Kaj je sončni veter?
Sonce vsak trenutek izžareva v vesolje tok ioniziranih delcev, ki ga oddaja zunanja plast (sončna korona) z ogromno hitrostjo, ki doseže 1200 km / s. Njeni neskončni "vrtinci" obkrožajo Zemljo, prežemajo prostor osončja in celo segajo daleč čez njega. Vse zvezde ga lahko oddajajo in v tem primeru se imenuje zvezdni veter. Pretok delcev Sonca lahko imenujemo tudi zvezdni veter Sonca in pri tem ne bo napak.
Zgodovina koncepta
Znanstvena ideja človeka o svetu se nenehno spreminja. Proces zanikanja prejšnjih dogem in konceptov omogoča nov pogled na obstoječo resničnost.
Dolgo časa je znanost štela statično krono katere koli zvezde. Se pravi, da je sila gravitacije uravnovešala tlačno silo jedrskih in termonuklearnih eksplozij in ni dovolila, da bi se tokovi rdeče vroče snovi sproščali iz samega sebe v okoliški prostor.
Angleški geofizik in astronom Sidney Chapman je v svojem času ustvaril in razvil teorijo o stabilnosti sončne atmosfere. Njegova hipoteza je razdelila astrofizično skupnost. Vse to bi se nadaljevalo do našega časa. Vendar je bil najden moški, ki je odločno in nepreklicno ovrgel stališča slavnega znanstvenika.
Ime mu je Eugene Newman Parker. Ameriški astrofizik je nanesel močan udarec pojmu svojega angleškega kolega. S svojimi pionirskimi razvoji je uspel dokazati nepovratnost odliva snovi iz krone. Poleg tega se je pojavilo zelo radovedno dejstvo: ko se odmaknete od Sonca, se hitrost sončnega vetra znatno poveča, doseže nadzvočne vrednosti, nato pa se zmanjša in postane stabilna. Mimogrede, meje njegove razporeditve še niso določene in čakajo na svoje odkritje.
Meritve, izvedene na prvem medplanetarnem vesoljskem plovilu, so potrdile pravilne zaključke Y. Parkerja. Malo kasneje so astronomi odkrili podobne zvezdne vetrove v prostranosti številnih galaksij.
Kako se pojavi sončni veter?
Razlog za pojav toka, sestavljenega iz mešanice pozitivno in negativno nabitih delcev, je plazma, ki se nenehno tvori znotraj Sonca. Nastane kot posledica neskončnih reakcij termonuklearne fuzije, ki segreva središče zvezde na več deset milijonov stopinj Celzija. Tako ioniziran plin, ki se segreva na ta način, hitro izbruhne iz pogojno "omejene prostornine", ki leti daleč preko meja našega zvezdnega sistema.
Zanimivo dejstvo: meje tega volumna so posledica velikanskih sil gravitacije, "kot da zamašijo eksplozije številnih vodikovih bomb neomejenega volumna", ki izhajajo iz ogromne velikosti naše svetilke. In je 109-krat večji od Zemlje. Rezultat tega procesa je segrevanje sončne korone na milijon stopinj Celzija zaradi vrste mikroeksplozij plazme, ki so se "sprostili".
Septembra 2016 so ameriškim znanstvenikom, ki so z NASA-inimi opazovalnicami STEREO prvič ogledali proces pojava sončnega vetra. Po njihovi izjavi je to, kar se dogaja, identično s sproščanjem vode: najprej tok gre v en tok, nato pa se razbije na ločene delce, ki postajajo manjši in manjši, dokler se ne tvori plinast "oblak".
Študija pojava
Zahodnonemški astronom Ludwig Birman, ki je proučeval strukturo kometnih repov, je sedem let pred Yuem Parkerjem predlagal obstoj korpuskularnega sevanja iz Sonca, ki ga danes imenujemo sončni veter. Tok nabitih delcev, ki se prebije skozi koronalne luknje (območja na površini naše zvezde, ki jih magnetno polje ne prekriva), se zaletava v odprt prostor.
Prva meritev tehničnih parametrov sončnega vetra je bila izvedena na sovjetski medplanetarni avtomatski postaji Luna-2 leta 1959.
Tri leta kasneje je ameriški satelit Mariner-2 opravil mesece raziskav edinstvenega vesoljskega pojava. Nadaljnje študije je nadaljevala mednarodna postaja SOHO in številni nacionalni programi upravljanja - NASA, ZDA. Znanstvena dejavnost na področju preučevanja sončnega vetra je razširila svoja obzorja s površine Sonca na sam rob zvezdnega sistema.
Sončna hitrost vetra
Velikega znanstvenega in praktičnega pomena je merjenje, pa tudi preučevanje zakonov gibanja toka vodikove plazme, ki je osnova sončnega vetra.
Originalno ionizirani delci helija, vodika, železa, silicija, žvepla in številni drugi kemični elementi se premikajo s hitrostjo 300-450 km / s.
Zanimivo dejstvo: med izstrelki sonca ali koronalno maso se hitrost pretoka poveča, do 1200 km / s! Sončni veter se spremeni v "sončni orkan", ki povzroči cel kup edinstvenih naravnih in fizičnih pojavov.
V prihodnosti se sončna vetrna hitrost toka poveča in doseže 400 - 800 km / s blizu Zemlje (tu se konča njegov pospešek). 1.500.000 km / h (420 km / s) na območju Marsa. Na razdalji do 10 milijard km od vira sevanja je hitrost gibanja sončno nabitih delcev približno - 1.000.000 km / h (280 km / s). Nadalje pod vplivom medzvezdnega medija oslabi.
Na dinamiko sončnega vetra vplivata dva dejavnika: privlačne sile sonca in pritisk v toku. Izračuni, podkrepljeni s praktičnimi raziskavami (leti ameriškega Voyagerja - 1, - 2 "in" Pioneer - 10, - 11 "), so pokazali konstantnost hitrosti iztoka nasprotno nabitih delcev, ki so že zunaj orbite našega planeta.
Vrste sončnega vetra
Narava ioniziranega sončnega toka je urejena in je razdeljena na dve vrsti:
- miren (počasen ali hiter);
- ogorčeni.
Mirno - počasi
Počasi sončni veter se pojavlja v črevesju ekvatorja naše svetilke, v obdobjih toplotne ekspanzije ioniziranih plinov. Dinamični proces pospeši koronalno plazmo do nadzvočnih hitrosti približno 400 km / s. Po svoji strukturi je počasen tok gostejši in širši od hitrega.
Mirno - hitro
Koronske luknje so rojstni kraj hitrega sončnega vetra. Tok tega vetra lahko poteče več mesecev in "napada" Zemljo s periodičnostjo vrtenja Sonca, ki traja 27 dni.
Ogorčeni
Vzrok za motene pretoke je: manifestacija samega koronalnega izliva, pa tudi pojav kompresijskih mest v medplanetarnem prostoru pred prihajajočimi izlivi koronalnih mas ali hiter sončni veter.
Medplanetarni udarni val
Pred pojavom kozmičnega udarnega vala sledijo "napadi" hitrega sončnega vetra na "počasnega brata", trk nabitih tokov koronskih delcev z Zemljino magnetosfero, eksplozija supernove, trk galaksij.
Zanimivo dejstvo: pred mesecem in pol se je pojavilo sporočilo, da je NASA sposobna izmeriti moč udarnega vala sončnega vetra. Zaporedno umeščanje v prostor 4 posebej opremljene, opremljene s potrebno opremo, večstranskih satelitov; Ameriški raziskovalci so dobesedno "ujeli" trenutek znanstvenega uspeha. In dvojno: kot rezultat poskusa smo dobili podatke najvišje natančnosti o naravi in parametrih gibanja sončnih delcev.
Udarni val je območje trka hitro premikajočega se medija (plina) z nekakšno oviro (na primer: sončni veter z Zemljino magnetosfero), ki ustvarja "fronto" ostre spremembe fizikalnih parametrov dohodnega pretoka (tlak, gostota, temperatura, raven naboja delcev in številni drugi kazalniki).
Širjenje sončnega vetra v vesolju
Če se oddaljujemo od svojega »potomca« - Sonca, veter oslabi in preide skozi več obmejnih območij. Prvi od njih se odstrani z zvezde na razdalji 95 AU (AU - astronomska enota, ki je enaka povprečni razdalji Zemlje do Sonca in znaša 149 598 100 ± 750 km).Tako imenovana „meja udarnih valov“. Na njej je zaviranje sončnega vetra od nadzvočnih hitrosti.
Ko je odletel še 40 AU, je tok ioniziranih delcev pod vplivom medzvezdne snovi popolnoma zaviran. Mejo inhibicije, ki jo določajo astrofizični procesi, imenujemo heliopavza. Prostorsko območje, ki ga omeji heliopavza, imenujemo heliosfera. Njene dimenzije niso enake:
- 73 a.u. z južne strani;
- 85 a.u. s severne strani.
Astrofizični podatki so bili dobljeni zaradi izstrelitve dveh ameriških vesoljskih plovil serije Voyager, namenjenih preučevanju meja sončnega sistema. Pred kratkim je Voyager 2 potrdil podatke Voyager 1.
Sončni veter in zemlja
Nenehno spreminjanje tokov sončnega vetra bi lahko zlahka uničilo vse življenje na površini Zemlje. Za zaščito pred tako "grozljivim orožjem" je "zanesljiv ščit" v obliki magnetosfere. Pariteta tega soočenja je precej spremenljiva in pogosto povzroča geomagnetne nevihte. Ni presenetljivo, da je leta 1990 postal pomemben izraz "vesoljsko vreme", ki v glavnem odraža trenutno stanje zemeljskega magnetnega polja.
Ustvarjalec znanosti o heliobiologiji, ki preučuje vpliv naše svetilke na vitalne funkcije kopenskih organizmov, je bil sovjetski znanstvenik A. L. Čiževski. Zahvaljujoč njemu in številnim drugim raziskovalcem je bilo mogoče razjasniti zakone, ki urejajo učinke razlik v sončni aktivnosti na človeško telo, povečati in zmanjšati donos gojenih rastlin ter množiti in zmanjšati populacije ptic, rib in živali.
Odkrili in preučevali so cikličnost obdobij vpliva Sonca na Zemljo. Redna poročila o stopnji aktivnosti geomagnetnega ozadja so postala običajna. Ljudje, ki trpijo za kroničnimi boleznimi, imajo potrebne informacije, da pravočasno sprejmejo pravo zdravilo. Sodobna rastlinarstvo in živinoreja je prav tako "oborožena" z znanjem, da svoje dejavnosti izvajajo kar najbolj optimalno.
Zanimivost: Po ugotovitvah N. S. Shcherbinsky pogostost prihoda kobilic na polja sovpada z 11-letnim ritmom Sonca.
Znanost gre naprej in kliče mlade. Danes lahko vsak izmed njih dobi specialiteto heliobiologa, saj je diplomiral na specializiranem visokošolskem zavodu.
Naravni pojavi, ki jih povzroča sončni veter
Sončev veter, ki leti okoli Zemlje, povzroča veliko naravnih pojavov. Med njimi: magnetne nevihte, aurore, sevalni pasovi planeta. Še ne tako dolgo nazaj se je pokazal vzorec povečanja števila strele zaradi povečanja pretoka ioniziranih delcev naše zvezde.
Sončni veter ustvarja številne geofizične pojave. Na številnih mestih se bo povečal izpust plinastega radona iz zemeljskega površja, kar lahko privede do povečanja radioaktivnosti v atmosferi. Med sončno aktivnostjo in povečanjem števila potresov obstaja povezava. Magnetna nevihta bistveno spremeni električno polje na Zemljini površini in vodi do skokov atmosferskega tlaka.
Nevarnost sončnega vetra
Močne emisije s površine svetilnice motijo radijsko komunikacijo, motijo delovanje računalnikov, povzročajo okvare v komunalnih omrežjih in ustvarjajo "škodljive" električne tokove v kovinskih konstrukcijah in napravah.
Grožnje napadov sončnega vetra, ki so povzročile številne težave, so ustvarile potrebo po skrbnem opazovanju in napovedovanju magnetnih neviht na našem planetu. Vremenske službe po vsem svetu so opremljene s potrebno opremo in nenehno signalizirajo nihanja magnetnega ozadja Zemlje. Razvita je tehnologija za prepoznavanje prihodnjih žarišč potresne dejavnosti in za opozarjanje prebivalstva na neposredno nevarnost.
Zanimivo dejstvo: Obstaja znanstvena hipoteza o pojavu vode na lunini površini zaradi vpliva sončnega vetra.Zaznavanje tekočine vzbuja upanje in optimizem v možnostih za prihodnji razvoj najbližjega vesoljskega »soseda«.
Možnosti uporabe sončnega vetra
Glede na vse obstoječe značilnosti tako edinstvenega kozmičnega pojava, kot je sončni veter, je zelo zanimivo najti praktične aplikacije zanjo.
Pionir pri ustvarjanju tako imenovanega "električnega jadra", "sončnega jadra" (vesoljskega plovila, ki se premika zaradi energije nabitih delcev sončnega vetra), je bil finski znanstvenik Pekka Janhunen.
Spomladi 2013 je estonski satelit ESTCube-1, opremljen s to napravo, izstrelil v orbito. Žal je bil poskus neuspešen, saj se jadro ni moglo odpreti.
Obstajajo tudi drugi mamljivi projekti: uporaba tokov koronske snovi za prenos informacij ali ustvarjanje "ionostacij" v orbiti planetov za proizvodnjo električne energije.
Prihodnost našega sonca
Znanstvena analiza daje napoved za 5 milijard let obstoja naše svetilnice. Vsako sekundo izgubi do 600 milijonov ton vodika, je obsojen, da postane najprej rdeči velikan, nato pa bel palček. Po poti, ko je izčrpal vse svoje rezerve energije v obliki vodika in helija. Najbolj neprijetno je, da bo nenehno razširjajoče se Sonce stopilo Merkur, Venero in morda tudi Zemljo. Vsekakor bo življenje na planetu popolnoma izginilo.
Torej je človeštvo dolžno razmišljati o svoji prihodnosti in organizirati naselitev v druge svetove zunaj našega osončja. Neizogibno je. Veliki možje: o tem je neposredno spregovoril ruski znanstvenik Tsiolkovsky, britanski astrofizik Stephen Hawking. Luna, Mars, Ceres, Pluton - seznam potencialnih kolonij se širi. Torej: "Naj sončni veter piha v jadra vesoljskih ladij zemljanov, nevihta v vesolju vesolja!"
