Сдвиговые течения (см. Рис.1) которые характеризуются тем, что скорость среды u всюду направлена в одном направлении, а величина скорости u является функцией поперечной к этому направлению координаты, — явление довольно распространенное в космической плазме. Течения плазмы подобной структуры возникают, например, при обтекании солнечным ветром планетных магнитосфер, а также в областях занятых высокоскоростными потоками солнечного ветра, когда на фоне «обычного», «спокойного» солнечного ветра возникают «струи» плазмы, имеющие значительно более высокие скорости, чем окружающая среда. Как свидетельствуют многочисленные эксперименты, выполненные на борту космических аппаратов, в областях, занятых сдвиговыми течениями солнечного ветра всегда наблюдаются интенсивные потоки сверхтепловых частиц, энергия которых на несколько порядков превосходит характерную тепловую энергию плазмы. Это свидетельствует о том, что в сдвиговых течениях бесстолкновительной плазмы реализуется процесс (или механизм) ускорения, трансформирующий энергию направленного движения плазмы в энергию небольшой доли ускоряемых частиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ярким примером течений струйного характера являются релятивистские джеты (струи) истекающие в окружающую среду со скоростями близкими к скорости света из ядер активных галактик (см. Рис. 2). О наличии большого количества ускоренных высокоэнергичных заряженных частиц в этих джетах свидетельствует тот факт, что порождаемое этими частицами нетепловое излучение «видно» на космологических расстояниях во всех диапазонах длин волн – от радио до гамма-диапазона включительно.

 В ИКФИА было установлено существование так называемого процесса фрикционного ускорения, позволяющего понять природу потоков высокоэнергичных частиц в областях, занятых сдвиговыми течениями плазмы (Бережко 1981, Письма в ЖЭТФ, 33, 416). Суть его состоит в том, что высокоэнергичная длиннопробежная частица рассеиваясь на вмороженных в среду неоднородностях поля, «чувствует» перепад скоростей среды в каждых двух последовательных точках рассеяния , за счет чего средний импульс частиц p растет во времени, согласно закону

 где – среднее время между рассеяниями, a – число порядка единицы. Физическая ситуация здесь аналогична той, что имеет место при осуществлении контакта холодного газа с горячим. За счет парных соударений молекулы холодного газа в среднем приобретают энергию. В случае сдвиговых течений бесстолкновительной плазмы роль горячего газа выполняют рассеиватели, а роль холодного – длиннопробежные подвергающиеся ускорению частицы.