Hva er en solvind?

Hvert øyeblikk stråler solen ut i verdensrommet en strøm av ioniserte partikler som slippes ut av det ytre lag (solcorona) med en enorm hastighet som når 1200 km / s. Dens uendelige "virvler" omgir jorden, gjennomsyrer solsystemets plass og går til og med langt utenfor sine grenser. Alle stjerner kan avgi det, og i dette tilfellet kalles det stjernevind. Strømmen av partikler fra solen kan også kalles stjernens vind fra sola, og det vil ikke være noen feil i dette.

Historien til konseptet

Den vitenskapelige ideen til en person om verden er i stadig endringer. Prosessen med å benekte tidligere dogmer og konsepter gjør det mulig å se et nytt blikk på eksisterende virkelighet.

I lang tid vurderte vitenskapen den statiske kronen til enhver stjerne. Det vil si at tyngdekraften så ut til å balansere trykkraften til kjernefysiske og termonukleære eksplosjoner, og tillot ikke strømmer av rødglødende stoffer å frigjøres fra seg selv inn i det omkringliggende rommet.

Den engelske geofysikeren og astronomen Sidney Chapman skapte og utviklet i sin tid teorien om solenes atmosfære. Hans hypotese delte det astrofysiske samfunnet. Alt dette ville fortsette til vår tid. Imidlertid ble det funnet en mann som resolutt og ugjenkallelig tilbakeviste synspunktene til den berømte forskeren.

Han heter Eugene Newman Parker. Den amerikanske astrofysikeren ga et knusende slag for konseptet til sin engelske kollega. Med sin banebrytende utvikling kunne han bevise irreversibiliteten av utstrømningen av materie fra kronen. Dessuten dukket det opp et veldig nysgjerrig faktum: når du beveger deg bort fra sola, øker hastigheten på solvinden betydelig, når du oppnår supersoniske verdier, reduseres den og blir stabil. Forresten, grensene for distribusjon er ennå ikke bestemt og venter på oppdagerne.

Målingene som ble utført på det første interplanetære romfartøyet bekreftet de riktige konklusjonene fra Y. Parker. Noe senere oppdaget astronomer lignende stjernevind i enorme antall galakser.

Hvordan ser solvinden ut?

Årsaken til utseendet til en strøm som består av en blanding av positivt og negativt ladede partikler er plasmaet som konstant dannes inne i solen. Det oppstår som et resultat av uendelige forekommende fusjonsreaksjoner, og oppvarmer stjernens sentrum til flere titalls millioner grader. Den ioniserte gassen som varmes opp på denne måten, bryter raskt ut av det betingede "begrensede volumet", og flyr langt utenfor grensene for stjernersystemet vårt.

Interessant fakta: Grensene for dette volumet skyldes gigantiske tyngdekrefter, "som om å tette eksplosjonene fra mange hydrogenbomber med et ubegrenset volum", som stammer fra den enorme størrelsen på vårt armatur. Og den er 109 ganger større enn jorden. Resultatet av prosessen er oppvarming av solens korona til en million grader Celsius, på grunn av en serie mikroeksplosjoner av plasmaet med "rømt frihet".

I september 2016 klarte amerikanske forskere som bruker NASA STEREO-observatorier for første gang å oppdage prosessen med forekomsten av solvind. I følge deres uttalelse er det som skjer identisk med frigjøring av vann: først strømmer strømmen i en strøm, deretter bryter den opp i separate partikler, som blir mindre og mindre til det dannes en gassformig "sky".

Studie av fenomenet

Syv år før Yu Parker antydet den vesttyske astronomen Ludwig Birman, som studerte strukturen til kometthaler, eksistensen av corpuskulær stråling fra solen, nå kalt solvinden. En strøm av ladede partikler som bryter gjennom koronale hull (regioner på overflaten av stjernen vår som ikke er dekket av et magnetfelt), suser ut i det åpne rommet.

Den første målingen av de tekniske parametrene til solvinden ble foretatt på den sovjetiske interplanetære automatiske stasjonen Luna-2 i 1959.

Tre år senere utførte den amerikanske satellitten “Mariner-2” måneder med forskning på et unikt romfenomen. Ytterligere studier ble videreført av den internasjonale stasjonen SOHO og en rekke nasjonale styringsprogrammer - NASA, USA. Vitenskapelig aktivitet på studiet av solvinden har utvidet sin horisont fra overflaten til solen til selve kanten av det stellare systemet.

Solvindhastighet

Av stor vitenskapelig og praktisk interesse er målingen, samt studiet av bevegelseslovene for strømmen av hydrogenplasma, som danner grunnlaget for solvinden.
Opprinnelig ioniserte partikler av helium, hydrogen, jern, silisium, svovel og en rekke andre kjemiske elementer beveger seg med en hastighet på 300-450 km / s.

Interessant fakta: ved utløp av sol eller koronal masse øker hastigheten på strømmen, opp til 1200 km / s! Solvinden blir til en "solenergi" som forårsaker et helt sett med unike naturlige og fysiske fenomener.

I fremtiden øker solens vindhastighet for strømmen og når 400 - 800 km / s nær jorden (det er her akselerasjonen slutter). 1 500 000 km / t (420 km / s) i Mars-regionen. I en avstand på opptil 10 milliarder km fra strålingskilden er bevegelseshastigheten for solladede partikler omtrent - 1 000 000 km / t (280 km / s). Videre, under påvirkning av det interstellare mediet, svekkes det.

Solvindens dynamikk påvirkes av to faktorer: solens attraktive krefter og trykket inne i bekken. Beregningene, støttet av praktisk forskning (flight of the American Voyager - 1, - 2 "og" Pioneer - 10, - 11 "), viste konstanten av hastigheten til utstrømningen av motsatt ladede partikler allerede utenfor planeten.

Typer av solvind

Naturen til den ioniserte strømmen av solen er ordnet og er delt inn i to typer:

• rolig (sakte eller rask);
• rasende.

Ro - sakte

Langsom solvind oppstår i innvollene i ekvatoren til lysstyrken vår, i perioder med termisk ekspansjon av ioniserte gasser. Den dynamiske prosessen akselererer koronal plasma til supersoniske hastigheter på omtrent 400 km / s. I sin struktur er en langsom strøm tettere og bredere enn en rask strøm.

Rolig - raskt

Koronale hull er fødestedet til rask solvind. Strømmene fra denne vinden kan utløpe i flere måneder, og "angripe" jorden med en periodisk rotasjon av sola som varer i 27 dager.

Rasende

Årsaken til de forstyrrede strømningene er: manifestasjonen av selve koronalutstøtningen, så vel som utseendet til kompresjonssteder i det interplanetære rom før de kommende koronale masseutkast eller rask solvind.

Interplanetær sjokkbølge

Utseendet til en kosmisk sjokkbølge er innledet med: "Angrep" av en rask solvind på en "sakte bror", Kollisjon av en ladet strøm av koronale partikler med jordens magnetosfære, eksplosjon av en supernova, kollisjon av galakser.

Interessant fakta: for halvannen måned siden dukket det opp en melding om at NASA var i stand til å måle styrken til sjokkbølgen fra solvinden. Sekvensielt plassering i rom 4 spesialutstyrt, utstyrt med nødvendig utstyr, flerspråklige satellitter; Amerikanske forskere bokstavelig talt "fanget" et øyeblikk av vitenskapelig suksess. Og dobbelt: som et resultat av eksperimentet ble det oppnådd data med høyeste nøyaktighet på arten og parametrene for bevegelsen til solpartikler.

En sjokkbølge er et kollisjonsområde for et raskt bevegende medium (gass) med en slags hindring (for eksempel: solvinden med jordens magnetosfære), og genererer en "front" for en skarp endring i de fysiske parametrene til den innkommende strømmen (trykk, tetthet, temperatur, partikkelladningsnivå og en rekke andre indikatorer).

Solutbredelse i rommet

Når vi beveger seg lenger bort fra sin "stamfader" - Solen, svekkes vinden og passerer gjennom flere grenseområder. Den første av dem blir fjernet fra stjernen i en avstand på 95 AU (AU - en astronomisk enhet som tilsvarer den gjennomsnittlige avstanden fra Jorden til Solen og utgjør 149 598 100 ± 750 km).Den såkalte “sjokkbølgebegrensningen”. Det er på henne bremsing av solvinden fra supersoniske hastigheter.

Etter å ha fløyet ytterligere 40 AU, blir strømmen av ioniserte partikler under påvirkning av interstellar materie fullstendig hemmet. Grensen for hemming bestemt ved astrofysiske prosesser kalles heliopause. Den romlige regionen avgrenset av heliopause kalles heliosfæren. Dimensjonene er ikke de samme:

• 73 a.u. fra sørsiden;
• 85 a.u. fra nordsiden.

Astrofysiske data ble innhentet takket være lanseringen av 2 amerikanske romfartøyer i Voyager-serien, designet for å studere grensene for solsystemet. Nylig bekreftet Voyager 2 Voyager 1-data.

Solvind og jord

Stadig skiftende strømmer av solvinden kan lett ødelegge alt liv på jordoverflaten. For å beskytte mot et slikt "formidabelt våpen" er det et "pålitelig skjold" i form av en magnetosfære. Pariteten av denne konfrontasjonen er ganske variabel og forårsaker ofte geomagnetiske stormer. Ikke overraskende ble begrepet ”romvær” i 1990, som hovedsakelig gjenspeiler jordens magnetiske felt, aktuell.

Skaperen av vitenskapen om heliobiologi, som studerte effekten av lysstyrken på de vitale funksjonene til terrestriske organismer, var den sovjetiske forskeren A. L. Chizhevsky. Takket være ham og en rekke andre forskere var det mulig å belyse mønstrene for effekten av forskjellene i solaktivitet på menneskekroppen, øke og redusere utbyttet av dyrkede planter og multiplisere og redusere bestandene av fugler, fisk og dyr.

Syklusen av periodene med påvirkning av sola på jorden ble oppdaget og studert. Regelmessige rapporter om aktivitetsnivået til den geomagnetiske bakgrunnen har blitt vanlig. Personer som lider av kroniske sykdommer har nødvendig informasjon for å ta riktig medisinering på en riktig måte. Moderne avling og husdyrproduksjon er også "bevæpnet" med kunnskap for å utføre sine aktiviteter best mulig.
Interessant faktum: I følge observasjonene fra N. S. Shcherbinsky, sammenfaller frekvensen av gresshoppens ankomst til åkrene med 11-årets rytme.

Vitenskapen går foran og etterlyser de unge. I dag kan hver av dem motta spesialiteten til en heliobiolog som har uteksaminert seg fra en spesialisert institusjon for høyere utdanning.

Naturfenomener forårsaket av solvinden

Solvinden, som flyr rundt jorden, forårsaker mange naturfenomener. Blant dem: magnetiske stormer, auroras, strålingsbelter på planeten. For ikke så lenge siden ble det avslørt et mønster i økningen i antall lyn fra en økning i strømmen av ioniserte partikler fra stjernen vår.

Det er en rekke geofysiske fenomener generert av solvinden. Flere steder vil effekten av gassformig radon fra jordoverflaten øke, noe som kan føre til en økning i radioaktivitet i atmosfæren. Det er en sammenheng mellom solaktivitet og en økning i antall jordskjelv. En magnetisk storm endrer det elektriske feltet på jordoverflaten betydelig og fører til hopp i atmosfæretrykk.

Fare for solvind

Kraftige utslipp fra overflaten av lysstyrken forstyrrer radiokommunikasjon, forstyrrer driften av datamaskiner, forårsaker funksjonsfeil i ingeniørnettverk og genererer "skadelige" elektriske strømmer i metallkonstruksjoner og enheter.

Truslene om solvindangrep, som førte til mange problemer, skapte behov for nøye observasjon og prediksjon av magnetiske stormer på planeten vår. Væretjenester rundt om i verden er utstyrt med nødvendig utstyr, og signaliserer konstant svingningene i jordas magnetiske bakgrunn. Det er utviklet en teknologi for å identifisere fremtidige fokus på seismisk aktivitet og for å advare befolkningen om overhengende fare.

Interessant fakta: Det er en vitenskapelig hypotese om forekomsten av vann på månens overflate på grunn av solvindens påvirkning.Påvisning av væsken gir opphav til håp og optimisme i utsiktene for den fremtidige utviklingen av den nærmeste plassen "nabo".

Utsikter for bruk av solvind

I lys av alle de eksisterende funksjonene i et så unikt kosmisk fenomen som solvinden, blir det veldig interessant å finne praktiske anvendelser for den.
Pioneren i å skape det såkalte "elektriske seilet", "solseilet" (et romfartøy som beveger seg på grunn av energien fra ladede partikler fra solvinden) var den finske forskeren - Pekka Janhunen.

Våren 2013 ble den estiske satellitten ESTCube-1 utstyrt med denne enheten lansert i bane. Dessverre var forsøket mislykket, da seilet ikke kunne åpne.

Det er andre fristende prosjekter: bruk av strømmer av koronalt stoff for å overføre informasjon, eller opprettelse av "ionostasjoner" i banene for å generere elektrisk energi.

Fremtiden til solen vår

Vitenskapelig analyse gir en prognose for 5 milliarder år av eksistensen av luminæren vår. Mister hvert sekund opptil 600 millioner tonn hydrogen, er det dømt til å først bli en rød kjempe, og deretter en hvit dverg. Underveis etter å ha brukt alle energireservene i form av hydrogen og helium. Det mest ubehagelige er at den stadig ekspanderende solen vil smelte Merkur, Venus og muligens jorden. I alle fall vil livet på planeten forsvinne fullstendig.

Så menneskeheten er forpliktet til å tenke på sin fremtid og organisere gjenbosettingen til andre verdener utenfor solsystemet vårt. Det er uunngåelig. Store sinn: Den russiske forskeren Tsiolkovsky, den britiske astrofysikeren Stephen Hawking, snakket direkte om dette. Moon, Mars, Ceres, Pluto - listen over potensielle kolonier utvides. Så: "La solvinden blåse i seilene til romskipene til jordboer, og storme universets enorme vidunder!"