Що таке сонячний вітер. Сонячний вітер. Факти і теорія. Швидкий Сонячний вітер

СОНЯЧНИЙ ВІТЕР - безперервний потік плазми сонячного походження, що поширюється приблизно радіально від Сонця і заповнює Сонячну систему до геліоцентріч. відстаней R ~ 100 а. е. С. в. утворюється при газодинамич. розширенні сонячної корони (Див. сонце) В міжпланетний простір. При високих темп-pax, к-які існують в сонячній короні (1,5 * 10 9 К), тиск верхніх шарів не може врівноважити газовий тиск речовини корони, і корона розширюється.

Перші свідчення існування пост. потоку плазми від Сонця отримані Л. Бірманн (L. Biermann) в 1950-х рр. з аналізу сил, що діють на плазмові хвости комет. У 1957 Ю. Паркер (Е. Parker), аналізуючи умови рівноваги речовини корони, показав, що корона не може перебувати в умовах гидростатич. рівноваги, як це раніше передбачалося, а повинна розширюватися, і це розширення при наявних граничних умовах повинно приводити до розгону корональної речовини до надзвукових швидкостей (див. нижче). Вперше потік плазми сонячного походження був зареєстрований на радянському космич. апараті «Луна-2» в 1959. Існування пост. витікання плазми з Сонця було доведено в результаті багатомісячних вимірювань на амер. космич. апараті «Маринер-2» в 1962.

Пор. характеристики С. в. наведені в табл. 1. Потоки С. в. можна розділити на два класи: повільні - зі швидкістю 300 км / с і швидкі - зі швидкістю 600-700 км / с. Швидкі потоки виходять з областей сонячної корони, де структура магн. поля близька до радіальної. Частина цих областей є корональними дірами. Повільні потоки С. в. пов'язані, мабуть, з областями корони, в яких брало є значить, тангенціальний компонент магн. поля.

Табл. 1.- Середні показники сонячного вітру на орбіті Землі

швидкість
концентрація протонів
температура протонів
температура електронів
Напруженість магнітного поля
Щільність потоку пітонів ....	2,4 * 10 8 см -2 * c -1
Щільність потоку кінетичної енергії	0,3 ерг * см -2 * с -1

Табл. 2.- відносний хімічний склад сонячного вітру

	відносний вміст

	відносний вміст

Крім осн. складових С. \u200b\u200bв.- протонів і електронів, в його складі також виявлені-частинки, високоіонізов. іони кисню, кремнію, сірки, заліза (рис. 1). При аналізі газів, захоплених в експонованих на Місяці фольги, знайдені атоми Ne і Аг. Пор. відносний хім. склад С. в. наведено в табл. 2. іонізації. стан речовини С. в. відповідає тому рівню в короні, де час рекомбінації мало в порівнянні з часом розширення Вимірювання іонізації. темп-ри іонів С. в. дозволяють визначати електронну темп-ру сонячної корони.

В СВ. спостерігаються разл. типи хвиль: ленгмюровских, Вістлер, іонно-звукові, магнітозвукових, альвеновские і ін. (див. Хвилі в плазмі) .Часть хвиль альвеновская типу генерується на Сонце, частина - збуджується в міжпланетному середовищі. Генерація хвиль згладжує відхилення ф-ції розподілу часток від максвеллівською і в сукупності з впливом магнітного. поля на плазму призводить до того, що С. в. поводиться як суцільне середовище. Хвилі альвеновская типу відіграють велику роль в прискоренні малих складових С. \u200b\u200bв. і в формуванні ф-ції розподілу протонів. В СВ. спостерігаються також контактні і обертальні розриви, характерні для замагніченій плазми.

Мал. 1. Масовий спектр сонячного вітру. По горизонтальній осі - відношення маси частинки до її заряду, по вертикальній - кількість частинок, зареєстрованих в енергетичному вікні приладу за 10 с. Цифри зі значком «+» позначають заряд іона.

Потік С. в. є надзвуковим по відношенню до швидкостей тих типів хвиль, к-які забезпечують еф. передачу енергії в С. в. (Альвеновские, звукові і магнітозвукових хвилі). Альвеновская і звукове Маха число С .в. на орбіті Землі 7. При обтіканні С. в. перешкод, здатних ефективно відхиляти його (магн. поля Меркурія, Землі, Юпітера, Сатурна або проводять іоносфери Венери і, очевидно, Марса), утворюється відійшла головна ударна хвиля. С. в. гальмується і розігрівається на фронті ударної хвилі, що дозволяє йому обтікати перешкода. При цьому в С. в. формується порожнина - магнітосфера (власна або індукована), форма і розміри к-рій визначаються балансом тиску магнітного. поля планети і тиску оточуючого потоку плазми (див. Магнітосфера Землі, магнітосферу планет). У разі взаємодії С. в. з непровідним тілом (напр., Місяць) ударна хвиля не виникає. Потік плазми поглинається поверхнею, а за тілом утворюється порожнина, поступово заповнюється плазмою С. в.

На стаціонарний процес закінчення плазми корони накладаються нестаціонарні процеси, пов'язані зі спалахами на Сонці. При сильних спалахах відбувається викид речовини з ниж. областей корони в міжпланетну середу. При цьому також утворюється ударна хвиля (рис. 2), к-раю поступово сповільнюється, поширюючись в плазмі С. в. Прихід ударної хвилі до Землі викликає стиснення магнітосфери, після к-якого зазвичай починається розвиток магн. бурі (див. Магнітні варіації).

Мал. 2. Поширення міжпланетної ударної хвилі і викиду від сонячного спалаху. Стрілками показано напрямок руху плазми сонячного вітру, лінії без підпису - силові лінії магнітного поля.

Мал. 3. Типи рішень рівняння розширення корони. Швидкість і відстань нормовані на критичну швидкість v до і критичну відстань R к. Рішення 2 відповідає сонячному вітрі.

Розширення сонячної корони описується системою ур-ний збереження маси, моменту кількості руху і рівняння енергії. Рішення, що відповідають разл. характером зміни швидкості з відстанню, показані на рис. 3. Рішення 1 і 2 відповідають малим швидкостям в підставі корони. Вибір між цими двома рішеннями визначається умовами на нескінченності. Рішення 1 відповідає малим швидкостям розширення корони і дає більші значення тиску на нескінченності, т. Е. Зустрічається з тими ж труднощами, що й модель статич. корони. Рішення 2 відповідає переходу швидкості розширення через значення швидкості звуку ( v до) На недо-ром критич. відстані R до і подальшого розширення з надзвуковою швидкістю. Це рішення дає зникаюче мале значення тиску на нескінченності, що дозволяє узгодити його з малим тиском міжзоряного середовища. Протягом цього типу Ю. Паркер назвав С. в. Критич. точка знаходиться над поверхнею Сонця, якщо темп-ра корони менше деякого критичного. значення , Де m - маса протона, - показник адіабати, - маса Сонця. На рис. 4 показано зміна швидкості розширення з геліоцентріч. відстанню в залежності від темп-ри изотермич. ізотропної корони. Наступні моделі С. ст. враховують варіації корональної темп-ри з відстанню, дворідинної характер середовища (електронний і протонний гази), теплопровідність, в'язкість, несферіч. характер розширення.

Мал. 4. Профілі швидкості сонячного вітру для моделі ізотер »мической корони при різних значеннях корональної температури.

С. в. забезпечує осн. відтік теплової енергії корони, т. к. теплопередача в хромосферу, ел - магн. випромінювання корони і електронна теплопровідність С. в. недостатні для встановлення теплового балансу корони. Електронна теплопровідність забезпечує повільне спадання темп-ри С. в. з відстанню. С. в. не грає скільки-небудь помітної ролі в енергетиці Сонця в цілому, т. к. потік енергії, що буря їм, становить ~ 10 -7 світності Сонця.

С. в. забирає з собою в міжпланетну середу корональної магн. поле. Вморожені в плазму силові лінії цього поля утворюють міжпланетне магн. поле (ММП). Хоча напруженість ММП невелика і щільність його енергії становить бл. 1% від щільності кінетичної. енергії С. в., воно відіграє велику роль в термодинаміці С. в. і в динаміці взаємодій С. в. з тілами Сонячної системи, а також потоків С. в. між собою. Комбінація розширення С. в. з обертанням Сонця призводить до того, що магнітне. силові лінії, вморожені в С. в., мають форму, близьку до спіралі Архімеда (рис. 5). радіальна B Rі азимутальная компоненти магн. поля по-різному змінюються з відстанню поблизу площини екліптики:

де - кут. швидкість обертання Сонця, і - радіальна компонента швидкості С. в., Індекс 0 відповідає початковому рівню. На відстані орбіти Землі кут між напрямком магнітного. поля і R близько 45 °. При великих Л магн. поле майже перпендикулярно R.

Мал. 5. Форма силової лінії міжпланетного магнітного поля. - кутова швидкість обертання Сонця, і - радіальна компонента швидкості плазми, R - геліоцентрична відстань.

С. в., Що виникає над областями Сонця з разл. орієнтацією магн. поля, утворює потоки з різне орієнтованим ММП. Поділ спостерігається великомасштабної структури С. ст. на парне число секторів з разл. напрямком радіального компонента ММП зв. міжпланетної секторної структурою. Характеристики С. в. (Швидкість, темп-pa, концентрація частинок і ін.) Також в пор. закономірно змінюються в перетині кожного сектора, що пов'язано з існуванням всередині сектора швидкого потоку С. в. Межі секторів зазвичай розташовуються всередині повільного потоку С. в. Найчастіше спостерігаються 2 або 4 сектори, що обертаються разом з Сонцем. Ця структура, що утворюється при витягуванні С. в. великомасштабного магнітного. поля корони, може спостерігатися протягом дек. обертів Сонця. Секторная структура ММП - наслідок існування токового шару (ТС) в міжпланетному середовищі, к-рий обертається разом із Сонцем. ТС створює стрибок магн. поля - радіальні компоненти ММП мають різні знаки по різні боки ТС. Цей ТЗ, передбачений X. Альвеном (Н. Alfven), проходить через ті ділянки сонячної корони, к-які пов'язані з активними областями на Сонці, і розділяє зазначені області з разл. знаками радіальної компоненти сонячного магнітного. поля. ТС розташовується приблизно в площині сонячного екватора і має складчасту структуру. Обертання Сонця призводить до закручування складок ТЗ в спіралі (рис. 6). Перебуваючи поблизу площини екліптики, спостерігач виявляється то вище, то нижче ТС, завдяки чому потрапляє в сектори з різними знаками радіальної компоненти ММП.

Поблизу Сонця в С. в. існують довготні і широтні градієнти швидкості, обумовлені різницею швидкостей швидких і повільних потоків. У міру віддалення від Сонця і укрученія кордону між потоками в С. в. виникають радіальні градієнти швидкості, к-які призводять до утворення бесстолкновітел'них ударних хвиль (Рис. 7). Спочатку утворюється ударна хвиля, що розповсюджується вперед від кордону секторів (пряма ударна хвиля), а потім утворюється зворотна ударна хвиля, що розповсюджується до Сонця.

Мал. 6. Форма геліо- сферного токового шару. Перетин його з площиною екліптики (нахиленої до екватора Сонця під кутом ~ 7 °) дає спостережувану секторну структуру міжпланетного магнітного поля.

Мал. 7. Структура сектора міжпланетного магнітного поля. Короткі стрілки показують напрямок течії плазми сонячного вітру, лінії зі стрілками - силові лінії магнітного поля, штріхпунктір - кордону сектора (перетин площини малюнка з струмовим шаром).

Т. к. Швидкість ударної хвилі менше швидкості С. в., Плазма захоплює зворотний ударну хвилю в напрямку від Сонця. Ударні хвилі поблизу кордонів секторів утворюються на відстанях ~ 1 а. е. і простежуються до відстаней в дек. а. е. Ці ударні хвилі, так само як і міжпланетні ударні хвилі від спалахів на Сонці та навколопланетного ударні хвилі, прискорюють частинки і є, т. о., джерелом енергійних частинок.

С. в. простягається до відстаней ~ 100 а. е., де тиск міжзоряного середовища врівноважує динамічний. тиск С. в. Порожнина, замітає С. в. в міжзоряному середовищі, утворює гелиосферу (див. міжпланетне середовище) .Расшіряющійся С. в. разом з вморожених в нього магн. полем перешкоджає проникненню в Сонячну систему галактичного. космич. променів малих енергій і приводить до варіацій космич. променів високих енергій. Явище, аналогічне С. в., Виявлено та у деяких ін. Зірок (див. Зоряний вітер).

Літ .: Паркер Е. Н., Динамічні процеси в міжпланетному середовищі, пров. з англ., М., 1965; Б р а н д т Д ж., Сонячний вітер, пров. з англ., М., 1973; Хундхаузен А., Розширення корони і сонячний вітер, пров. з англ., М., 1976. О. Л. Вайсберг.

Може досягати значень до 1,1 мільйона градусів за Цельсієм. Тому, маючи таку температуру, частинки рухаються дуже швидко. Гравітація Сонця не може утримати їх - і вони залишають зірку.

Активність Сонця змінюється протягом 11-річного циклу. При цьому кількість сонячних плям, рівні радіації і маса викинутого в космос матеріалу змінюються. І ці зміни впливають на властивості сонячного вітру - його магнітне поле, швидкість, температуру і щільність. Тому сонячний вітер може мати різні характеристики. Вони залежать від того, де саме знаходився його джерело на Сонце. І ще вони залежать від того, наскільки швидко оберталася ця область.

Швидкість сонячного вітру вище швидкості руху речовини корональних отворів. І досягає 800 кілометрів на секунду. Ці отвори виникають на полюсах Сонця і в його низьких широтах. вони набувають найбільші розміри в ті періоди, коли активність на Сонці мінімальна. Температури речовини, що переноситься сонячним вітром, можуть досягати 800 000 C.

У поясі корональної стримера, розташованого навколо екватора, сонячний вітер рухається повільніше - близько 300 км. в секунду. Встановлено, що температура речовини, що переміщається в повільному сонячному вітрі досягає 1,6 млн. C.

Сонце і його атмосфера складаються з плазми і суміші позитивно і негативно заряджених частинок. Вони мають надзвичайно високі температури. Тому матерія постійно залишає Сонце, що буря сонячним вітром.

Вплив на Землю

Коли сонячний вітер залишає Сонце, він несе заряджені частинки і магнітні поля. Випромінювані у всіх напрямках частинки сонячного вітру постійно впливає на нашу планету. Цей процес викликає цікаві ефекти.

Якщо матеріал, стерпний сонячним вітром, досягне поверхні планети, він завдасть серйозної шкоди будь-якій формі життя, яка існує на. Тому магнітне поле Землі є щитом, перенаправляючи траєкторії сонячних частинок навколо планети. Заряджені частинки як би «стікають» за її межами. Вплив сонячного вітру змінює магнітне поле Землі таким чином, що воно деформується і розтягується на нічній стороні нашої планети.

Іноді Сонце викидає великі обсяги плазми, відомі як викиди корональної маси (CME), або сонячні бурі. Найчастіше це відбувається в період активного періоду сонячного циклу, відомого як сонячний максимум. CME мають сильніший ефект, ніж стандартний сонячний вітер.

Деякі тіла Сонячної системи, як і Земля, екрановані магнітним полем. Але багато хто з них такого захисту не мають. Супутник нашої Землі - не має ніякого захисту для своєї поверхні. Тому відчуває максимальний вплив сонячного вітру. У Меркурія, найближчої до Сонця планети, є магнітне поле. Воно захищає планету від звичайного стандартного вітру, однак воно не здатне протистояти більш потужних спалахів, таким як CME.

Коли високо - і низькошвидкісні потоки сонячного вітру взаємодіють один з одним, вони створюють щільні області, відомі як області з обертовим взаємодією (CIR). Саме ці області викликають геомагнітні бурі при зіткненні із земною атмосферою.

Сонячний вітер і заряджені частинки, які він несе, можуть впливати на супутники Землі та Глобальні системи позиціонування (GPS). Потужні сплески можуть пошкодити супутники або викликати помилки визначень координат при використанні сигналів GPS в десятки метрів.

Сонячний вітер досягає всіх планет в. Місія NASA New Horizons виявила його, коли подорожувала між і.

Вивчення сонячного вітру

Вченим відомо про існування сонячного вітру з 1950-х років. Але незважаючи на його серйозний вплив на Землю і космонавтів, вчені все ще не знають багатьох його характеристик. Кілька космічних місій, скоєних в останні десятиліття, намагалися пояснити цю таємницю.

Запущена в космос 6 жовтня 1990 року місія NASA Ulysses вивчала Сонце на різних його широтах. Вона вимірювала різні властивості сонячного вітру протягом більш ніж десяти років.

Місія Advanced Composition Explorer () мала орбіту, пов'язану з однією з особливих точок, що знаходяться між Землею і Сонцем. Вона відома як точка Лагранжа. У цій області гравітаційні сили від Сонця і Землі мають однакове значення. І це дозволяє супутнику мати стабільну орбіту. Започаткований в 1997 році експеримент ACE вивчає сонячний вітер і забезпечує вимірювання постійного потоку частинок в реальному масштабі часу.

Космічні апарати NASA STEREO-A і STEREO-B вивчають краю Сонця з різних сторін, щоб побачити, як народжується сонячний вітер. За даними NASA, STEREO представила «унікальний і революційний погляд на систему Земля - \u200b\u200bСонце».

нові місії

NASA планує запуск нової місії з вивчення Сонця. Вона дає вченим надію дізнатися ще більше про природу Сонця і сонячного вітру. Сонячний зонд NASA Parker, планований до запуску ( успішно запущений 12.08.2018 - Navigator) Влітку 2018 року, буде працювати таким чином, щоб буквально «торкнутися Сонця». Через кілька років польоту на орбіті, близькій до нашій зірці, зонд вперше в історії зануриться в корону Сонця. Це буде зроблено для того, щоб отримати комбінацію фантастичних зображень і вимірювань. Експеримент просуне вперед наше розуміння природи сонячної корони, і поліпшить розуміння походження й еволюції сонячного вітру.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.

Атмосфера Сонця на 90% складається з водню. Найвіддаленіша від поверхні її частина називається короною Сонця, вона чітко видна при повних сонячних затемнення. Температура корони досягає 1,5-2 млн. К, і газ корони повністю іонізований. При такій температурі плазми теплова швидкість протонів близько 100 км / с, а електронів - кілька тисяч кілометрів на секунду. Для подолання сонячного тяжіння достатня початкова швидкість 618 км / с, друга космічна швидкість Сонця. Тому постійно відбувається витік плазми з сонячної корони в космос. Цей потік протонів і електронів і називається сонячним вітром.

Подолавши тяжіння Сонця, частинки сонячного вітру летять за прямими траєкторіях. Швидкість кожної частинки з видаленням майже не змінюється, але буває вона різною. Ця швидкість залежить головним чином від стану сонячної поверхні, від «погоди» на Сонце. В середньому вона дорівнює v ≈ 470 км / с. Відстань до Землі сонячний вітер проходить за 3-4 доби. При цьому щільність частинок в ньому зменшується обернено пропорційно квадрату відстані до Сонця. На відстані, рівному радіусу земної орбіти, в 1 см 3 в середньому знаходиться 4 протона і 4 електрона.

Сонячний вітер зменшує масу нашої зірки - Сонця - на 10 9 кг в секунду. Хоча це число за земними масштабами і здається великим, реально воно мало: спад сонячної маси може бути помічена тільки за часи, в тисячі разів перевищують сучасний вік Сонця, який дорівнює приблизно 5 млрд. Років.

Цікаво і незвично взаємодія сонячного вітру з магнітним полем. Відомо, що заряджені частинки зазвичай рухаються в магнітному полі Н по колу або по гвинтових лініях. Це вірно, однак, тільки коли магнітне поле досить сильне. Точніше кажучи, для руху заряджених частинок по колу потрібно, щоб щільність енергії магнітного поля H 2 / 8π була більше, ніж щільність кінетичної енергії рухомої плазми ρv 2/2. У сонячному вітрі ситуація зворотна: магнітне поле слабке. Тому заряджені частинки рухаються по прямих, а магнітне поле при цьому не завжди, воно переміщається разом з потоком частинок, як би несеться цим потоком на периферію Сонячної системи. Напрямок магнітного поля у всьому міжпланетному просторі залишається таким, яким воно було на поверхні Сонця в момент виходу плазми сонячного вітру.

Магнітне поле при обході вздовж екватора Сонця, як правило, змінює свій напрямок 4 рази. Сонце обертається: точки на екваторі здійснюють оборот за Т \u003d 27 діб. Тому міжпланетне магнітне поле направлено по спіралях (див. Рис.), А вся картина цього малюнка обертається услід за обертанням сонячної поверхні. Кут повороту Сонця змінюється, як φ \u003d 2π / Т. Відстань від Сонця збільшується зі швидкістю сонячного вітру: г \u003d vt. Звідси рівняння спіралей на рис. має вигляд: φ \u003d 2πr / vT. На відстані земної орбіти (r \u003d 1,5 10 11 м) кут нахилу магнітного поля до радіусу-вектору становить, як легко перевірити, 50 °. В середньому такий кут і вимірюється космічними кораблями, Але не зовсім близько від Землі. Поблизу ж планет магнітне поле влаштовано інакше (див. Магнітосфера).

Малюнок 1. Гелісфера

Малюнок 2. Сонячний спалах.

Сонячний вітер - безперервний потік плазми сонячного походження, що поширюється приблизно радіально від Сонця і заповнює собою Сонячну систему до геліоцентричний відстаней близько 100 а.о. С.в.образуется при газодинамічному розширенні сонячної корони в міжпланетний простір.

Середні показники Сонячного вітру на орбіті Землі: швидкість 400 км / с, щільність протонів - 6 на 1, температура протонів 50 000 К, температура електронів 150000 К, напруженість магнітного поля 5 · Ерстед. Потоки Сонячного вітру можна розділити на два класи: повільні - зі швидкістю близько 300 км / с і швидкі - зі швидкістю 600-700 км / с. Сонячний вітер виникає над областями Сонця з різною орієнтацією магнітного поля, утворює потоки з різне орієнтованим міжпланетним магнітним полем - так звану секторну структуру міжпланетного магнітного поля.

Міжпланетна секторна структура - це поділ спостерігається великомасштабної структури Сонячного вітру на парне число секторів з різним напрямком радіального компонента міжпланетного магнітного поля.

Характеристики Сонячного вітру (швидкість, температура, концентрація частинок і ін.) Також в середньому закономірно змінюються в перетині кожного сектора, що пов'язано з існуванням всередині сектора швидкого потоку Сонячного вітру. Межі секторів зазвичай розташовуються всередині повільного потоку Сонячного вітру Найчастіше спостерігаються два або чотири сектори, що обертаються разом з Сонцем. Ця структура, що утворюється при витягуванні Сонячного вітру великомасштабного магнітного поля корони, може спостерігатися протягом декількох обертів Сонця. Секторная структура є наслідком існування струмового шару в міжпланетному середовищі, який обертається разом із Сонцем. Токовий шар створює стрибок магнітного поля: вище шару радіальний компонент міжпланетного магнітного поля має один знак, нижче - інший. Токовий шар розташовується приблизно в площині сонячного екватора і має складчасту структуру. Обертання Сонця призводить до закручування складок токового шару в спіралі (так званий "ефект балерини"). Перебуваючи поблизу площини екліптики спостерігач виявляється то вище, то нижче токового шару, завдяки чому потрапляє в сектори з різними знаками радіального компонента міжпланетного магнітного поля.

При обтіканні Сонячним вітром перешкоди, здатних ефективно відхиляти Сонячний вітер (магнітні поля Меркурія, Землі, Юпітера, Сатурна або проводять іоносфери Венери і, очевидно, Марса), утворюється головний відійшла ударна хвиля. Сонячний вітер гальмується і розігрівається на фронті ударної хвилі, що дозволяє йому обтікати перешкода. При цьому в Сонячному вітрі формується порожнина - магнітосфера, форма і розмір якої визначаються балансом тиску магнітного поля планети і тиску оточуючого потоку плазми. Товщина фронту ударної хвилі - близько 100 км. У разі взаємодії Сонячного вітру з непровідним тілом (Місяць) ударна хвиля не виникає: потік плазми поглинається поверхнею, а за тілом утворюється поступово заповнюється плазмою Сонячного вітру порожнину.

На стаціонарний процес закінчення плазми корони накладаються нестаціонарні процеси, пов'язані зі спалахами на Сонці. При сильних сонячних спалахах відбувається викид речовини з нижніх областей корони в міжпланетну середу. При цьому також утворюється ударна хвиля, яка поступово сповільнюється при русі через плазму Сонячного вітру.

Прихід ударної хвилі до Землі призводить до стиснення магнітосфери, після якого зазвичай починається розвиток магнітної бурі.

Сонячний вітер тягнеться до відстані близько 100 а.е., де тиск міжзоряного середовища врівноважує динамічний тиск Сонячного вітру. Порожнина, замітає Сонячним вітром в міжзоряному середовищі, утворює гелиосферу. Сонячний вітер разом з вморожених в нього магнітним полем перешкоджає проникненню в Сонячну систему галактичних космічних променів малих енергій і приводить до варіацій космічних променів високих енергій.

Явище, аналогічне Сонячному вітрі, виявлено і у деяких типів інших зірок (зоряний вітер).

Потік енергії Сонця, що живиться термоядерної реакцією в його центрі, на щастя, виключно стабільний, не в приклад більшості інших зірок. Велика його частина врешті-решт випускається тонким поверхневим шаром Сонця - фотосферою - у вигляді електромагнітних хвиль видимого і інфрачервоного діапазону. Сонячна постійна (величина потоку сонячної енергії на орбіті Землі) дорівнює 1370 Вт /. Можна уявити, що на кожен квадратний метр поверхні Землі припадає потужність одного електричного чайника. Над фотосферою розташована корона Сонця - зона, видима з Землі тільки під час сонячних затемнень і заповнена розрідженій і гарячою плазмою з температурою в мільйони градусів.

Це найстабільніша оболонка Сонця, в якій зароджуються основні прояви сонячної активності, що впливають на Землю. Кошлатий вид корони Сонця демонструє структуру його магнітного поля - світяться згустки плазми витягнуті уздовж силових ліній. Гаряча плазма, яка захлиналася з корони, формує сонячний вітер - потік іонів (який складається на 96% з ядер водню - протонів і на 4% з ядер гелію - альфа частинок) і електронів, що розганяється в міжпланетний простір зі швидкістю 400-800 км / с .

Сонячний вітер розтягує і забирає з собою сонячне магнітне поле.

Це відбувається тому, що енергія спрямованого руху плазми у зовнішній короні більше, ніж енергія магнітного поля, і принцип вмороженності захоплює поле за плазмою. Комбінація такого радіального закінчення з обертанням Сонця (а магнітне поле "прикріплено" і до його поверхні) призводить до утворення спіральної структури міжпланетного магнітного поля - так званої спіралі Паркера.

Сонячний вітер і магнітне поле заповнюють всю Сонячну систему, і, таким чином, Земля і всі інші планети фактично знаходяться в короні Сонця, відчуваючи вплив не тільки електромагнітного випромінювання, але ще і сонячного вітру і сонячного магнітного поля.

У період мінімуму активності конфігурація сонячного магнітного поля близька до дипольної і схожа на форму магнітного поля Землі. При наближенні до максимуму активності структура магнітного поля по не цілком зрозумілих причин ускладнюється. Одна з найбільш красивих гіпотез свідчить, що при обертанні Сонця магнітне поле як би навивається на нього, поступово занурюючись під фотосфери. Згодом, протягом якраз сонячного циклу, магнітний потік, накопичений під поверхнею, стає таким великим, що джгути силових ліній починають виштовхувати назовні.

Місця виходу силових ліній утворюють плями на фотосфері і магнітні петлі в короні, видимі як області підвищеного свічення плазми на рентгенівських зображеннях Сонця. Величина поля всередині сонячних плям досягає 0,01 тесла, в сто раз більше, ніж поле спокійного Сонця.

Інтуїтивно енергію магнітного поля можна пов'язати з довжиною і кількістю силових ліній: їх тим більше, чим вище енергія. При підході до сонячного максимуму накопичена в поле величезна енергія починає періодично вибуховим чином вивільнятися, витрачаючи на прискорення і розігрів частинок сонячної корони.

Різкі інтенсивні сплески короткохвильового електромагнітного випромінювання Сонця, що супроводжують цей процес, носять назву сонячних спалахів. На поверхні Землі спалахи реєструються у видимому діапазоні як невеликі збільшення яскравості окремих ділянок сонячної поверхні.

Однак вже перші виміри, виконані на борту космічних апаратів, показали, що найбільш помітним ефектом спалахів виявляється значне (до сотень разів) збільшення потоку сонячного рентгенівського випромінювання і енергійних заряджених частинок - сонячних космічних променів.

Під час деяких спалахів відбуваються також викиди значної кількості плазми і магнітного поля в сонячний вітер - так званих магнітних хмар, які починають швидко розширюватися в міжпланетний простір, зберігаючи форму магнітної петлі з кінцями, котрі спиралися б на Сонце.

Щільність плазми і величина магнітного поля всередині хмари в десятки разів перевершують типові для спокійного часу значення цих параметрів в сонячному вітрі.

Незважаючи на те, що під час великої спалаху може виділитися до 1025 джоулів енергії, загальне збільшення потоку енергії в сонячний максимум невелика і складає всього 0,1-0,2%.