Межпланетная среда

Межпланетное пространство далеко не пустое. Оно содержит электромагнитное излучение (фотоны), горячую плазму (электроны, протоны и другие ионы) - солнечный ветер, космические лучи, микроскопические частицы пыли и магнитные поля (прежде всего Солнца).

В то время как излучение Солнца очевидно, другие компоненты межпланетной среды не были обнаружены до недавнего времени.

Температура межпланетной среды составляет приблизительно 100 000 K, ее плотность - примерно 5 частиц на кубический см в пределах Земли и уменьшается обратно пропорцианально квадрату расстояния от Солнца. Необходимо отметить, что плотность межпланетной среды - переменная величина, она может доходить и до 100 частиц на кубический см.

За исключением пространств в непосредственной близости к некоторым из планет, межпланетный космос заполнен магнитным полем Солнца. Взаимодействия с солнечным ветром очень сложны.

Некоторые планеты (например, Земля, Юпитер) имеют свои собственные магнитные поля. Они создают меньшие магнитосферы, которые доминируют над влиянием Солнца в пределах границ этих планет. Магнитосфера Юпитера очень большая, она простирается более чем на миллион км во всех направлениях от него. Магнитосфера Земли намного меньше и простирается только на несколько тысяч км, но она защищает нас от очень опасных воздействий солнечного ветра.

Cолнечный ветер оказывает непосредственное воздействие на поверхность немагнитных тел, таких, как Луна. Cамые высоко-энергетические частичы межпланетной среды называются космическими лучами. Некоторые из них имеют солнечное происхождение, но наиболее энергетические приходят из внешнего космоса.

Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния. Другие планеты со значительными магнитными полями (например, Юпитер) также имеют подобные эффекты.

Межпланетная пыль

Столкновения мелких астероидов, разрушение комет вносит вклад в образование межпланетной пыли внутри Солнечной системы. Концентрация межпланетного вещества на некотором расстоянии от Земли (то есть исключая околоземную составляющую) около 10–22 г/см3, что в 100–1000 раз выше плотности газопылевых межзвездных облаков. Общее количество пылевого вещества внутри орбиты Земли оценивается в 1018 кг, то есть примерно равно массе одного астероида.

Зодиакальный свет – одно из доказательств наличия пыли в космическом пространстве около Земли. Зодиакальный свет – светлая область, вытянутая вдоль эклиптики и наблюдаемая в экваториальных широтах Земли после захода Солнца или перед самым восходом. Зодиакальный свет – это эффект рассеяния солнечного света на межпланетной пыли.

Размеры пылинок в межпланетной среде 0,1–10 мкм. Маленькие пылинки выметаются из Солнечной системы давлением солнечного ветра. Предполагается, что в облаке Оорта находится огромное количество пыли. А вот судьба более тяжелых пылинок другая. Существует природный «пылесос», который заставляет более крупные частицы падать на Солнце. Это так называемый эффект Пойнтинга – Робертсона. Солнечный свет, падающий на частицу межзвездной пыли, уменьшает ее момент, и частица начинает падать на Солнце. Частица размером 2 мкм упадет на Солнце всего за 2000 лет.

Солнечный ветер – это потоки разреженного газа и плазмы, истекающие из атмосферы Солнца во всех направлениях. Его причиной служит сильный разогрев нижних слоев солнечной короны потоками электромагнитной энергии, поступающими из плотных частей атмосферы Солнца. Солнечный ветер, в основном состоящий из протонов, альфа-частиц и электронов, удаляется от Солнца со скоростями 400–500 км/с (возле Земли). Взаимодействуя с магнитосферами и атмосферами планет, солнечный ветер искажает их форму, вызывает в них химические реакции, ионизацию газа и его свечение. Солнечный ветер выдувает вокруг Солнца каверну, свободную от межзвездной плазмы (гелиосферу), которая простирается за орбиту Плутона; ее граница пока точно не установлена.