PLAZMA VE VESMÍRU
SlunceNa Slunci najdeme celou řadu příkladů vláknitých helikálních struktur s Birkelandovými proudy tekoucími podél silokřivek lokálních magnetických polí: protuberance (1011 A), spikule, koronální proudy, erupce a další. Slunce je zdrojem magnetického pole ve tvaru Archimédových spirál vytvořených rotací Slunce, do kterého je ponořena celá sluneční soustava. Oblast ovlivňovaná magnetickým polem Slunce se nazývá heliosféra. K hranici heliosféry (heliopauze) se v roce 2005 přiblížily sondy Voyager 1 a 2. Ze Slunce vychází nepřetržitý proud nabitých i neutrálních částic, který nazýváme sluneční vítr. průměrné pole Slunce je 10−4 T (1 gauss). Lokální pole ve skvrnách dosahují až 0,1 T (1 000 gauss).
Magnetosféry planetPůvodní dipólové pole planety je deformováno interakcí se Slunečním větrem do charakteristického tvaru magnetosféry. V těsné blízkosti planety je zpravidla korotující plazmosféra, ve směru ke Slunci je rázová vlna, na které se skokem mění parametry Slunečního větru. Směrem od Slunce se táhne plazmový ohon. Plazmový systém ohraničuje hraniční vrstva magnetosféry. V polárních oblastech vytvářejí zachycené nabité částice charakteristické plošné výboje – polární záře. Proudy tečou v plochách podél silokřivek pole planety a jde o tzv. Birkelandovy proudy. Magnetosféra Země: v korotující plazmosféře je teplota částic 1 eV, v plazmovém ohonu 1 až 10 keV, koncentrace částic je 0,5 cm−3. Plazmový ohon se táhne až do stonásobku poloměru Země a má tloušťku přibližně 20 poloměrů Země. Hraniční vrstva magnetosféry odděluje magnetické pole Země od okolí a má koncentraci částic 1 cm−3. Magnetosféra Jupiteru je podobná magnetosférám ostatních planet. Navíc má tzv. plazmový torus. Měsíc Io svou sopečnou činností vyvrhuje plazma bohaté na síru, které podél celé jeho trajektorie vytváří rozsáhlý plazmový torus. Podél silokřivek magnetického pole planety Jupiter (kolmo na torus) tekou Birkelandovy proudy, které se uzavírají přes Měsíc Io a částečně ho zahřívají. Velikost těchto Birkelandových proudů se odhaduje na několik milionů Ampérů. Birkelandovy proudy přispívají společně se slapovými silami k ohřevu Měsíce a udržování jeho sopečné činnosti. ![]()
Magnetosféra Saturnu má také plazmový torus, podobně jako Jupiter. Saturnův plazmový torus je největším plazmovým útvarem ve sluneční soustavě. Sahá od 15-ti násobku poloměru planety až do 25-ti násobku poloměru. V toru je přibližně 3 000 částic v jednom cm3. Magnetosféry komet. Také komety mají své magnetosféry. Například u známé Halleovy komety bylo při posledním průletu naměřeno magnetické pole v ohonu 70 nT (700 mikrogaussů), koncentrace částic 1 000 v cm3 a teplota 1,5 eV (1 eV ~ 10 000 K). U komety Hyakutake z roku 1996 byla v ohonu nalezena propletená plazmová vlákna a družice ROSAT detekovala RTG záření vycházející z jádra.
Atmosféry planetV atmosférách planet se plazmatu týkají především rozsáhlé ionizované oblasti – ionosféry. Z pozemské ionosféry je z plazmatického hlediska nejvýznamnější tzv. vrstva F (140 až 1 000 km, ve které dosahuje koncentrace ionizovaných částic až 106 v jednom cm3. V ionosféře Venuše byla detekována proudová vlákna s Birkelandovými proudy o délce až 20 km. Dalším zajímavým jevem jsou elektrostatické výboje v atmosférách – blesky. Typická energie pozemského blesku je 6×108 J, blesky na Venuši mají energie kolem 2×1010 J a na Jupiteru 3×1012 J. V polárních oblastech dochází k plošným proudovým výbojům – polárním zářím. Na Zemi jsou často pozorovány podélné filamenty délky asi 100 m. Polární záře byly pozorovány i na Jupiteru a Saturnu.
MlhovinyV mnoha mlhovinách pozorujeme helicitní vláknité struktury. Zde nemáme přímá pozorování, která by potvrdila, že jde o filamenty s Birkelandovými proudy, ale existují nepřímé indicie: pozorování polarizovaného synchrotronního záření, které vzniká jedině v oblastech s magnetickými poli a detekce projevů vysoce energetických částic, které mohou být urychlovány právě v pinčové struktuře. Za plazma lze považovat i rozsáhlé oblasti neutrálního vodíku (H I oblasti). Stupeň ionizace je v těchto mlhovinách sice jen 10−4, ale vzhledem k jejich značným rozměrům postačí i tato koncentrace k markantnímu kolektivnímu chování (mlhovina reaguje na globální elektrická a magnetická pole). Rozsáhlé vláknité struktury jsou pozorovány zejména v pozůstatcích po explozích supernov. Ze záření, které k nám přichází z Krabí mlhoviny, se usuzuje na přítomnost magnetického pole 16 nT.
GalaxieV centru Galaxie je sledováno několik filamentů o délce asi 60 pc, které připomínají pokroucená lana a mají tedy helikální strukturu. Pravděpodobně jde také o plazmové útvary udržované magnetickým polem. Odhad velikosti polí a proudů je založen jen na nejisté rozměrové extrapolaci. Také v radiových galaxiích, aktivních jádrech galaxií a ve výtryscích kvasarů jsou pozorovány rozsáhlé vláknité struktury. Samy výtrysky kvasarů jsou horkým vysoce kolimovaným plazmatem.
|