Магнетизм во Вселенной

магнит

В детстве вас, наверное, забавлял магнит. Стоило только приблизить его к железным опилкам или маленьким гвоздикам, и кусочки железа, увлеченные какой-то невидимой силой, подскакивали со стола и прилеплялись к магниту. Позже вы познакомились с компасом, стрелка которого, подчиняясь невидимой силе земного магнетизма, всегда покорно устанавливается в направлении с южного магнитного полюса Земли на ее северный магнитный полюс. Магнитные силы обнаруживаются и тогда, когда в каком-нибудь проводнике течет электрический ток. На этом общеизвестном явлении основаны бесчисленные практические применения магнетизма — в электродвигателях и других электромагнитных устройствах. Магнитные силы дают себя чувствовать не только на Земле, но и далеко за ее пределами. Изучение магнетизма в мире небесных тел стало одной из основных проблем современного естествознания.

СОЛНЦЕ КАК МАГНИТ

Солнце в целом, подобно Земле, обладает магнитным полем, правда, очень слабым. Его существование было заподозрено еще в конце 19-го века, когда астрономы отметили некоторое сходство между формой лучей солнечной короны и «силовыми линиями» в магнитном поле шарообразного магнита. В 1913 году американский астроном Хел, исследуя спектр Солнца, нашел несомненные следы воздействия магнитного поля Солнца на испускаемый им свет.

С тех пор магнитные свойства Солнца изучались многими. В настоящее время установлено, что общее магнитное поле Солнца очень слабо и распределено над поверхностью Солнца весьма неравномерно. В некоторых местах оно сравнительно интенсивно, в других — еле заметно. Кроме того, Солнце нельзя считать «постоянным» магнитом. Интенсивность или «напряженность» его общего магнитного поля изменяется.

Солнце

Почему Солнце является магнитом, да к тому же еще с меняющимися магнитными свойствами, пока не известно. Если учесть, что раскаленные солнечные газы проводят электрический ток не хуже, чем металлы, то существование магнитного поля Солнца в течение, по-видимому, миллиардов лет становится особенно загадочным. Ведь при изменении магнитного поля в проводнике появляется электрический ток, на который и расходуется энергия магнетизма. Почему же в таком случае магнитное поле Солнца до сих пор не растрачено на токи?

Есть, по-видимому, какие-то причины, благодаря которым магнитное поле Солнца непрерывно поддерживается или, лучше сказать, возобновляется. Кстати сказать, нечто схожее осуществляется в динамо-машинах с «самовозбуждением». Возможно, что и Солнце похоже больше на такую динамо-машину, чем на обычный магнит.

Для изучения магнитных свойств Солнца требуется большое искусство наблюдателя и высокая техника исследования. Неудивительно поэтому, что в течение многих лет Солнце считалось среди звезд единственным космическим «магнитом». Но в послевоенные годы были открыты несколько звезд с чрезвычайно сильными и к тому же переменными магнитными полями. В числе их — звезда из созвездия Девы, значащаяся в звездных каталогах под номером 70. Напряженность магнитного поля у нее во много раз больше, чем у Солнца. Весьма возможно, что многие (если не все) звезды являются своеобразными «магнитами». Небольшое число пока обнаруженных «магнитных» звезд, вполне понятно, до сих пор дали знать о себе только наиболее сильные «космические магниты», а остальные остались незамеченными благодаря слабости своих магнитных свойств.

ЗАГАДКИ СОЛНЕЧНОГО МАГНЕТИЗМА

Пятна, почти всегда наблюдаемые на поверхности Солнца, представляют собой участки с пониженной температурой. Прежние представления о солнечных пятнах, как исполинских вихрях раскаленных газов, ныне пришлось оставить. Движение газов в солнечном пятне очень сложно и на различных уровнях происходит в разных направлениях. В частности, наблюдаются как движение газов от центра пятна к его краям, так и (на других уровнях) газовые потоки, движущиеся в обратном направлении. Сложность процессов, происходящих в солнечных пятнах, несомненно, связана с их магнитными свойствами.

Подмечено, что сильным магнитным полем обладает каждое солнечное пятно. А когда пятно исчезает, его магнитное поле остается, постепенно ослабевая и как бы погружаясь в солнечные недра. Бывает и так, что зарождению нового солнечного пятна предшествует появление в данном месте поверхности Солнца заметного местного магнитного поля. Соседние солнечные пятна имеют обычно разную полярность. Иначе говоря, они напоминают концы подковообразного магнита, «высунувшегося» на солнечную поверхность. Раз в одиннадцать лет с наступлением нового цикла солнечной активности полярность солнечных пятен резко меняется на противоположную. Передние (по направлению вращения Солнца) пятна приобретают полярность следующих за ними соседних пятен, которые также оказываются противоположно намагниченными. Все эти факты известны уже давно, но объяснения им пока не даны.

Магнитные силы ярко проявляют себя и в солнечной атмосфере. Они, по-видимому, закручивают атмосферные газы вокруг солнечных пятен, располагая их по спирали. Пришлось расстаться и с прежним упрощенным представлением о солнечных протуберанцах как выбросах раскаленных газовых масс.

Солнце

Исследования последнего времени убедили астрономов в сложности движений протуберанцев. Есть протуберанцы, похожие на исполинские газовые струи, которые бьют вверх из солнечной атмосферы. Но большинство протуберанцев выглядит совсем иначе.

Подобно дождевым облакам, они зарождаются, «конденсируются» высоко над солнечной поверхностью. А затем из такого солнечного облака к поверхности Солнца начинают вытягиваться газовые щупальца причудливой формы. Эти щупальца располагаются вдоль сложных кривых, напоминающих силовые линии магнитного поля. По ним вещество протуберанца быстро «всасывается» в нижние слои солнечной атмосферы. Наличие магнитных сил здесь бесспорно, хотя происхождение их пока опять-таки остается неясным.

Продолжение следует.

Автор: Ф. Зигель.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *