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.