В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Крабовидная туманностьь

снимки ноября 2009 г. ▪ космические обсерватории Hubble, Chandra, Hershel

видимый

инфракрасный

рентгеновский

композит

цвета условные

http://chandra.harvard.edu/photo/2009/crab/crab.jpg

Поколениязвёзд В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Звёзды большой массы: быстрая эволюция, часть обогащённого тяжёлыми элементами вещества возвращается в межзвёздную среду.

Звёзды малой массы: время существования больше возраста Вселенной.

из «остатков» вещества первых сверхмассивных звёзд образуются молодые звёзды следующего поколения. Активное звездообразование идёт и сейчас в некоторых плотных газопылевых облаках (туманность Ориона как наиболее известный пример).

Три поколения звёзд

III поколение: звёзды, родившиеся в ранней Вселенной особенность: практически полное отсутствие тяжёлых элементов

II поколение: их «дети», в составе уже есть некоторое количество тяжёлых элементов от взрывов сверхновых звёзд поколения III

I поколение: звёзды, родившиеся из остатков предыдущих поколений доля тяжёлых элементов максимальна. Солнце

одновременно сосуществуют звёзды разных поколений, находящиеся на разных стадиях жизненного цикла.

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Конечноесостояние эволюциии звёздзвёзд

		Конечная масса, М/М
1							1.5			~2
	Белые карлики
						Mg-Ne-O			Нейтронные звезды		Черные дыры
	He			C-O
1		3		8			10			~30

Исходная масса, М/ М

2009

~0 ?

е+е- звёзды - ???

~250 ?

Если М/М < 0.08, то температура в центре недостаточна для т/я реакций

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Электрон-позитронные звёздызды

Сверхяркие звёзды поколения III (первичного): 76% Н + 24% Не + ~0% тяжёлых Масса: 100-1000 масс Солнца; время жизни ~106 лет.

Если 140M < M < 260M - образуется электрон-позитронная звезда !

давление газа ~ T, давление излучения ~ T4, неустойчивость рождения пар

ЭволюцияСолнца В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Если рассматривать Солнце как термоядерную плазму в гравитационном поле, то сейчас оно находится в макроскопически стационарном состоянии.

Значит ли это, что на Солнце нет динамических процессов?

СолнечнаяатмосфераВ.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

анимация составлена из снимков следующих инструментов:

	– фотосфера	SoHO-MDI
	(поверхность)	SoHO-EIT 304 Å
	- хромосфера
		SoHO-EIT 195 Å
	- корона
		SoHO-EIT 171 Å
		Yohkoh SXT

В этом месте на лекции демонстрировался видеоролик, показывающий свечение Солнца в диапазонах от видимого до рентгеновского – файл coronal_temperatures.mpg

цвета условные

фильм: S. Poedts, CMSS-2005

Солнечныепятна В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Возникают парами или группами, с противоположным направлением магнитного поля. Поле в пятнах направлено вертикально. Плазма из области пятна выталкивается наружу как диамагнетик.

Пятна (Т ~ 3700 К)

полутень

пятно

грануляция (конвекция)

источник: S. Poedts, CMSS-2005

Солнечныециклы В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

11-летний цикл количества солнечных пятен наблюдается с ~1700 года.

Особо сильно проявляется в короне.

Магнитный цикл: 22 года

Последний минимум был аномально длинным.

S. Poedts, CMSS-2005

http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/Zurich_Color_Small.jpg

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Рольмагнитногополя

Процессы переноса частиц и энергии в верхней атмосфере и короне во многом определяются наличием и структурой магнитного поля

Механизм: магнитное динамо + дифференциальное вращение Среднее поле: 1-2 Гс (изменяется), поле в пятнах: до ~1 кГс

чёрный и белый цвет означают разное направление поля

источник: S. Poedts, CMSS-2005

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Активныеобласти Солнцаца

кинофильм из отдельных снимков спутника TRACE

источник: Lockheed Martin

В этом месте на лекции демонстрировался видеоролик, показывающий активные области Солнца – файл tracemovie1.mpg

источник: S. Poedts, CMSS-2005

Солнечныйветер В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

кинофильм за октябрь-ноябрь 2003 года

источник: ESA

В этом месте на лекции демонстрировался видеоролик, показывающий солнечный ветер – файл c3_octnov2003.mpeg

SoHO-Lasco C3

источник: SOHO (ESA & NASA)

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

МагнитосфераЗемлии солнечныйый ветерветер

рисунок: J. L. Green

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

МагнитосфераЗемли: подробностибности

рисунок: J. L. Green

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Радиационныепояса Землили

внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4 000 км, состоит преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;

внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоит преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.

радиационные пояса

Частицы удерживаются магнитным полем аналогично тому, как это происходит в открытой ловушке!

рисунок: J. L. Green

Северноесияние В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

http://img12.nnm.ru/imagez/gallery/d/2/6/6/1/d26618c77804cf10d0b6b0cb1f595787_full.jpg

Земля

красное свечение: кислород, ~400-250 км зелёное свечение: азот, до ~110 км

Сатурн (UV, снимок HST)

Юпитер (UV, снимок HST)

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Процессывверхней атмосферефере

Впоследние десятилетия обнаружены быстрые высотные (50-200 км) явления

ватмосфере: спрайты (sprites), эльфы (elves), молнии из облаков вверх и др.

Blue jet (молния вверх из облака)

спрайт на высоте 60-80 км

ELVE на высоте 100 км (Ø до 400 км!)

Jason Ahrns, http://farm8.staticflickr.com/7437/9448221189_3cf66360f9_b.jpg

http://www.ec.gc.ca/foudre- lightning/default.asp?lang=En&n=4C75E263-1

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

ГраницаСолнечной системымы

Гелиосфера - это область пространства вокруг Солнца, заполненная солнечным ветром и солнечными магнитными полями.

	Геометрия гелиосферы	«свечение» неба в потоке нейтрального
		водорода с энергией 0,9-1,5 кэВ * IBEX

http://www.tesis.lebedev.ru//files/Image/heliosph.gif

http://ibex.swri.edu/ * 15.10.2009

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 16

Конецтемы 16

Плазма в космосе. Фрагментация Вселенной.Параметры звёзд. Гидродинамическое и тепловое равновесие. Термоядерные реакции в звёздах. Вырождение плазмы в звёздах. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Эволюция звёзд. Атмосфера Солнца. Активные процессы на Солнце. Солнечный ветер. Магнитосфера Земли.