Što je solarni vjetar?

Svakog trenutka Sunce zrači u svemir struju ioniziranih čestica koje emitira vanjski sloj (solarna korona) ogromnom brzinom koja doseže 1200 km / s. Njegovi beskrajni "vrtlozi" okružuju Zemlju, prožimaju prostor Sunčevog sustava, pa čak i prelaze dalje od njega. Sve zvijezde mogu je emitirati i u ovom se slučaju naziva zvjezdani vjetar. Tok čestica Sunca također se može nazvati zvjezdani vjetar Sunca i u tome neće biti pogreške.

Povijest koncepta

Znanstvena ideja osobe o svijetu neprestano se mijenja. Proces negiranja prethodnih dogmi i koncepata omogućuje svjež pogled na postojeću stvarnost.

Dugo je znanost smatrala statičku krunu bilo koje zvijezde. Odnosno, sila gravitacije, kao što je bila, izbalansirala je silu pritiska nuklearne i termonuklearne eksplozije i nije dopuštala da se tokovi crvene vruće tvari otpuštaju iz sebe u okolni prostor.

Engleski geofizičar i astronom Sidney Chapman u svoje je vrijeme stvorio i razvio teoriju o stabilnosti solarne atmosfere. Njegova hipoteza podijelila je astrofizičku zajednicu. Sve bi to nastavilo do našeg vremena. Međutim, pronađen je čovjek koji je odlučno i neopozivo opovrgnuo stavove slavnog znanstvenika.

Zove se Eugene Newman Parker. Američki astrofizičar zadao je suvišan udarac konceptu svog engleskog kolege. Svojim pionirskim razvojem uspio je dokazati nepovratnost odljeva materije iz krune. Štoviše, pojavila se vrlo znatiželjna činjenica: kako se udaljavate od Sunca, brzina solarnog vjetra znatno se povećava, dostižući nadzvučne vrijednosti, a zatim opada i postaje stabilna. Usput, granice njegove distribucije još nisu određene i čekaju svoje otkrivače.

Mjerenja provedena na prvoj međuplanetarnoj svemirskoj letjelici potvrdila su ispravne zaključke Y. Parkera. Nešto kasnije astronomi su otkrili slične zvjezdane vjetrove u prostranstvu brojnih galaksija.

Kako se pojavljuje solarni vjetar?

Razlog za pojavu struje koja se sastoji od mješavine pozitivno i negativno nabijenih čestica je plazma koja se stalno formira unutar Sunca. Nastaje kao rezultat beskrajnih fuzijskih reakcija, zagrijavajući centar zvijezde na nekoliko desetaka milijuna Celzijevih stupnjeva. Ionizirani plin zagrijan na ovaj način brzo se izbija iz uvjetno "ograničene zapremine", leti daleko izvan granica našeg zvjezdanog sustava.

Zanimljiva činjenica: granice ovog volumena nastaju zbog gigantskih sila gravitacije, "kao da začepljuju eksplozije mnogih vodikovih bombi neograničenog volumena", koje proizlaze iz ogromne veličine naše svjetiljke. I 109 puta je veća od Zemlje. Rezultat procesa je zagrijavanje sunčeve korone na milijun Celzijevih stupnjeva, zbog niza mikroeksplozija plazme "izbjegnute slobode".

U rujnu 2016. američki su znanstvenici pomoću NASA-ovih opservatorija STEREO prvi put uspjeli otkriti proces pojave solarnog vjetra. Prema njihovoj izjavi, ono što se događa identično je ispuštanju vode: isprva potok ide jednim tokom, a zatim se raspada na odvojene čestice, koje postaju sve manje i manje dok se ne stvori plinoviti "oblak".

Proučavanje fenomena

Sedam godina prije Yu. Parker-a, zapadnonjemački astronom Ludwig Birman, proučavajući strukturu repova kometa, sugerirao je postojanje korpuskularnog zračenja iz Sunca, koje danas nazivamo solarnim vjetrom. Tok nabijenih čestica, probijajući se kroz koronalne rupe (područja na površini naše zvijezde koja nisu prekrivena magnetskim poljem), juri u otvoren prostor.

Prvo mjerenje tehničkih parametara solarnog vjetra izvršeno je na sovjetskoj međuplanetarnoj automatskoj stanici Luna-2 1959. godine.

Tri godine kasnije, američki satelit "Mariner-2" proveo je višemjesečno istraživanje jedinstvene svemirske pojave. Daljnja su istraživanja nastavila međunarodna postaja SOHO i niz nacionalnih programa upravljanja - NASA, SAD. Znanstvena aktivnost na proučavanju sunčevog vjetra proširila je svoje horizonte s površine Sunca do samog ruba zvjezdanog sustava.

Sunčeva brzina vjetra

Od velikog znanstvenog i praktičnog interesa je mjerenje, kao i proučavanje zakona kretanja protoka vodikove plazme, koji čini osnovu sunčevog vjetra.
Izvorno ionizirane čestice helija, vodika, željeza, silicija, sumpora i brojnih drugih kemijskih elemenata kreću se brzinom od 300-450 km / s.

Zanimljiva činjenica: tijekom izbacivanja sunca ili koronalnih masa brzina protoka se povećava i do 1200 km / s! Solarni se vjetar pretvara u "solarni uragan", uzrokujući čitav niz jedinstvenih prirodnih i fizičkih fenomena.

U budućnosti se solarni vjetar brzine struje povećava, dostižući 400 - 800 km / s u blizini Zemlje (tu se završava njegovo ubrzanje). 1.500.000 km / h (420 km / s) u Marsovoj regiji, Na udaljenosti do 10 milijardi km od izvora zračenja, brzina kretanja čestica nabijenih solarnom energijom iznosi otprilike - 1.000.000 km / h (280 km / s). Nadalje, pod utjecajem međuzvezdanog medija, ona slabi.

Na dinamiku solarnog vjetra utječu dva faktora: privlačne sunčeve sile i pritisak unutar struje. Izračuni, potkrijepljeni praktičnim istraživanjima (letovi američkog Voyagera - 1, - 2 "i" Pioneer - 10, - 11 "), pokazali su postojanost brzine odljeva nasuprot nabijenih čestica koje su već izvan orbite našeg planeta.

Vrste sunčevog vjetra

Priroda ioniziranog strujanja sunca je poredana i podijeljena je u dvije vrste:

• mirno (sporo ili brzo);
• pobjesnio.

Mirno - polako

Polagan solarni vjetar javlja se u utrobi ekvatora našeg svjetla, tijekom razdoblja toplinskog širenja ioniziranih plinova. Dinamički proces ubrzava koronalnu plazmu do nadzvučne brzine od oko 400 km / s. U svojoj je struji spor tok gušći i širi od brzog.

Mirno - brzo

Koronalne rupe rodno su mjesto brzog solarnog vjetra. Putovi ovog vjetra mogu istjecati mjesecima, "napadajući" Zemlju s periodičnom rotacijom Sunca u trajanju od 27 dana.

Pobjesnio

Uzrok uznemirenih tokova je: očitovanje samog koronalnog izbacivanja, kao i pojava mjesta kompresije u međuplanetarnom prostoru prije nadolazećih izbacivanja koronalnih masa ili brzog solarnog vjetra.

Međplanetarni udarni val

Pojavi kosmičkog udarnog vala prethodi: "Napad" brzog solarnog vjetra na "sporog brata", Sudar nabijenog toka koronalnih čestica sa Zemljinom magnetosferom, eksplozija supernove, sudar galaksija.

Zanimljiva činjenica: prije mjesec i pol dana pojavila se poruka da je NASA u stanju izmjeriti jačinu udarnog vala solarnog vjetra. Sekvencijalno postavljanje u prostor 4 posebno opremljena, opremljena potrebnom opremom, višestrukim satelitima; Američki istraživači doslovno su "uhvatili" trenutak znanstvenog uspjeha. I dvostruko: kao rezultat pokusa dobiveni su podaci najviše točnosti o prirodi i parametrima gibanja solarnih čestica.

Udarni val je područje sudara medija koji se brzo kreće (plin) s nekom vrstom prepreka (na primjer: solarni vjetar sa Zemljinom magnetosferom), stvarajući "prednju" oštru promjenu fizičkih parametara incidentnog protoka (pritisak, gustoća, temperatura, razina naboja čestica i niz drugih pokazatelja).

Širenje sunčevog vjetra u svemiru

Odmičući se dalje od svog „prethodnika“ - Sunca, vjetar slabi i prolazi kroz nekoliko pograničnih područja. Prvi od njih uklanja se iz zvijezde na udaljenosti od 95 AU (AU - astronomska jedinica jednaka prosječnoj udaljenosti od Zemlje do Sunca i iznosi 149 598 100 ± 750 km).Takozvana "granica udarnog vala". Na njoj je kočenje solarnog vjetra od nadzvučnih brzina.

Proletjevši još 40 AU, protok ioniziranih čestica pod utjecajem međuzvjezdane materije potpuno je inhibiran. Granica inhibicije određena astrofizičkim procesima naziva se heliopauza. Prostorna regija omeđena heliopauzom naziva se heliosfera. Njene dimenzije nisu iste:

• 73 a.u. s južne strane;
• 85 a.u. sa sjeverne strane.

Astrofizički podaci dobiveni su lansiranjem 2 američke svemirske letjelice serije Voyager, dizajnirane za proučavanje granica Sunčevog sustava. Nedavno je Voyager 2 potvrdio podatke Voyager 1.

Solarni vjetar i zemlja

Stalno mijenjanje strujanja sunčevog vjetra moglo bi lako uništiti sav život na površini Zemlje. Da bi se zaštitilo od takvog "groznog oružja", postoji "pouzdan štit" u obliku magnetosfere. Paritet ovog sukoba je prilično promjenjiv i često izaziva geomagnetske oluje. Nije iznenađujuće da je 1990. godine termin „svemirsko vrijeme“, koji uglavnom odražava trenutno stanje zemljinog magnetskog polja, postao relevantan.

Tvorac znanosti o heliobiologiji, proučavajući utjecaj naše svjetiljke na vitalne funkcije zemaljskih organizama, bio je sovjetski znanstvenik A. L. Chizhevsky. Zahvaljujući njemu i brojnim drugim istraživačima bilo je moguće razjasniti obrasce utjecaja razlika u solarnoj aktivnosti na ljudsko tijelo, povećati i smanjiti prinos uzgajanih biljaka te umnožiti i smanjiti populaciju ptica, riba i životinja.

Otkrivena je i proučena cikličnost razdoblja utjecaja Sunca na Zemlju. Redovita izvješća o razini aktivnosti geomagnetske pozadine postala su uobičajena. Osobe koje pate od kroničnih bolesti imaju potrebne informacije da bi pravovremeno uzele prave lijekove. Suvremena ratarska i stočarska proizvodnja također je "naoružana" znanjem kako bi svoje aktivnosti obavljala najoptimalnije.
Zanimljiva činjenica: Prema opažanjima N. S. Shcherbinsky, učestalost dolaska skakavaca u polja podudara se s 11-godišnjim ritmom Sunca.

Znanost ide naprijed i poziva mlade. Danas svaki od njih može steći specijalitet heliobiologa, nakon što je diplomirao na specijaliziranoj visokoškolskoj ustanovi.

Prirodne pojave uzrokovane solarnim vjetrom

Solarni vjetar, leti oko Zemlje, uzrokuje mnoštvo prirodnih pojava. Među njima: magnetske oluje, aurore, radijacijski pojasevi planete. Ne tako davno otkriven je uzorak povećanja broja munje zbog povećanja protoka ioniziranih čestica naše zvijezde.

Sunčev je vjetar stvorio niz geofizičkih pojava. Na brojnim mjestima će se povećati izlaz plinovitog radona sa zemljine površine, što može dovesti do povećanja radioaktivnosti u atmosferi. Postoji povezanost između solarne aktivnosti i povećanja broja potresa. Magnetska oluja značajno mijenja električno polje na Zemljinoj površini i dovodi do skokova atmosferskog tlaka.

Opasnost od sunčevog vjetra

Snažne emisije s površine svjetiljke ometaju radio komunikaciju, ometaju rad računala, uzrokuju smetnje u komunalnim mrežama i uzrokuju "štetnu" električnu struju u metalnim strukturama i uređajima.

Prijetnje napadima solarnog vjetra, što je dovelo do mnogih problema, stvorile su potrebu za pažljivim promatranjem i predviđanjem magnetskih oluja na našem planetu. Vremenske službe širom svijeta opremljene su potrebnom opremom i neprestano signaliziraju fluktuacije magnetske pozadine Zemlje. Razvijena je tehnologija koja identificira buduće žarišta seizmičke aktivnosti i upozorava stanovništvo na predstojeću opasnost.

Zanimljiva činjenica: Postoji znanstvena hipoteza o pojavi vode na mjesečevoj površini zbog utjecaja sunčevog vjetra.Otkrivanje tekućine rađa nadu i optimizam u izgledima za budući razvoj najbližeg svemira.

Izgledi za korištenje solarnog vjetra

U svjetlu svih postojećih značajki tako jedinstvene kozmičke pojave kao što je solarni vjetar, postaje vrlo zanimljivo pronaći praktičnu primjenu za to.
Pionir stvaranja takozvanog "električnog jedra", "solarnog jedra" (svemirskog broda koji se kreće zbog energije nabijenih čestica solarnog vjetra), bio je finski znanstvenik Pekka Jahunen.

U proljeće 2013. estonski satelit ESTCube-1 opremljen ovim uređajem lansiran je u orbitu. Nažalost, pokušaj je bio neuspješan, jer se jedro nije moglo otvoriti.

Postoje i drugi primamljivi projekti: upotreba tokova koronalne materije za prijenos informacija ili stvaranje „ionostacija“ u orbiti planeta za proizvodnju električne energije.

Budućnost našeg sunca

Znanstvena analiza daje prognozu za 5 milijardi godina postojanja naše svjetiljke. Izgubivši svake sekunde i do 600 milijuna tona vodika, osuđen je da postane najprije crveni div, a potom i bijeli patuljak. Uz put, iscrpivši sve svoje rezerve energije u obliku vodika i helija. Najneugodnije je to što će sunce koje se stalno širi otopiti Merkur, Veneru i možda Zemlju. U svakom slučaju, život na planeti potpuno će nestati.

Dakle, čovječanstvo je dužno razmišljati o svojoj budućnosti i organizirati preseljenje u druge svjetove izvan našeg Sunčevog sustava. To je neizbježno. Veliki umovi: ruski znanstvenik Tsiolkovsky, britanski astrofizičar Stephen Hawking, govorio je izravno o tome. Mjesec, Mars, Ceres, Pluton - lista potencijalnih kolonija se širi. Dakle: "Neka sunčani vjetar puše u jedra svemirskih brodova zemljana, olujajući prostranstva svemira!"