Kas yra saulės vėjas?

saulės vėjas

Tai menininko pasaulinio Žemės magnetinio lauko koncepcija su smūgiu į lanką. Žemė yra vaizdo viduryje, apsupta magnetinio lauko, pavaizduota violetinėmis linijomis. Lanko smūgis yra mėlynas pusmėnulis dešinėje. Daugelį saulės vėjo energinių dalelių, vaizduojamų auksu, nukreipia Žemės magnetinis „skydas“. (Vaizdo kreditas: Walt Feimer (HTSI)/NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)





Saulės vėjas išplaukia iš kosmoso plazmą ir daleles į kosmosą. Nors vėjas yra pastovus, jo savybės nėra. Kas sukelia šį srautą ir kaip jis veikia Žemę?

Vėjo žvaigždė

The Karūna , išorinis saulės sluoksnis, pasiekia iki 2 milijonų laipsnių pagal Celsijų (1,1 milijono laipsnių Celsijaus) temperatūrą. Šiame lygyje saulės gravitacija negali laikytis greitai judančių dalelių ir jos nutolsta nuo žvaigždės.

Saulės aktyvumas keičiasi per 11 metų ciklą, laikui bėgant keičiasi saulės dėmių skaičius, radiacijos lygis ir išmetama medžiaga. Šie pokyčiai turi įtakos saulės vėjo savybėms, įskaitant jo magnetinį lauką, greitį, temperatūrą ir tankį. Vėjas taip pat skiriasi priklausomai nuo kur ant saulės ji atsiranda ir kaip greitai ta dalis sukasi.



Saulės vėjo greitis yra didesnis virš vainikinių skylių, pasiekiantis greitį iki 500 mylių (800 kilometrų) per sekundę. Temperatūra ir tankis baigėsi vainikinės skylės yra žemos, o magnetinis laukas silpnas, todėl lauko linijos yra atviros erdvei. Šios skylės atsiranda poliuose ir žemose platumose, o didžiausios pasiekia, kai aktyvumas saulėje yra minimalus. Greito vėjo temperatūra gali siekti iki 1 milijono F (800 000 C).

Prie vainikinis sruogos diržas aplink pusiaują saulės vėjas sklinda lėčiau - maždaug 200 mylių (300 km) per sekundę. Lėto vėjo temperatūra siekia iki 2,9 mln. F (1,6 mln. C).

Saulę ir jos atmosferą sudaro plazma, teigiamai ir neigiamai įkrautų dalelių mišinys esant itin aukštai temperatūrai. Tačiau kai medžiaga palieka saulę, nešama saulės vėjo, ji tampa labiau panaši į dujas.



„Kai einate toliau nuo saulės, magnetinio lauko stipris krenta greičiau nei medžiagos slėgis“, - sakė Craig DeForest, saulės fizikas iš Pietvakarių tyrimų instituto (SwRI) Boulderyje, Kolorado valstijoje. pareiškimas . 'Galų gale medžiaga pradeda veikti labiau kaip dujos, o ne kaip magnetinės struktūros plazma.'

Įtakos Žemei

Kai vėjas nukeliauja nuo saulės, jis neša įkrautos dalelės ir magnetiniai debesys . Į visas puses sklindantis saulės vėjas nuolat pučia mūsų planetą, o tai daro įdomų poveikį.

Jei saulės vėjo nešama medžiaga pasiektų planetos paviršių, jos spinduliuotė padarytų didelę žalą bet kuriai gyvybei. Žemės magnetinis laukas tarnauja kaip skydas, nukreipiantis medžiagą aplink planetą taip, kad ji tekėtų už jos ribų. Vėjo jėga ištempia magnetinį lauką taip, kad jis būtų išlygintas į vidų saulės pusėje ir ištemptas nakties pusėje.



Kartais saulė išspjauna didelius plazmos pliūpsnius, vadinamus vainikinės masės išmetimais (CME), arba saulės audras. Dažniau per aktyvų ciklo laikotarpį, žinomą kaip saulės maksimumas, CME turi stipresnį poveikį nei standartinis saulės vėjas. [ Nuotraukos: stulbinančios saulės blyksnių ir saulės audrų nuotraukos ]

„Saulės išmetimas yra galingiausias Saulės ir Žemės ryšio variklis“,-sako NASA savo svetainėje Saulės sausumos santykių observatorija (STEREO) . 'Nepaisant jų svarbos, mokslininkai nevisiškai supranta CME kilmę ir raidą, taip pat jų struktūrą ar mastą tarpplanetinėje erdvėje.' STEREO misija tikisi tai pakeisti.

Kai saulės vėjas neša CME ir kitus galingus spinduliuotės spindulius į planetos magnetinį lauką, galinis magnetinis laukas gali susispausti - tai procesas, vadinamas magnetiniu pakartotiniu sujungimu. Tada įkrautos dalelės grįžta link planetos magnetinių polių, sukeldamos gražius ekranus, žinomus kaip aurora borealis viršutinėje atmosferoje. [ Nuotraukos: Nuostabios 2012 metų auros ]

Nors kai kurie kūnai yra apsaugoti nuo magnetinio lauko, kiti neturi apsaugos. Žemės mėnulis neturi nieko, kas jį apsaugotų, todėl atima visas jėgas. Merkurijus, artimiausia planeta, turi magnetinį lauką, kuris apsaugo jį nuo įprasto standartinio vėjo, tačiau jis sunaudoja visą galingesnių protrūkių, tokių kaip CME, protrūkį.

Kai didelio ir mažo greičio srautai sąveikauja tarpusavyje, jie sukuria tankius regionus, žinomus kaip kartu besisukantys sąveikos regionai (CIR), kurie sąveikaujant su Žemės atmosfera sukelia geomagnetines audras.

Saulės vėjas ir jo nešamos įkrautos dalelės gali paveikti Žemės palydovus ir Pasaulinės padėties nustatymo sistemos (GPS). Galingi pliūpsniai gali sugadinti palydovus arba paskatinti GPS signalus išjungti dešimtimis metrų.

Saulės vėjas sujaukia visas Saulės sistemos planetas. NASA misija „New Horizons“ ir toliau ją aptiko keliaudama tarp Urano ir Plutono.

„Saulės vėjui pasitraukus, greitis ir tankis yra kartu“, - sakė Heather Elliott, „SwRI“ kosmoso mokslininkė San Antonijuje, Teksase. pareiškimas . „Tačiau keliaujant vėjas vis dar kaitinamas suspaudimo būdu, todėl net ir išorinėje Saulės sistemoje galite pamatyti saulės sukimosi modelio įrodymus.

Saulės vėjo tyrimas

Apie saulės vėją žinojome nuo šeštojo dešimtmečio, tačiau, nepaisant jo didelio poveikio Žemei ir astronautams, mokslininkai vis dar nežino, kaip jis vystosi. Kelios misijos per pastaruosius kelis dešimtmečius siekė paaiškinti šią paslaptį.

Paleistas 1990 m. Spalio 6 d. NASA „Ulysses“ misija tyrė saulę įvairiose platumose. Jis matavo įvairias saulės vėjo savybes daugiau nei keliolika metų.

The Išplėstinės sudėties tyrinėtojo (ACE) palydovas skrieja viename iš specialių taškų tarp Žemės ir saulės, žinomo kaip Lagrange taškas. Šioje srityje gravitacija nuo saulės ir planetos traukia vienodai, išlaikydama palydovą stabilioje orbitoje. 1997 m. Paleistas ACE matuoja saulės vėją ir realiu laiku matuoja nuolatinį dalelių srautą.

NASA du erdvėlaiviai STEREO-A ir STEREO-B tiria saulės kraštą, norėdami pamatyti, kaip gimsta saulės vėjas. 2006 m. Spalio mėn. Pristatytas STEREO suteikė „unikalų ir revoliucinį saulės ir žemės sistemos vaizdą“, anot NASA .

Nauja misija tikisi apšviesti saulę ir jos saulės vėją. NASA Parker saulės zondas , planuojama pradėti 2018 m. vasarą, siekiama „paliesti saulę“. Po kelerių metų, artimai skriejančių aplink žvaigždę, zondas pirmą kartą panirs į vainiką, naudodamas vaizdavimo ir matavimų derinį, kad pakeistų supratimą apie vainiką ir padidintų supratimą apie saulės vėjo kilmę ir evoliuciją.

„„ Parker Solar Probe “ketina atsakyti į klausimus apie saulės fiziką, kuriuos mąstėme daugiau nei šešis dešimtmečius“, - sakė Parkerio saulės zondo projekto mokslininkė Nicola Fox iš Johns Hopkins universiteto Taikomosios fizikos laboratorijos. pareiškimas . „Tai erdvėlaivis, kupinas technologinių laimėjimų, kuris išspręs daugelį didžiausių mūsų žvaigždės paslapčių, įskaitant išsiaiškinti, kodėl saulės vainikas yra daug karštesnis už jo paviršių“.

Papildomi resursai

Sekite Nola Taylor Redd adresu @NolaTRedd , Facebook , arba „Google+“ . Sekite mus adresu @Spacedotcom , Facebook arba „Google+“ .