<< Титульный лист | Оглавление | 2. Основные эффекты >>
1. Введение
|
Студент – это не сосуд,
который надо заполнить знаниями, а факел, который нужно зажечь. |
| Л. А. Арцимович |
Если вы ни разу не слышали об альвеновских волнах, представьте
себе папуасика, играющего тугими резиновыми бусами в тазике с
водой. Дернет одной рукой - по бусам побегут волны к другой
руке. А вместе с бусинами будет колыхаться и вода. Похожее явление
возникает в плазме (или электропроводящей жидкости), находящейся в
магнитном поле 
: если сместить кусочек плазмы поперек
, то по магнитному полю в противоположных направлениях
побегут две волны. Это низкочастотные электромагнитные волны,
сцепленные с плазмой. Если эти волны поперечные и не возмущают
плотность среды 
, то они называются альвеновскими (в честь
их первооткрывателя Ханса Альвена [1]). В покоящейся
среде групповая скорость альвеновских волн
, где
- так
называемая альвеновская скорость (здесь и далее используется
Гауссова система единиц).
Альвен предсказал возможность существования «электромагнитно-гидродинамических» волн, разрабатывая теорию солнечных пятен (в годы Второй мировой войны (!)). В 1949 г. эти волны были обнаружены экспериментально в трубе со ртутью [2]. Одним из главных свойств альвеновских волн (АВ) является соотношение
между возмущениями скорости
и магнитного поля
. Из (1) следует равенство плотностей
кинетической
и магнитной
энергий в АВ. В конце 60-х гг. ХХ в.
автоматические межпланетные станции (например, Mariner 5)
обнаружили возмущения скорости и магнитного поля, для которых
приблизительно выполнялось соотношение (1). Так в
межпланетной среде были открыты волны похожие на альвеновские.
Есть основания полагать, что АВ существуют и в межзвездной среде.
Например, в диффузных и молекулярных облаках плотности магнитной и
кинетической энергий сравнимы [3,4], что является
признаком АВ большой амплитуды [5]. Кроме того,
магнитное число Рейнольдса в этих облаках довольно велико:
(например, [6]), поэтому до полного
поглощения АВ могут пробегать десятки и сотни своих длин.
Вы, конечно, знаете, что волны являются превосходными переносчиками импульса и энергии (вспомните цунами). Скорее всего, именно АВ (см. [7]) постоянно возмущают спокойствие в звездных яслях - протозвездных облаках. К таким облакам относятся гравитационно связанные ядра молекулярных облаков («prestellar cores»), имеющие массу порядка звездных масс. Протозвездные облака (ПЗО) неудержимо сжимаются под действием собственного тяготения - происходит их гравитационный коллапс. АВ создают давление, которое может повлиять на коллапс ПЗО вдоль крупномасштабного магнитного поля. Кроме того, АВ порождают другие виды гидромагнитных волн - магнитозвуковые волны, в которых возмущается не только скорость и магнитное поле, но и плотность. Эти возмущения плотности могут стать зародышами, для гравитационной фрагментации ПЗО (см. [8]).
Моделирование АВ в коллапсирующих ПЗО - чрезвычайно сложная задача, поскольку эти объекты неоднородны (параметры зависят от координаты) и нестационарны (параметры зависят от времени). В этой лекции вы узнаете о том, как с помощью простых моделей решить эту задачу по частям. Каждая простая модель - словно один пиксел в большой картине природы. И чем больше этих пикселов работает, тем отчетливей становится вся картина.
<< Титульный лист | Оглавление | 2. Основные эффекты >>
|
Публикации с ключевыми словами:
МГД - альвеновские волны - Плазма
Публикации со словами: МГД - альвеновские волны - Плазма | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
