Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

8

скорость электронов больше тепловой скорости ионов, и
на границе  облака плазмы  образуется  электрическое
поле, ускоряющее ионы и тормозящее  электроны. Од-
нако при не очень  высоких  температурах электронов
этот эффект не дает значительного  вклада в ускорение
ионов, и можно считать, что расширение плазмы вдоль
поля  определяется  в  основном  тепловой  скоростью
ионов.
11
Что касается скорости расширения плазмы перпенди-
кулярно силовым линиям магнитного поля, то здесь си-
туация существенно  иная.  Расширение  разреженной
плазмы в данном случае не происходит без столкнове-
ний, а учет столкновений приводит к довольно низкому
коэффициенту диффузии. Одиночное  столкновение мо-
жет сместить частицу поперек  поля  не  более чем на
ларморовский  радиус, и он приобретает  как бы роль
длины свободного пробега поперек поля.  Вычисления
показывают, что коэффициент  диффузии  плазмы по-
перек поля обратно пропорционален  квадрату  напря-
женности  магнитного  поля и квадратному  корню  из
температуры. Резкая анизотропия распределения коэф-
фициента. диффузии  приводит к вытягиванию  сгустка
плазмы вдоль поля, и он быстро приобретает веретено-
образную форму, позволяя определить направление си-
ловых линий.
Естественнее всего создать облако плазмы, испаряя
в космическом пространстве цезий или литий, т. е. эле-
менты с низким потенциалом  ионизации.  Тогда в ре-
зультате фотоионизации излучением Солнца  образуют-
ся ионы цезия или лития,  наблюдения за которыми и
позволяют измерять электрическое поле магнитосферы.
Более подробное рассмотрение показывает, что литий и
цезий малопригодны для подобных экспериментов. Наи-
более яркие спектральные  линии  ионов щелочных ме-
таллов лежат в далекой  ультрафиолетовой области и
недоступны для наблюдения с Земли из-за сильного по-
глощения излучения этого диапазона  спектра в атмо-
сфере. Использование же специальных методов наблю-
дения, типа радиочастотного зондирования, делает экс-
перимент настолько громоздким, что возникает  сомне-
ние в рациональности его постановки.
Наиболее пригодным для экспериментов с плазмен-
ными облаками оказался барий. Имея значительно бо-
лее высокий  потенциал  ионизации (5,21 эВ), чем для
цезия (3,89 эВ), он тем не менее ионизуется излучением
Солнца значительно быстрее. Причиной этого является
существование очень низкого  метастабильного  уровня
возбуждения, вследствие чего ионизация может проис-
ходить ступенчатым образом, путем последовательного
поглощения двух квантов,  принадлежащих к видимой
области спектра. При поглощении первого кванта элек-
12