مغناطیسی در این وضعیت در حدود 5 الی 10 nT است. راستای میدان مغناطیسی بین سیاره‌ای در صفحه
دایرة البروج ، منطبق بر جهتهای خورشیدی و مخالف خورشیدی به قطعاتی تقسیم می‌شود. کرانه‌های بین قطعات در مقابل جهت میدان ، عبارت از نواحی با میدان مغناطسیی صفر و بنابراین برگه‌های جریانند.
برای باز آفرینی جهت میدان مغناطیسی بین سیاره‌ای برگه جریان خورشیدی می‌باید یک کمی نسبت به صفحه دایرة البروج بسوی راستای افقی می‌چرخد. در این حال برگه جریان مطابق طرحواره داخل یک بالرین می‌ماند. با در نظر گرفتن سرعت سمتی زمین در حدود km/s 30 ، باد خورشیدی ، با یک ابیراهی (زاویه انحراف) نوعا حدود 5 درجه از راستای شعاعی به مغناطور سپهر برخورد می‌کند. این زاویه ، برای سرعتهای بالای باد خورشیدی کاهش می‌یابد. در جریانهای با سرعت بالا ، گاه و بی گاه باد خورشیدی در سرعتی نزدیک به یا بیشتر از km/s 100 ، راستای باد خورشیدی عملا شعاعی است.
برهمکنشها با موانع
بنابر سرعتهای فراصوتی و آلفونی ، شارش باد خورشیدی ، در صورت وجود مانعی در مسیرش با شوک مواجه می‌شود. چنین موانعی عبارت از
سیارات ، ستارگان دنباله‌دار و شهاب سنگها هستند، ولی جالبترین موانع سیارات مغناطیس با مغناطو کره‌های گسترش یافته شان هستند. این مغناطو کره‌ها سطح مقطع یک سیاره را با ضریب بزرگی افزایش می‌دهند. برای زمین این ضریب حدود 150 است. بنابراین انتظار می‌رود یک ضربه کمانی گستره دائمی در جلوی چنینی سیاراتی وجود داشته باشد. در مجموع علاوه بر تولید ضربه کمانی ، برهمکنش با سیاره مغناطیده به تشکیل یک لایه مرزی نازک دیگر مغناطوپوز می‌انجامد.
مباحث مرتبط با عنوان
