Це демонстрація моделі Паркера (Parker 1958) для сонячного вітру. Графік показує швидкість потоку сонячного вітру в залежності від відстані від Сонця. Температура вважається постійною. Відстань виражається в астрономічних одиницях (1 а.о. = 149 598 000 км). Ліва пунктирна лінія показує, де швидкість сонячного вітру досягає швидкості звуку для випадку T=106K. Права пунктирна лінія показує розташування Землі.Теоретичні зауваження:
Сонячний вітер представляє собою потік іонізованого водню (тобто електрони й протони) - 96% і ядер гелію (α-частинки) - 4%, викинутими короною Сонця. Ці частинки досягли дуже високої кінетичної енергії і, таким чином, були здатні уникнути гравітації Сонця. Е. Паркер змоделював сонячний вітер із стаціонарним потоком. Модель Паркера припускає, що потік сонячного вітру веде себе як ідеальний газ, що розширюється ізотермічно у вакуумі. Внесок тиск магнітного поля не враховується. Швидкість потоку сонячного вітру в залежності від радіальної відстані отримана з рівняння руху Ейлера і рівняння нерозривності, припускаючи сферичну симетрію і стійкий стані (з усіма похідними по часу рівними нулю).
Мабуть всі чули про проекти космічних кораблів на сонячних вітрилах. По аналогії із земними вітрильниками можна було б подумати, що космічні вітрильники використовують сонячний вітер. Однак це не зовсім так. Космічні вітрила використовують дві сили: тиск фотонів і тиск сонячного вітру.
Тиск випромінювання набагато сильніший, ніж тиск сонячного вітру. Айнштайн запропонував і експерименти підтверджують, що фотони мають імпульс р = E/с, отже, кожен фотон світла поглинаючись або відбиваючись від поверхні, надає невелику кількість світлового тиску. Результатом є сила близько 4.57×10-6 Н/м2 для поглинаючої поверхні, перпендикулярно випромінюванню, на навколоземній орбіті, і вдвічі більше, якщо випромінювання відбивається.
Величина тиску сонячного вітру на відстані Землі в середньому 3.4×10-9 Н/м2, що на три порядки менше, ніж тиск фотонного випромінювання. Однак сонячний вітер домінує в багатьох явищах, тому що його поперечний перетин взаємодії з газами і зарядженими частинками в близько 109 раз більший, ніж у фотонів. Обидві ці сили зменшуються за законом зворотних квадратів відстані від Сонця.
| Відстань в а.о. | µПа (µН/м²) | Н/км² |
|---|---|---|
| 0.10 а.о. = Близько | 915 | 915 |
| 0.46 а.о. = Меркурій | 43.3 | 43.3 |
| 0.72 AU = Венера | 17.7 | 17.7 |
| 1.00 а.о. = Земля | 9.15 | 9.15 |
| 1.52 а.о. = Марс | 3.96 | 3.96 |
| 5.22 AU = Юпітер | 0.34 | 0.34 |