Каждое из небесных тел в пределах Солнечной системы существует не изолированно, а подвержено влиянию происходящих на Солнце процессов. Изменение солнечной активности сопровождается значительными вариациями потоков электромагнитного и корпускулярного излучений, которые непосредственно взаимодействуют прежде всего с самыми внешними областями пространства, примыкающего к планете — ее верхней атмосферой, ионосферой, магнитосферой. Газовый и магнитный «щиты» планеты препятствуют прямому проникновению к поверхности наиболее жесткой части солнечного спектра (ультрафиолетовых и рентгеновских лучей) и наиболее энергичных заряженных частиц, присутствующих в потоках солнечной плазмы. «Принимая удар на себя», области околопланетного пространства претерпевают серьезные изменения — молекулы распадаются на атомы (диссоциируются), часть атомов и молекул ионизуется и образуется ионосфера, часть силовых линий магнитного поля планеты «сносится» на ночную сторону, образуя её «магнитный шлейф».
В магнитном поле происходят процессы ускорения и фокусировки частиц солнечной плазмы, которые, вторгаясь в атмосферу, вызывают грандиозные природные явления — полярные сияния. Частицы, захватываемые на силовые линии магнитного поля, образуют радиационные пояса. В отсутствие поля возникают иные эффекты, главную роль играет ионосфера.
Наиболее характерной особенностью взаимодействия солнечной плазмы с Венерой и Марсом является образование переходной зоны (ионопаузы) с дневной стороны планеты в области, расположенной за ударной волной на высотах примерно 500—1000 км. Радиационных поясов у них нет. Ионопауза образуется в зоне, где давление солнечного ветра (составляющее для Венеры приблизительно одну стомиллиардную долю миллибара) примерно уравновешивается давлением ионосферных заряженных частиц вместе с давлением собственного магнитного поля планеты. В идеальной модели ионосферы бесконечной проводимости токи, индуцированные потоком солнечного ветра, лежат на поверхности ионопаузы и непосредственно в примыкающей к ней сверху области. Поэтому результирующее индуцированное магнитное поле расположено вне ионосферы. Видимо, примерно аналогичная ситуация сохраняется и в более реальном случае ионосферы конечной проводимости, поскольку время магнитной диффузии значительно больше времени изменения направления межпланетного магнитного поля, и диффузия последнего в невозмущенную ионосферу пренебрежимо мала.
На самом деле картина взаимодействия является значительно более сложной и имеет ряд специфических черт отдельно для Венеры и Марса, как это было выявлено по результатам плазменных экспериментов на искусственных спутниках этих планет.
Комплексный характер процессов в области обтекания, помимо образования промежуточной зоны, отождествляемой с ионопаузой, включает также в себя последовательность разогрева и термализации ионов, образование зоны разрежения за ударной волной и много других особенностей. К ним, в частности, относятся обнаруженные необычайно высокие температуры электронов и ионов в ионосфере Венеры — соответственно около 5000 К и 1000 К, т. е. примерно на порядок превышающие экзосферную температуру этой планеты. Это свидетельствует о неэффективности процессов температурной релаксации, в отличие от того, что наблюдается на Земле, где электронно-ионная и нейтральная температуры вплоть до 500—1000 км не имеют больших различий. Причем самое удивительное то, что почти столь же высокие значения электронной и ионной температуры сохраняются и на ночной стороне, на фоне температуры основной (нейтральной) атмосферы 100 К. Это заставляет искать механизмы подвода энергии на ночную сторону планеты и ночной ионизации, которые, вероятнее всего, связаны с интенсивным динамическим обменом и процессами электромагнитного взаимодействия.
Метки: температурная релаксация, Марс, ионопауза, солнечная активность, Венера, экзосферная температура Венеры, Солнечная система