Какво е слънчев вятър?

Слънчев вятър

Това е концепция на художника за глобалното магнитно поле на Земята с удар на лъка. Земята е в средата на изображението, заобиколена от нейното магнитно поле, представено с лилави линии. Носовият удар е синият полумесец вдясно. Много енергийни частици в слънчевия вятър, представени в злато, се отклоняват от магнитния „щит“ на Земята. (Изображение кредит: Уолт Феймер (HTSI)/НАСА/Лаборатория за концептуални изображения на космическия полет на Годард)

Слънчевият вятър излъчва плазма и частици от слънцето в космоса. Въпреки че вятърът е постоянен, неговите свойства не са. Какво причинява този поток и как влияе на Земята?



Ветровита звезда

The Короната , външният слой на слънцето, достига температури до 2 милиона градуса по Фаренхайт (1,1 милиона градуса по Целзий). На това ниво гравитацията на слънцето не може да задържи бързо движещите се частици и те изтичат далеч от звездата.

Дейността на Слънцето се променя в хода на 11-годишния си цикъл, като с течение на времето се променят броя на слънчевите петна, нивата на радиация и изхвърления материал. Тези промени засягат свойствата на слънчевия вятър, включително неговото магнитно поле, скорост, температура и плътност. Вятърът също се различава в зависимост от къде на слънце идва от и колко бързо се върти тази част.

Скоростта на слънчевия вятър е по -висока над коронарните дупки, като достига скорост до 800 мили (800 километра) в секунда. Температурата и плътността над коронални дупки са ниски и магнитното поле е слабо, така че линиите на полето са отворени към космоса. Тези дупки се появяват на полюсите и ниските географски ширини, достигайки най -големите си, когато активността на слънцето е минимална. Температурите при силен вятър могат да достигнат до 1 милион F (800 000 C).

При коронален стример около екватора, слънчевият вятър се движи по -бавно, с около 200 мили (300 км) в секунда. Температурите при бавен вятър достигат до 2,9 милиона F (1,6 милиона C).

Слънцето и неговата атмосфера са изградени от плазма, смес от положително и отрицателно заредени частици при изключително високи температури. Но когато материалът напуска слънцето, носен от слънчевия вятър, той става все по-газообразен.

„Докато се отдалечавате от слънцето, силата на магнитното поле намалява по -бързо от налягането на материала“, казва Крейг ДеФорест, соларен физик от Югозападния изследователски институт (SwRI) в Боулдър, Колорадо изявление . 'В крайна сметка материалът започва да действа повече като газ, а по -малко като магнитно структурирана плазма.'

Засягащи Земята

Докато вятърът се отдалечава от слънцето, той носи заредени частици и магнитни облаци . Излъчвани във всички посоки, част от слънчевия вятър непрекъснато бушува нашата планета с интересни ефекти.

Ако материалът, пренесен от слънчевия вятър, достигне повърхността на планетата, неговата радиация би нанесла сериозни щети на всеки съществуващ живот. Магнитното поле на Земята служи като щит, пренасочвайки материала около планетата, така че да тече отвъд нея. Силата на вятъра разтяга магнитното поле, така че да се изглади навътре от слънчевата страна и да се разтегне от нощната страна.

Понякога слънцето изплюва големи изблици на плазма, известни като изхвърляне на коронална маса (CME) или слънчеви бури. По -често срещани през активния период на цикъла, известен като слънчев максимум, CME имат по -силен ефект от стандартния слънчев вятър. [ Снимки: Зашеметяващи снимки на слънчеви изригвания и слънчеви бури ]

„Слънчевите изхвърляния са най-мощните двигатели на връзката слънце-Земя“, казва НАСА на своя уебсайт за Обсерватория за слънчеви сухоземни отношения (STEREO) . „Въпреки тяхното значение, учените не разбират напълно произхода и еволюцията на CME, нито тяхната структура или обхват в междупланетното пространство.“ Мисията STEREO се надява да промени това.

Когато слънчевият вятър пренася CME и други мощни изблици на радиация в магнитното поле на планетата, това може да предизвика притискане на магнитното поле от задната страна, процес, известен като магнитно повторно свързване. След това заредените частици се връщат обратно към магнитните полюси на планетата, причинявайки красиви дисплеи, известни като полярното сияние в горните слоеве на атмосферата. [ Снимки: Невероятни сияния от 2012 г. ]

Въпреки че някои тела са екранирани от магнитно поле, други нямат защита. Луната на Земята няма с какво да я защитава, затова поема пълната тежест. Меркурий, най -близката планета, има магнитно поле, което я предпазва от обикновения стандартен вятър, но поема пълната сила на по -мощни изблици като CME.

Когато потоците с висока и ниска скорост взаимодействат помежду си, те създават плътни области, известни като области на съвместно въртящо се взаимодействие (CIRs), които предизвикват геомагнитни бури, когато взаимодействат с земната атмосфера.

Слънчевият вятър и заредените частици, които носи, могат да повлияят на спътниците на Земята и Глобални системи за позициониране (GPS). Мощните изблици могат да повредят спътниците или да изтласкат GPS сигналите с десетки метри.

Слънчевият вятър разтърсва всички планети в Слънчевата система. Мисията на НАСА New Horizons продължи да го открива, докато пътуваше между Уран и Плутон.

„Скоростта и плътността са средни заедно с излизането на слънчевия вятър“, казва Хедър Елиът, космически учен от SwRI в Сан Антонио, Тексас в изявление . „Но вятърът все още се нагрява чрез компресия, докато се движи, така че можете да видите доказателства за модела на въртене на слънцето в температурата дори във външната Слънчева система.

Изучаване на слънчевия вятър

Знаем за слънчевия вятър от 50 -те години на миналия век, но въпреки обширното му въздействие върху Земята и върху астронавтите, учените все още не знаят как се развива той. Няколко мисии през последните няколко десетилетия се опитват да обяснят тази мистерия.

Стартирано на 6 октомври 1990 г., Мисията на НАСА „Улис“ изучава слънцето на различни географски ширини. Той измерва различните свойства на слънчевия вятър в продължение на повече от дузина години.

The Усъвършенстван сателит на Composition Explorer (ACE) обикаля в една от специалните точки между Земята и Слънцето, известна като точката на Лагранж. В тази област гравитацията от слънцето и планетата се дърпа еднакво, поддържайки спътника в стабилна орбита. Стартиран през 1997 г., ACE измерва слънчевия вятър и осигурява измервания в реално време на постоянния поток от частици.

Космическият кораб-близнак на НАСА, STEREO-A и STEREO-B изследва ръба на слънцето, за да види как се ражда слънчевият вятър. Стартиран през октомври 2006 г., STEREO предостави „уникален и революционен поглед върху системата Слънце-Земя“, според НАСА .

Нова мисия се надява да освети слънцето и неговия слънчев вятър. На НАСА Слънчева сонда Parker , планиран за пускане през лятото на 2018 г., има за цел да „докосне слънцето“. След няколко години тясно обикаляне около звездата, сондата ще се потопи в короната за първи път, използвайки комбинация от изображения и измервания, за да революционизира разбирането на короната и да увеличи разбирането за произхода и еволюцията на слънчевия вятър.

„Слънчевата сонда на Parker ще отговори на въпроси, свързани с физиката на Слънцето, които сме озадачени повече от шест десетилетия“, казва ученият от Паркър соларна сонда Никола Фокс от лабораторията по приложна физика на университета Джон Хопкинс. изявление . „Това е космически кораб, натоварен с технологични пробиви, който ще разреши много от най -големите загадки за нашата звезда, включително откриване защо короната на слънцето е толкова по -гореща от повърхността й.“

Допълнителни ресурси

Следвайте Нола Тейлър Ред на @NolaTRedd , Facebook , или Google+ . Последвайте ни на @Spacedotcom , Facebook или Google+ .