Межпланетная среда

Межпланетная среда - вещество, заполняющее пространство между планетами Солнечной системы. Состоит из твердых тел и частиц всевозможных размеров, движущихся вокруг Солнца, и электрически заряженных элементарных частиц (ионов и электронов), разлетающихся во все стороны от Солнца. Кроме того, межпланетная среда пронизывается галактическими космическими лучами - ядрами различных атомов, разогнанными до гигантских скоростей и поэтому обладающими огромными энергиями.

Твердые тела и частицы размером от сотен метров до микронов, входящие в состав межпланетной среды, образуются при столкновениях малых планет, сопровождающихся их дроблением. Главным источником мелких частиц и пыли является распад ядер комет. Твердую компоненту межпланетной среды называют метеорным веществом, так как при вторжении в земную атмосферу частицы порождают метеоры. В окрестностях земной орбиты среднее расстояние между частицами крупнее 1 мм составляет несколько километров. Поэтому метеорная опасность при космических полетах сравнительно невелика: частицы крупнее 1 мм сталкиваются с поверхностью в 1 м² в среднем один раз за несколько десятков или даже сотен лет.

Подавляющее большинство твердых тел и частиц межпланетной среды движется вокруг Солнца по небольшим эллиптическим орбитам в направлении обращения планет вокруг Солнца, концентрируясь к плоскости эклиптики. Под действием так называемого эффекта Пойнтинга-Робертсона, связанного со световым давлением Солнца, размеры орбит мелких частиц постепенно сокращаются. Поэтому плотность пылевой компоненты межпланетной среды увеличивается к Солнцу. Солнечный свет, отраженный и рассеянный всей совокупностью пылинок межпланетной среды, создает едва заметное свечение, располагающееся на небе вдоль эклиптики, т. е. вдоль пояса зодиакальных созвездий, и поэтому называемое Зодиакальным Светом. При рассеянии света пылинками кроме максимума рассеяния "вперед" (по отношению к направлению солнечных лучей) имеется меньший максимум рассеяния "назад". Поэтому рассеяние солнечного света на пылинках межпланетной среды, расположенных дальше от Солнца, чем Земля, создает светлое пятно около точки неба, диаметрально противоположной Солнцу. Это пятно, видимое лишь в очень темные ночи, называют противосиянием.

Пылинки межпланетной среды могут быть заряжены, и тогда на них кроме солнечного тяготения воздействует также межпланетное магнитное поле.

Долгое время предполагали, что межпланетная среда включает также газы, обращающиеся вокруг Солнца. Но, как выяснилось, корпускулярные потоки, истекающие из Солнца, т. е. потоки ионизованных атомов (в основном это ядра водорода - протоны), выметают все газы из межпланетного пространства. Корпускулярные потоки включают не только ионы, но и электроны, в совокупности образующие электрически нейтральную плазму. Ионы и электроны непрерывным потоком разлетаются во все стороны из чрезвычайно горячих внешних частей солнечной короны и образуют так называемый солнечный ветер. В окрестностях земной орбиты плотность солнечного ветра составляет в среднем 10 частиц в 1 см³. Они движутся со скоростью около 450 км/с. С участка солнечной поверхности, охваченного вспышкой, вырываются корпускулярные потоки повышенной плотности (до 100 ионов в 1 см³). Они движутся со скоростью до 2000 км/с. Те же немногочисленные ионы, которые движутся со скоростью в десятки тысяч километров в секунду, составляют солнечную компоненту космических лучей.

Поверхность Земли защищена от воздействия межпланетной среды атмосферой и земным магнитным полем. Но, например, поверхность Луны, не имеющей ни атмосферы, ни общего магнитного поля, в полной мере подвергается воздействию как твердой, так и плазменной компоненты межпланетной среды.