1

A napszélben áramló pozitív töltésű részecskék energia spektruma

2

A NAPSZÉL

3

A napszél és a Nap mágneses tere

• A nyugodt nap mágneses tere közelítőleg dipól

• Kivétel: pólusváltások• A töltött részecskéknek

nehezebb a mágneses térre merőlegesen áramlani, mert ekkor a mágneses tér erőt fejt ki rájuk (u x B)

• Következmény:különböző sebességű napszél

4

NAPSZÉL: A SZERTEÁRAMLÓ NAPKORONA

NAPBÓL KIÁRAMLÓ HÍG PLAZMA• JELLEMZŐI (nulladik közelítés):

– 96%p, 4% He, 0,1% egyéb– sebesség: 400-1000 km/s– sűrűség: a Föld környezetében kb. 10/cm3

– nyomás: kb. 2 10-8 dyn/cm2

– Tp~ 50 eV ~ 5 105 K; Te~ 5 eV ~ 1-3 104 K

– proton termikus sebesség ~50 km/s– elektron termikus sebesség ~1000 km/s– A napszélben terjedő Alvfén hullámok tipikus sebessége

~100 km/s– ionhang sebesség ~20-30 km/s– Debye hossz (T/4ne2)1/2=743(T[eV]/n[cm-3])1/2[cm]

~5-10m

5

A napszél tulajdonságai

• Eredete:– A napszél a napkoronában gyorsul fel, nem teljesen tisztázott

mechanizmusok útján– A nyílt erővonalak mentén a sebesség ~ 1000 km/s– A zárt erővonalakon keresztüli napszél ~ 400 km/s

• Izentrópikus terjedés– nincs részecskék közötti ütközés T nem egyenlítődik ki– lehetnek hullám-részecske kölcsönhatások

• Eloszlása

– Nem teljesen Maxwell, TB|| más, mint TB

– Az elektron eloszlás két komponensű: ~Maxwell+nagyobb energiájú u.n. „halo”.

– Az protonoknál nehezebb ionok sebessége VA-val nagyobb.

6

A napszél összetevői

7

A napszél sebessége a helio- szferikus szélesség és a napaktivitás függvényében

8

A NAP MÁGNESES TERÉNEK VÁLTOZÁSA TELJES NAPCIKLUS ALATT

9

A napszél a naptól távolodva “fejlődik”:

• sebessége nem változik• sűrűsége csökken• lehül• új, nagyobb tömegű ionok kerülnek bele, nagy

távolságban ezek járuláka a nyomáshoz lényeges• A napszélben a különböző sebességgel távozó

plazmacsomagok utólérik egymást, kölcsönhatva sajátos struktúrákat hoznak létre.

10

Struktú-rák a

napszélben

11

Hogyan mozog a mágneses tér plazmában?

• A plazma ideális vezető• A vezetőn áthaladó mágneses tér a vezetőben olyan

áramot kelt, amely a gerjesztő teret csökkenti• A plamán áthaladó mágneses tér is áramot kelt, de a

plazma mozgékonysága miatt a töltések “azonnal” átrendeződnek

• Következmény:A MÁGNESES TÉR A PLAMÁVAL EGYÜTT MOZOG (BEFAGY)

12

A BOLYGÓKÖZI MÁGNESES TÉR

SW

s

rr u)rR(sin

u

u

B

B

• B || u a Nap felszínén

• A mágneses tér a plazmában befagyva mozog (nem dipóltér!)

• Br = Bo(Rs/r)2

13

A NAP MÁGNESES TERE

14

A BOLYGÓKÖZI PLAZMA

Eredete:• Nap napszél

• bolygók magnetoszféra

• csillagközi tér• stb.

15

A naprendszer modellje hidrodinamikai közelítésben