Магнитное поле сложной группы

Для атмосферы Солнца в активной области удобен такой подход: магнитное поле можно считать известным, а по его изменениям определять движение атмосферной плазмы. Дело в том, что в активной области действует относительно очень сильное магнитное поле — его действие намного превосходит силы газового давления и силы инерции движущейся разреженной плазмы. Поэтому сама плазма мало влияет на структуру магнитного поля, эта структура почти целиком определяется расположенными на поверхности Солнца (фотосфере) источниками магнитного поля. К их числу относятся хорошо известные солнечные пятна и другие области, через которые из глубины Солнца в его атмосферу выходит магнитный поток (магнитные силовые линии). Все эти области можно для простоты рассматривать как полюса расположенных под фотосферой магнитов и считать, что эти полюса — единственный источник магнитного поля в солнечной атмосфере.

Подобное упрощение, однако, оказывается возможным лишь для полей простейшей структуры, например, для одиночного пятна или для пары пятен противоположной полярности — так называемой биполярной группы пятен. В этих случаях изменение размеров пятен или движение пятен приводит к соответствующему перемещению магнитных силовых линий и «приклеенной» к ним плазмы без появления каких-либо осложнений.

При этом движение жидкости, обладающей высокой электропроводностью, оказывается таким, что в ее каждом малом участке остается постоянным магнитный поток, или, что то же, число силовых линий, пересекающих этот участок. Образно принято говорить, что магнитные силовые линии вморожены в среду или «приклеены» к ней. Весь этот круг вопросов относится к компетенции специального раздела физики — магнитной гидродинамики, которая возникла прежде всего в связи с задачами динамики космической плазмы. Для нас здесь важен следующий вывод, сделанный магнитной гидродинамикой: в силу вмороженности магнитных силовых линий частицы плазмы при любых изменениях магнитного поля остаются все время на одних и тех же магнитных силовых линиях. Это свойство позволяет, с одной стороны, следить за изменением магнитного поля, если известно движение плазмы, а с другой — судить о движении плазмы, если известно изменение магнитного поля.

Рассмотрим более сложный случай, когда в атмосферу Солнца, в область уже существующего магнитного поля, начинает проникать из внутренних частей Солнца новый магнитный поток. Это типичная ситуация для активных областей, где как бы всплывают на солнечную поверхность сильные магнитные поля, родившиеся в недрах Солнца. Предположим для — простоты, что «старое» поле образовано двумя пятнами, двумя «магнитами» противоположимеет такой же вид, как поле четырех чередующихся магнитных полюсов; имеется точка, где напряженность магнитного поля равна нулю (нулевая точка). Пусть теперь между их полюсами начинают появляться два полюса «нового» поля, причем так, что полярности «старых» и «новых» пятен чередуются, а все пятна расположены на одной линии.

Картину магнитных силовых линий такой совокупности пятен нетрудно восстановить в том случае, если атмосфера отсутствует (вакуум) или газ электрически нейтрален, как это было бы, например, в воздухе. В таких условиях вся совокупность магнитных силовых линий делится на четыре группы, к каждой из них относятся линии, соединяющие определенную пару пятен. Так, каждый из полюсов северной полярности связан вполне определенной группой магнитных силовых линий с каждым из полюсов южной полярности. Как видно, эти группы разделены граничными силовыми линиями, или, как их называют, сепаратрисами, которые пересекаются в одной точке на некоторой высоте над фотосферой. В рассматриваемой простой картине, когда все силовые линии лежат в плоскости чертежа, в точке пересечения сепаратрис напряженность магнитного

Однако это нереально. Угольный пласт весьма своеобразное твердое тело. Зачастую он представляет собою как бы слоеный пирог: слои угля разделены более прочными прослойками Различных пород При этом и сами слои угля неоднородны они испещрены микротрещинами, в слоях этих встречаются очень крепкие минеральные включения.

Положение осложняется еще и тем, что над угольным пластом залегает толща пород, вызывающая давление. Надо учитывать также что в порах и микротрещинах находится газ (метан). Такое неоднородное твердое тело, как пласт угля, сегодня мы не можем описать математическими формулами а известные методы оценки прочности не достаточными для расчета сил, нужных для его разрушения.

Поэтому проблему нахождения оптимальных условий приходится решать, руководствуясь результатами исследовании.