СТРУКТУРА СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА В ГЕЛИОСФЕРЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФАЗЫ СОЛНЕЧНОГО ЦИКЛА: КРУПНОМАСШТАБНАЯ ДИНАМИКА ГЕЛИОСФЕРНОГО ТОКОВОГО СЛОЯ

Аннотация

Построена стационарная осесимметричная МГД-модель солнечного ветра, позволяющая исследовать практически на всех гелиоширотах пространственное распределение характеристик магнитного поля и плазмы на радиальных расстояниях от 20 до 400 радиусов Солнца. В модели учтены изменения магнитного поля Солнца в течение четверти солнечного цикла, когда доминирующее дипольное магнитное поле сменяется квадрупольным. Получены самосогласованные решения для магнитного поля, поля скорости, концентрации плазмы и плотности тока в солнечном ветре в зависимости от фазы солнечного цикла. Показано, что в период доминирования дипольной магнитной компоненты в солнечном ветре в экваториальной плоскости располагается гелиосферный токовый слой (ГТС), который является частью системы продольных и поперечных токов, симметричных в Северном и Южном полушариях. По мере возрастания относительного вклада квадрупольной компоненты в полное магнитное поле, форма ГТС становится конусообразной; раствор конуса постепенно уменьшается, вследствие чего токовый слой перемещается целиком в одно из полушарий. При этом на высоких широтах противоположного полушария зарождается второй конический ГТС, раствор которого увеличивается. Когда квадрупольное поле становится доминирующим (в максимуме солнечной активности), оба ГТС лежат на конусных поверхностях, наклоненных под углом 35 градусов к экватору. Модель описывает переход от быстрого солнечного ветра на высоких гелиоширотах к медленному солнечному ветру на низких гелиоширотах: относительно пологий переход в период малой солнечной активности сменяется более резким при максимуме солнечной активности. Модель также предсказывает укручение профилей основных характеристик солнечного ветра с ростом радиального расстояния от Солнца. Сравнение полученных зависимостей с имеющимися данными наблюдений обсуждается.