Небесные сполохи и земные заботы

Мы уже говорили, что в идеально проводящей плазме магнитные силовые линии "вморожены" в вещество. Очевидно, об этом же самом свойстве можно сказать и так: вещество приклеено к силовым линиям магнитного поля. Еще мы говорили, что силовая линия всегда, когда есть возможность, стремится сократить свою длину. Вместе эти два утверждения означают, что в ситуациях, когда "вмороженная" силовая линия магнитного поля может сокращаться, она заставит вещество двигаться подобно стреле, которую толкает только что спущенная тетива лука.

Но мы уже отмечали, что абсолютная "вмороженность" силовых линий - это свойство идеальных проводников, реальные проводники если и похожи на идеальные, то лишь приближенно: силовые линии в них не наглухо скреплены с веществом. Такой реальный хороший проводник в общем движется вместе с силовыми линиями, но силовые линии постепенно смещаются относительно вещества.

Можно представить себе случай, когда, как в жизни, идеальность и слабая неидеальность работают друг на друга.

Тогда можно ожидать чудес.

Итак, раз!

Благодаря идеальности силовые линии движутся вместе с веществом, и может случиться так, что в некоторой области соприкоснутся семейства противоположно направленных силовых линий (рис. 4, а) Образовать, например, что-то вроде рукописной буквы X из магнитных силовых линий (в физике эта область соприкосновения так и называется: "точка икс"). Допустим, левая часть этой буквы - силовая линия, направленная вверх, правая - вниз, а сама буква - высокая и узкая.

Рис. 4. Пересоединение противоположно направленных магнитных силовых линий: а - пересоединение не началось, б - пересоединение происходит

Два!

Поскольку силовые линии неидеальны, они могут пересоединиться: объединятся между собой "куски" силовых линий, составляющих верхнюю часть буквы X, и отдельно "куски", составляющие ее нижнюю часть (рис. 4, б). Согласитесь, что для этого немного нужно: изменения могут даже не затрагивать весь поток, достаточно лишь, если в "талии" буквы X линии слегка сдвинутся относительно вещества. Теперь верхняя и нижняя половины буквы X будут как две оттянутые тетивы луков.

Три!

Линии-тетивы стремятся сократиться и (снова благодаря идеальности) выбросить плазму вверх и вниз. Когда это произойдет, мы получим дополнительный, обусловленный энергией магнитного поля, поток вещества из Х=точки.

Вот и все чудо.

То, что оно состоялось, видно из контрольной ситуации: возникло положение "раз", но левая и правая поло-вины X теперь образованы одинаково направленными силовыми линиями. Допустим, обе линии направлены вверх (рис. 5). Верхняя и нижняя половины X теперь состоят из противоположно направленных кусков силовых линий, и никакая неидеальность не поможет противоположно направленным кускам стать одной силовой линией: вдоль силовой линии магнитное поле всегда направлено в одну сторону. Обязано! Так что к пункту "два" в этом случае перейти нельзя.

Рис. 5. Соприкосновение семейств одинаково направленных магнитных силовых линий. Пересоединение невозможно

Мы получаем четкое "правило отбора" ситуаций: если сблизились в потоке или как-нибудь еще семейства противоположно направленных линий, допустимо возникновение "тетивы" и появление дополнительного выброса вещества из Х-точки, если линии одинакового направления - ничего особенного не произойдет, пересоединение "запрещено".

Чтобы сработал пункт "два", необходимо нарушение "вмороженности" силовых линий: как в примере с клейстером - нельзя считать нити вклеенными, когда их разрезают и перевязывают по-другому. Как обеспечить выполнение пункта "два"? Исследователи видят разные пути. Одни представляют себе дело таким образом, что вблизи точки X подключается некоторый процесс (например, возникает неустойчивость), благодаря которому плазма вблизи самой Х-точки теряет свою идеальность. Другие исходят из изначальной неидеальности потока и стараются выявить такие сближающие потоки, чтобы эта изначальная неидеальность нужным образом проявила себя в области сближения. Конкретные представления о пересоединении разнообразны, как поэтические вариации на тему "соловей и роза". Но тема одна: это "раз - два - три".

Астрофизики, интересуясь движением космической плазмы, обсуждали возможности и последствия пересоединения магнитных силовых линий еще до появления гипотезы Данжи. И вот что замечательно. Все сказанное здесь об Х-точках - не упрощенный показ результатов строгого анализа и убедительных расчетов. Несколько приведенных здесь наглядных соображений об Х-точках - это практически все, чем располагал Данжи. И располагают сейчас его последователи. И можете располагать вы, читатель, если захотите расшифровать многообразие космических явлений. Проведем же такую расшифровку вместе.