ČO JE TO SLNEČNý VIETOR?

Send

Toto je umelecký koncept globálneho magnetického poľa Zeme s lukovým šokom. Krajina je uprostred obrázka, obklopená jej magnetickým poľom, predstavovaná fialovými čiarami. Bow bow je modrý polmesiac vpravo. Mnoho energetických častíc v slnečnom vetre, zastúpených v zlate, je odklonených zemským magnetickým „štítom“.

(Obrázok: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Space Flight Center - koncepčné obrazové laboratórium)

Slnečný vietor prúdi plazmu a častice zo slnka von do vesmíru. Hoci je vietor konštantný, jeho vlastnosti nie sú. Čo spôsobuje tento prúd a ako ovplyvňuje Zem?

Veterná hviezda

Koróna, vonkajšia vrstva Slnka, dosahuje teploty až 2 milióny stupňov Celzia (1,1 milióna stupňov Celzia). Na tejto úrovni nemôže gravitácia slnka vydržať rýchlo sa pohybujúce častice a prúdia preč od hviezdy.

Aktivita Slnka sa mení v priebehu svojho 11-ročného cyklu, pričom sa v priebehu času menia čísla slnečných škvŕn, úrovne žiarenia a vypudzovaný materiál. Tieto zmeny ovplyvňujú vlastnosti slnečného vetra vrátane jeho magnetického poľa, rýchlosti, teploty a hustoty. Vietor sa tiež líši podľa toho, odkiaľ pochádza slnko a ako rýchlo sa táto časť otáča.

Rýchlosť slnečného vetra je vyššia pri koronálnych dierach a dosahuje rýchlosť až 800 kilometrov za sekundu. Teplota a hustota koronálnych dier sú nízke a magnetické pole je slabé, takže siločiary sú otvorené pre vesmír. Tieto diery sa vyskytujú v póloch a nízkych zemepisných šírkach a dosahujú najvyššiu hodnotu, keď je aktivita na slnku minimálna. Teploty v prudkom vetre môžu dosiahnuť až 1 milión F (800 000 C).

Pri koronálnom pásovom prúde okolo rovníka sa slnečný vietor pohybuje pomalšie rýchlosťou približne 300 km za sekundu. Teploty pri pomalom vetre dosahujú až 2,9 milióna F (1,6 milióna C).

Slnko a jeho atmosféra sú tvorené plazmou, zmesou pozitívne a negatívne nabitých častíc pri extrémne vysokých teplotách. Ale ako materiál opúšťa Slnko, prenášaný slnečným vetrom, stáva sa viac plynom.

„Keď idete ďalej od slnka, sila magnetického poľa klesá rýchlejšie ako tlak materiálu,“ uviedol vo vyhlásení Craig DeForest, solárny fyzik z Juhozápadného výskumného ústavu (SwRI) v Boulder v štáte Colorado. „Nakoniec sa materiál začne správať skôr ako plyn a menej ako magneticky štruktúrovaná plazma.“

Ovplyvňujú Zem

Keď vietor odchádza zo slnka, nesie nabité častice a magnetické oblaky. Vychádzajúc zo všetkých smerov, časť slnečného vetra neustále šíri našu planétu so zaujímavými účinkami.

Keby materiál prenášaný slnečným vetrom dosiahol povrch planéty, jeho žiarenie by vážne poškodilo akýkoľvek život, ktorý by mohol existovať. Zemské magnetické pole slúži ako štít, ktorý presmeruje materiál okolo planéty tak, aby prúdil mimo neho. Sila vetra natiahne magnetické pole tak, aby sa na slnečnej strane uhladilo dovnútra a na nočnej strane.

Slnko niekedy vyplivuje veľké výbuchy plazmy známe ako ejekcie koronálnych hmôt (CME) alebo slnečné búrky. Častejšie počas aktívneho obdobia cyklu známeho ako slnečné maximum, majú CME silnejší účinok ako štandardný slnečný vietor. [Fotografie: Ohromujúce fotografie slnečných svetiel a slnečných búrok]

„Vyhodenie zo slnka je najsilnejším hnacím motorom spojenia medzi Slnkom a Zemou,“ uvádza NASA na svojej webovej stránke pre observatórium slnečných terénnych vzťahov (STEREO). „Napriek ich dôležitosti vedci úplne nerozumejú vzniku a vývoju CME, ani ich štruktúre alebo rozsahu v medziplanetárnom priestore.“ Misia STEREO dúfa, že sa to zmení.

Keď slnečný vietor prenáša CME a ďalšie silné záblesky žiarenia do magnetického poľa planéty, môže to spôsobiť, že sa magnetické pole na zadnej strane stlačí spolu, čo je proces známy ako magnetické opätovné spojenie. Nabité častice potom prúdia späť smerom k magnetickým pólom planéty, čím spôsobujú nádherné displeje známe ako polárna žiara v hornej atmosfére. [Fotografie: Úžasné Aurory 2012]

Aj keď niektoré telá sú chránené magnetickým poľom, iné nemajú ochranu. Zemský mesiac nemá nič, čo by ho ochránilo, a tak trvá celý nápor. Ortuť, najbližšia planéta, má magnetické pole, ktoré ju chráni pred bežným štandardným vetrom, ale vyžaduje silovú silu silnejších výbuchov, ako sú CME.

Keď vysokorýchlostné a nízkorýchlostné toky navzájom interagujú, vytvárajú husté oblasti známe ako oblasti rotujúcich interakčných oblastí (CIR), ktoré pri interakcii so zemskou atmosférou spúšťajú geomagnetické búrky.

Slnečný vietor a nabité častice, ktoré nesie, môžu ovplyvniť satelity Zeme a globálne systémy určovania polohy (GPS). Silné impulzy môžu poškodiť satelity alebo môžu tlačiť signály GPS o desiatky metrov.

Slnečný vietor preháňa všetky planéty v slnečnej sústave. Misia agentúry New Horizons agentúry NASA ju naďalej odhaľovala, keď cestovala medzi Uránom a Plutom.

"Priemerná rýchlosť a hustota spolu s pohybom slnečného vetra," uviedol vo vyhlásení Heather Elliott, vesmírny vedec v spoločnosti SwRI v San Antoniu v Texase. „Ale vietor sa počas cestovania stále zohrieva kompresiou, takže môžete vidieť dôkazy o tom, že slnečné žiarenie má teplotu aj vo vonkajšej slnečnej sústave.

Štúdium slnečného vetra

O slnečnom vetre vieme už od 50. rokov 20. storočia, ale napriek jeho rozsiahlym účinkom na Zem a na astronautov vedci stále nevedia, ako sa vyvíjajú. Niekoľko misií za posledných niekoľko desaťročí sa snažilo toto tajomstvo vysvetliť.

Misia Ulysses, ktorá bola zahájená 6. októbra 1990, skúmala Slnko v rôznych zemepisných šírkach. Merala rôzne vlastnosti slnečného vetra v priebehu viac ako tuctu rokov.

Satelitné satelity Advanced Acposition Explorer (ACE) obiehajú na jednom zo špeciálnych bodov medzi Zemou a Slnkom známym ako Lagrangeov bod. V tejto oblasti sa gravitácia zo Slnka a planéty ťahá rovnako, udržiavajúc satelit na stabilnej obežnej dráhe. Spoločnosť ACE, ktorá bola založená v roku 1997, meria slnečný vietor a poskytuje meranie konštantného toku častíc v reálnom čase.

Kozmická loď NASA STEREO-A a STEREO-B študuje slnečnú hranu, aby zistila, ako sa rodí slnečný vietor. Podľa agentúry NASA, ktorá bola uvedená na trh v októbri 2006, spoločnosť STEREO poskytla „jedinečný a revolučný pohľad na systém Slnko-Zem“.

Nová misia dúfa, že žiari svetlo na slnko a jeho slnečný vietor. Parker Solar Probe, ktorý má byť uvedený na trh v lete roku 2018, má za cieľ „dotknúť sa slnka“. Po niekoľkých rokoch tesne obiehajúcich okolo hviezdy sa sonda prvýkrát ponorí do koróny, pomocou kombinácie zobrazovania a meraní revolúciu v porozumení koróny a zvýšeniu porozumenia pôvodu a vývoja slnečného vetra.

„Parkerova solárna sonda bude odpovedať na otázky týkajúce sa slnečnej fyziky, ktoré sme zmätili už viac ako šesť desaťročí,“ uviedla vo vyhlásení vedkyňa projektu Parker Solar Probe Nicola Fox z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. "Je to kozmická loď plná technologických objavov, ktorá vyrieši mnohé z najväčších záhad našej hviezdy, vrátane zistenia, prečo je slnečná koróna o toľko teplejšia ako jej povrch."

Dodatočné zdroje