Čo je to slnečný vietor?

Slnko každú chvíľu vyžaruje do vesmíru prúd ionizovaných častíc emitovaných vonkajšou vrstvou (slnečná koróna) obrovskou rýchlosťou dosahujúcou 1200 km / s. Jeho nekonečné „víchrice“ obkolesujú Zem, prenikajú do priestoru slnečnej sústavy a dokonca idú oveľa ďalej. Všetky hviezdy to môžu vyžarovať a v tomto prípade sa to nazýva hviezdny vietor. Tok častíc Slnka sa dá tiež nazvať hviezdnym vetrom Slnka a v tom nebude žiadna chyba.

História koncepcie

Vedecké chápanie sveta človekom neustále prechádza zmenami. Proces popierania predchádzajúcich dogiem a konceptov umožňuje nový pohľad na existujúcu realitu.

Na dlhú dobu veda považovala statickú korunu akejkoľvek hviezdy. To znamená, že gravitačná sila vyvažovala tlakovú silu jadrových a termonukleárnych výbuchov a neumožňovala samovoľne uvoľňovať toky horúcej hmoty do okolitého priestoru.

Anglický geofyzik a astronóm Sidney Chapman vo svojej dobe vytvoril a rozvinul teóriu stability slnečnej atmosféry. Jeho hypotéza rozdelila astrofyzikálnu komunitu. To všetko by pokračovalo do našej doby. Bol však nájdený muž, ktorý rozhodne a neodvolateľne vyvrátil názory známeho vedca.

Volá sa Eugene Newman Parker. Americký astrofyzik zasiahol koncepciu svojho anglického kolegu. Svojím priekopníckym vývojom dokázal nezvratnosť odtoku hmoty z koruny. Navyše sa objavil veľmi zvláštny fakt: ako sa vzdialite od Slnka, rýchlosť slnečného vetra sa výrazne zvyšuje, dosahuje nadzvukové hodnoty, potom klesá a stáva sa stabilnou. Mimochodom, hranice jeho distribúcie ešte neboli stanovené a čakajú na svojich objaviteľov.

Merania vykonané na prvej medziplanetárnej kozmickej lodi potvrdili správne závery Y. Parkera. O niečo neskôr astronómovia objavili podobné hviezdne vetry v rozľahlosti mnohých galaxií.

Ako vyzerá slnečný vietor?

Dôvodom objavenia sa prúdu pozostávajúceho zo zmesi pozitívne a negatívne nabitých častíc je plazma neustále sa formujúca vnútri Slnka. Vzniká v dôsledku nekonečne prebiehajúcich reakcií termonukleárnej fúzie, ktorá zahrieva stred hviezdy na niekoľko desiatok miliónov stupňov Celzia. Takto ionizovaný plyn zohriaty týmto spôsobom rýchlo uniká z podmieneného „obmedzeného objemu“ a letí ďaleko za hranice nášho hviezdneho systému.

Zaujímavý fakt: limity tohto objemu sú spôsobené obrovskými gravitačnými silami, „akoby upchali explóziu mnohých vodíkových bômb neobmedzeného objemu“, ktoré vyplývajú z obrovskej veľkosti nášho svietidla. A je 109-krát väčšia ako Zem. Výsledkom tohto procesu je zahrievanie koróny slnka na milión stupňov Celzia v dôsledku série mikroexplozií plazmy, ktoré sa „uvoľnili“.

V septembri 2016 sa americkým vedcom, ktorí prvýkrát používajú observatóriá NASA STEREO, podarilo zistiť proces výskytu slnečného vetra. Podľa ich vyjadrenia sa to, čo sa deje, zhoduje s únikom vody: prúd najskôr prechádza jedným prúdom, potom sa rozpadá na samostatné častice, ktoré sa zmenšujú a zmenšujú, až sa vytvorí plynný oblak.

Štúdium tohto fenoménu

Sedem rokov pred Yu Parkerom, západonemeckým astronómom Ludwigom Birmanom, ktorý študoval štruktúru chvostov komét, navrhol existenciu korpuskulárneho žiarenia od Slnka, ktoré sa teraz nazýva slnečný vietor. Prúd nabitých častíc, prerazený koronálnymi otvormi (oblasti na povrchu našej hviezdy, ktoré nie sú pokryté magnetickým poľom), sa ponáhľa do otvoreného priestoru.

Prvé meranie technických parametrov slnečného vetra sa uskutočnilo na sovietskej medziplanetárnej automatickej stanici Luna-2 v roku 1959.

O tri roky neskôr americký satelit „Mariner-2“ vykonal mesiace výskumu jedinečného vesmírneho javu. Ďalšie štúdie pokračovala medzinárodná stanica SOHO a množstvo národných programov riadenia - NASA, USA. Vedecká činnosť zameraná na štúdium slnečného vetra rozšírila svoje obzory z povrchu Slnka na samý okraj hviezdneho systému.

Rýchlosť slnečného vetra

Veľký vedecký a praktický význam má meranie, ako aj štúdium pohybových zákonov toku vodíkovej plazmy, ktoré tvoria základ slnečného vetra.
pôvodne Ionizované častice hélia, vodíka, železa, kremíka, síry a mnohých ďalších chemických prvkov sa pohybujú rýchlosťou 300 - 450 km / s.

Zaujímavý fakt: počas slnečných erupcií alebo vyhadzovania koronálnej hmoty sa rýchlosť toku zvyšuje až na 1200 km / s! Slnečný vietor sa mení na „solárny hurikán“, ktorý spôsobuje celý rad jedinečných prírodných a fyzikálnych javov.

V budúcnosti sa rýchlosť slnečného vetra prúdu zvyšuje a dosahuje 400 - 800 km / s v blízkosti Zeme (tu končí jej zrýchlenie). 1 500 000 km / h (420 km / s) v regióne Mars, Vo vzdialenosti až 10 miliárd km od zdroja žiarenia je rýchlosť pohybu častíc nabitých slnečným žiarením približne - 1 000 000 km / h (280 km / s). Ďalej, pod vplyvom medzihviezdneho média, oslabuje.

Dynamiku slnečného vetra ovplyvňujú dva faktory: atraktívne sily slnka a tlak vo vnútri toku. Výpočty podporené praktickým výskumom (lety American Voyager - 1, - 2 "a" Pioneer - 10, - 11 ") ukázali stálosť rýchlosti odtoku opačne nabitých častíc už mimo obežnú dráhu našej planéty.

Druhy slnečného vetra

Povaha ionizovaného toku Slnka je usporiadaná a delí sa na dva typy:

• pokojný (pomalý alebo rýchly);
• pobúrený.

Pokoj - pomaly

Pomalý slnečný vietor sa vyskytuje v útrobách rovníka nášho svetla počas období tepelnej expanzie ionizovaných plynov. Dynamický proces urýchľuje koronálnu plazmu na nadzvukovú rýchlosť približne 400 km / s. Vo svojej štruktúre je pomalý prúd hustejší a širší ako rýchly.

Pokoj - rýchlo

Koronálne diery sú rodiskom rýchleho slnečného vetra. Prúdy tohto vetra môžu vypršať mesiace a „útočiť“ na Zem s periodicitou rotácie Slnka trvajúcej 27 dní.

Pobúrený

Príčina narušených tokov je: prejav sám o sebe, ako aj výskyt miest kompresie v medziplanetárnom priestore pred blížiacim sa vyhasnutím koronálnej hmoty alebo rýchlym slnečným vetrom.

Medziplanetárna rázová vlna

Výskyt kozmickej rázovej vlny predchádza: „Útok“ rýchleho slnečného vetra na „pomalého brata“, Kolízia nabitého prúdu koronálnych častíc so zemskou magnetosférou, explózia supernovy, kolízia galaxií.

Zaujímavý fakt: pred mesiacom a pol sa objavila správa, že NASA bola schopná zmerať silu nárazovej vlny slnečného vetra. Postupné umiestňovanie do družice 4, osobitne vybavenej, vybaveného potrebným vybavením, viacsmerných satelitov; Americkí vedci doslova „chytili“ okamih vedeckého úspechu. A dvakrát: v dôsledku experimentu sa získali údaje s najvyššou presnosťou o povahe a parametroch pohybu slnečných častíc.

Rázová vlna je oblasť kolízie rýchlo sa pohybujúceho média (plynu) s nejakou prekážkou (napríklad slnečný vietor so zemskou magnetosférou), ktorá vytvára „prednú časť“ ostrej zmeny fyzikálnych parametrov prichádzajúceho toku (tlak, hustota, teplota, úroveň náboja častíc) a niekoľko ďalších ukazovateľov).

Šírenie slnečného vetra vo vesmíre

Pohybujúc sa ďalej od svojho „predchodcu“ - Slnka, vietor oslabuje a prechádza cez niekoľko pohraničných oblastí. Prvý z nich je odstránený z hviezdy vo vzdialenosti 95 AU (AU - astronomická jednotka rovnajúca sa priemernej vzdialenosti od Zeme k Slnku a dosahujúca 149 598 100 ± 750 km).Takzvaná „hranica rázovej vlny“. Je to na nej brzdenie slnečného vetra od nadzvukových rýchlostí.

Po preliatí ďalších 40 AU je tok ionizovaných častíc pod vplyvom medzihviezdnej hmoty úplne inhibovaný. Hranica inhibície stanovená astrofyzikálnymi procesmi sa nazýva heliopause. Priestorová oblasť ohraničená heliopauzou sa nazýva heliosféra. Jeho rozmery nie sú rovnaké:

• 73 a.u. z južnej strany;
• 85 a.u. zo severnej strany.

Astrofyzikálne údaje sa získali vďaka vypusteniu 2 amerických kozmických lodí série Voyager, ktoré boli navrhnuté na štúdium hraníc slnečnej sústavy. Nedávno Voyager 2 potvrdil údaje Voyager 1.

Slnečný vietor a zem

Neustále sa meniace prúdy slnečného vetra by mohli ľahko zničiť všetok život na povrchu Zeme. Na ochranu pred takouto „impozantnou zbraňou“ existuje „spoľahlivý štít“ vo forme magnetosféry. Parita tejto konfrontácie je dosť premenlivá a často spôsobuje geomagnetické búrky. Nie je prekvapujúce, že v roku 1990 sa stal výrazom „vesmírne počasie“, ktorý odráža najmä aktuálny stav magnetického poľa Zeme.

Tvorcom vedy o heliobiológii, študujúcou vplyv nášho svietidla na životne dôležité funkcie suchozemských organizmov, bol sovietsky vedec A. L. Chizhevsky. Vďaka nemu a viacerým iným výskumníkom bolo možné objasniť vzorce účinkov rozdielov slnečnej aktivity na ľudský organizmus, zvýšiť a znížiť výnos kultivovaných rastlín a množiť a znižovať populácie vtákov, rýb a zvierat.

Bola objavená a študovaná cyklickosť období dopadu Slnka na Zem. Bežné sú pravidelné správy o úrovni aktivity geomagnetického pozadia. Ľudia trpiaci chronickými chorobami majú potrebné informácie, aby mohli správne užívať lieky včas. Moderná rastlinná a živočíšna výroba je tiež „vyzbrojená“ znalosťami, aby mohla čo najlepšie vykonávať svoje činnosti.
Zaujímavý fakt: Podľa pozorovaní N. S. Shcherbinsky sa frekvencia príchodu svätojánskeho svadby na poliach zhoduje s 11-ročným rytmom Slnka.

Veda ide ďalej a vyzýva mladých. Dnes každý z nich môže získať špecializáciu heliobiológa, ktorý ukončil štúdium na špecializovanej vysokej škole.

Prírodné javy spôsobené slnečným vetrom

Slnečný vietor lietajúci okolo Zeme spôsobuje veľa prírodných javov. Medzi nimi: magnetické búrky, aurory, radiačné pásy planéty. Nie je to tak dávno, čo sa prejavilo zvýšením počtu bleskov zvýšeným tokom ionizovaných častíc našej hviezdy.

Slnečný vietor vytvára množstvo geofyzikálnych javov. Na niektorých miestach sa zvýši výstup plynného radónu z zemského povrchu, čo môže viesť k zvýšeniu rádioaktivity v atmosfére. Existuje súvislosť medzi slnečnou aktivitou a zvýšeným počtom zemetrasení. Magnetická búrka významne mení elektrické pole na zemskom povrchu a vedie ku skokom atmosférického tlaku.

Nebezpečenstvo slnečného vetra

Silné emisie z povrchu svetla rušia rádiokomunikáciu, narúšajú fungovanie počítačov, spôsobujú poruchy v inžinierskych sieťach a vytvárajú „škodlivé“ elektrické prúdy v kovových štruktúrach a zariadeniach.

Hrozby útokov slnečného vetra, ktoré vedú k mnohým problémom, vyvolali potrebu starostlivého pozorovania a predpovedania magnetických búrok na našej planéte. Meteorologické služby na celom svete sú vybavené potrebným vybavením a neustále signalizujú výkyvy magnetického pozadia Zeme. Bola vyvinutá technológia na identifikáciu budúcich ohnísk seizmickej činnosti a na varovanie obyvateľstva pred bezprostredným nebezpečenstvom.

Zaujímavý fakt: Existuje vedecká hypotéza o výskyte vody na lunárnom povrchu v dôsledku pôsobenia slnečného vetra.Detekcia kvapaliny vyvoláva nádej a optimizmus v perspektíve budúceho vývoja najbližšieho vesmírneho „suseda“.

Vyhliadky na využívanie slnečného vetra

Vo svetle všetkých existujúcich čŕt takého jedinečného kozmického javu, ako je slnečný vietor, je veľmi zaujímavé nájsť preň praktické uplatnenie.
Priekopníkom pri vytváraní tzv. „Elektrickej plachty“, „slnečnej plachty“ (kozmická loď pohybujúca sa v dôsledku energie nabitých častíc slnečného vetra) bol fínsky vedec Pekka Janhunen.

Na jar 2013 bola na obežnú dráhu vypustená estónska družica ESTCube-1 vybavená týmto zariadením. Pokus bol, žiaľ, neúspešný, pretože plachta sa nemohla otvoriť.

Existujú aj ďalšie lákavé projekty: použitie prúdov koronálnej hmoty na prenos informácií alebo vytvorenie „ionostácií“ na obežných dráhach planét na výrobu elektrickej energie.

Budúcnosť nášho slnka

Vedecká analýza poskytuje predpoveď na 5 miliárd rokov existencie nášho svietidla. Strata každú sekundu až 600 miliónov ton vodíka je odsúdená stať sa najskôr červeným obrom a potom bielym trpaslíkom. Po ceste vyčerpali všetky svoje energetické rezervy vo forme vodíka a hélia. Najnepríjemnejšia vec je, že neustále sa rozširujúce Slnko roztopí ortuť, Venuši a možno aj Zem. V každom prípade život na planéte úplne zmizne.

Ľudstvo je teda povinné premýšľať o svojej budúcnosti a organizovať presídlenie do iných svetov mimo našej slnečnej sústavy. Je to nevyhnutné. Skvelé mysle: Ruský vedec Tsiolkovsky, britský astrofyzik Stephen Hawking, o tom hovoril priamo. Mesiac, Mars, Ceres, Pluto - zoznam potenciálnych kolónií sa rozširuje. Takže: „Nechajte slnečný vietor fúkať do plachiet kozmických lodí pozemšťanov, ktorí zaútočia na rozľahlosť vesmíru!“