В коллективной монографии английских, американских и французских учёных описываются результаты исследований в области космической магнитной гидродинамики (МГД). Приводятся основные уравнения, понятия и параметры МГД применительно к космической физике. Рассмотрены приложения к физике планет и магнитосфере Земли, к явлениям на Солнце, межпланетной среде и галактикам.

Для специалистов по физике Солнца, планет, межпланетной среды, астрофизике, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Большая часть вещества во Вселенной находится в состоянии плазмы, которая пронизана магнитным полем и взаимодействует с ним по законам магнитной гидродинамики, представляющей собой объединение слабого электромагнетизма и динамики жидкости. Космическая магнитная гидродинамика широко используется для объяснения процессов и явлений, происходящих в астрофизических объектах: звёздах, галактиках, межзвёздной среде и т. д.

Основная часть книги посвящена магнитной гидродинамике Солнечной системы. В ней рассмотрены многие и весьма важные явления и процессы начиная от недр Солнца и кончая недрами Земли. Так, вопрос о генерации магнитного поля Солнца и Земли, решаемый в рамках теории динамо, является одним из ключевых в объяснении природы солнечного цикла, внутреннего строения Земли и планет соответственно, в приложении результатов динамо-теории, сопоставляемых с наблюдениями и измерениями магнитных полей на Солнце и Земле, к удалённым астрофизическим объектам: звёздам и галактикам.

Магнитные поля играют определяющую роль в формировании структуры космической плазмы, приводя к образованию магнитосфер звёзд и планет, таким структурам в атмосфере Солнца как активные области, пятна, протуберанцы и т. д. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о том, что магнитные поля являются одной из основных причин активных явлений на Солнце и в космосе. Генерированные в недрах Солнца магнитные поля выносятся на его поверхность благодаря эффекту магнитной плавучести. Попадая в высокопроводящую солнечную корону всплывшие магнитные потоки взаимодействуя между собой или в результате собственных эволюционных изменений приводят к образованию в атмосфере Солнца токовых слоёв, пересоединение силовых линий в которых рассматривается как основная причина возникновения солнечных вспышек и ускорения заряженных частиц. Исследование равновесия и устойчивости магнитных конфигураций даёт ключ к пониманию условий возникновения и движущих сил таких активных явлений как эрупция волокон, выбросы коронального вещества, вспышки и т. д. Пересоединение магнитных силовых линий, а также магнитогидродинамические волны вносят вклад в нагрев солнечной короны, благодаря чему формируется истекающий поток плазмы — солнечный ветер, для описания динамики которого также широко применяется магнитная гидродинамика. Достигая орбиты Земли солнечный ветер взаимодействует с её магнитосферой, приводя к образованию широкого многообразия характерных магнитогидродинамических структур: ударных волн, тангенциальных разрывов, токовых слоёв и т. д., и к не менее широкому многообразию связанных с этим взаимодействием активных явлений: пересоединению магнитных силовых линий и ускорению заряженных частиц, магнитным пульсациям и высыпанию частиц, усилению крупномасштабных токовых систем и электрических полей.

Изложенные вопросы составляют содержание книги. Хотя главы книги написаны разными авторами, её содержание весьма цельно и изложение материала носит логический характер. Развитие магнитной гидродинамики Солнечной системы в значительной мере связано с исследованиями на космических аппаратах, измерения на которых дают необходимые данные для построения и проверки теоретических моделей. В книге широко использованы результаты таких измерений, в ней зафиксированы наиболее существенные фундаментальные результаты последних лет, что ставит эту книгу в один ряд с лучшими книгами по космической магнитной гидродинамике. Книга может быть рекомендована специалистам по магнитной гидродинамике, астрофизике, физике Солнца и геофизике. Студенты и аспиранты соответствующих специальностей могут использовать её как учебное пособие.

Перевод гл. 1, 5, 8, 9, 10, 14 выполнен В. Д. Кузнецовым, гл. 2, 3, 15, 17 А. М. Шукуровым, гл. 4, 12, 13, 16 В. Н. Обридко, гл. 6, 7, 11 В. М. Накаряковым. Большая помощь в работе над рукописью была оказана Е. И. Прутенской.

Работа по изданию русского перевода книги осуществлялась в тесном контакте с её редактором Эриком Пристом, который оказал большую помощь переводчикам и издательству. Мы весьма благодарны Э. Присту за оказанное содействие. Мы признательны также издательству Cambridge University Press и Обществу переводчиков Великобритании, благодаря которым были созданы благоприятные условия для работы над книгой. Наконец, мы весьма признательны академику Виталию Лазаревичу Гинзбургу за поддержку издания книги в России и Российскому фонду фундаментальных исследований за финансовую поддержку (проект 95-02-07224-6).

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРЕВОДУ
В. Н. Ораевский
В. Д. Кузнецов

Книги на ту же тему

1. Основы космической электродинамики, Пикельнер С. Б., 1961
2. Волновые явления в ионосфере и космической плазме, Гершман Б. Н., Ерухимов Л. М., Яшин Ю. Я., 1984
3. Физика плазмы солнечной атмосферы, Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Цытович В. Н., 1977
4. Физика космоса: Маленькая энциклопедия. — 2-е изд., перераб. и доп., Сюняев Р. А., ред., 1986
5. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 104. Физика Солнца и космической плазмы, Жеребцов Г. А., ред., 1996
6. Результаты и проблемы исследования Солнца, Вальдмайер М., 1950
7. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 103. Физика магнитосферы, ионосферы и распространения радиоволн, Жеребцов Г. А., ред., 1995
8. Искусственные пучки частиц в космической плазме, Гранналь Б., ред., 1985
9. Магнитное пересоединение: магнитогидродинамическая теория и приложения, Прист Э., Форбс Т., 2005
10. Магнитное пересоединение в двумерных и трёхмерных конфигурациях, 1996
11. Численные модели плазмы и процессы пересоединения, Березин Ю. А., Дудникова Г. И., 1985
12. Магнитная гидродинамика (материалы симпозиума), Ландсхофф Р. К., ред., 1958
13. Магнитная гидродинамика, Каулинг Т., 1959
14. Ударные волны в магнитной гидродинамике, Андерсон Э., 1968
15. Магнитная газодинамика и динамика плазмы, Бай Ши-и, 1964
16. Магнитная гидродинамика, Куликовский А. Г., Любимов Г. А., 1962
17. Основы технической магнитной газодинамики, Саттон Д., Шерман А., 1968
18. Собрание трудов в двух томах (комплект из 2 книг), Соловьёв Л. С., 2001
19. Физика плазмы и магнитная гидродинамика, Рабинович М. С., ред., 1961
20. Магнитогидродинамические течения в каналах, Гаррис Л., 1963
21. Неустойчивости плазмы в магнитных ловушках, Михайловский А. Б., 1978
22. Радиационные пояса Земли, Шабанский В. П., ред., 1962
23. Физика планетных ионосфер, Бауэр З., 1976
24. Околоземное космическое пространство: Справочные данные, Джонсон Ф. С., ред., 1966
25. Ионосферные процессы, Поляков В. М., Щепкин Л. А., Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д., 1968
26. Электромагнетизм и внутреннее строение Земли, Рикитаки Т., 1968
27. Результаты фундаментальных космических исследований в России. 1999—2001. Справочные материалы к национальному докладу, Боярчук А. А., ред., 2004
28. Результаты фундаментальных космических исследований в России. 1999—2001. Национальный доклад, Боярчук А. А., ред., 2004
29. Теория распространения радиоволн в ионосфере, Гинзбург В. Л., 1949
30. Введение в системы космической связи, Крэсснер Г. Н., Михаелс Д. В., 1967
31. Космическое оружие: дилемма безопасности, Арбатов А. Г., Васильев А. А., Велихов Е. П., Верещетин В. С., Герасев М. И., Кокошин А. А., Коновалов А. А., Кулик С. А., Назиров Р. Р., Ознобищев С. К., Прилуцкий О. Ф., Родионов С. Н., Сагдеев Р. З., Сергеев В. М., 1986
32. Звёзды: их рождение, жизнь и смерть. — 3-е изд., перераб., Шкловский И. С., 1984
33. Численное моделирование в астрофизике, Сентрелла Д. М., Лебланк Д. М., Бауэрс Р. Л., ред., 1988
34. Астрофизика, 1967
35. 100 миллиардов солнц: Рождение, жизнь и смерть звёзд, Киппенхан Р., 1990