Mikä on aurinkotuuli?
Joka hetki aurinko säteilee avaruuteen ulkokerroksen (aurinkokoronan) lähettämiä ionisoituneiden hiukkasten virtaa valtavalla nopeudella, joka saavuttaa 1200 km / s. Sen loputtomat "pyörteet" ympäröivät maata, tunkeutuvat aurinkokunnan tilaan ja jopa ylittävät sen rajojen. Kaikki tähdet voivat emittoida sen, ja tässä tapauksessa sitä kutsutaan tähtituuleksi. Auringon hiukkasten virtausta voidaan kutsua myös auringon tähtituuleksi, eikä siinä ole virhettä.
Konseptin historia
Ihmisen tieteellinen ajatus maailmasta on jatkuvasti muuttumassa. Aiempien dogmien ja käsitteiden kieltämisprosessi antaa mahdollisuuden tarkastella uudelleen olemassa olevaa todellisuutta.
Tiede piti pitkään minkä tahansa tähden staattista kruunua. Toisin sanoen painovoima näytti tasapainottavan ydin- ja lämpöydinräjähdysten painevoimaa, eikä se sallinut punaisen kuuman aineen virtauksia päästä itsestään ympäröivään avaruuteen.
Englantilainen geofysiikko ja tähtitieteilijä Sidney Chapman omalla ajallaan loi ja kehitti teorian aurinkokehän stabiliteetista. Hänen hypoteesinsa jakoi astrofyysisen yhteisön. Kaikki tämä jatkui meidän aikamme. Kuitenkin löydettiin mies, joka kiisti päättäväisesti ja peruuttamattomasti kuuluisan tutkijan näkemykset.
Hänen nimensä on Eugene Newman Parker. Amerikkalainen astrofyysikko käsitteli murskautta englantilaisen kollegansa käsitykselle. Uraauurtavalla kehitystyöllä hän pystyi todistamaan aineen virtauksen kruunusta peruuttamattomuuden. Lisäksi ilmeni erittäin utelias tosiasia: Kun siirryt pois auringosta, auringon tuulen nopeus kasvaa huomattavasti, saavuttaen yliääniset arvot, sitten pienenee ja muuttuu vakaana. Sen levityksen rajoja ei muuten ole vielä määritelty ja ne odottavat löytäjäänsä.
Ensimmäisellä planeettavälisellä avaruusaluksella tehdyt mittaukset vahvistivat Yu. Parkerin päätelmät. Hieman myöhemmin, tähtitieteilijät löysivät samanlaisia tähtituuleja monien galaksien laajuudesta.
Kuinka aurinkotuuli ilmaantuu?
Syy positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden hiukkasten seoksesta koostuvan virran ilmestymiselle on plasma, joka muodostuu jatkuvasti Auringon sisällä. Se syntyy lämpöydinfuusion loputtomasti etenevien reaktioiden seurauksena, kuumentaen tähden keskikohtaa useisiin kymmeniin miljooniin celsiusasteisiin. Tällä tavalla lämmitetty ionisoitu kaasu hajoaa nopeasti ehdollisesti "rajoitetusta tilavuudesta" lentäen kaukana tähtijärjestelmäämme rajojen yli.
Mielenkiintoinen fakta: Tämän tilavuuden rajat johtuvat jättimäisistä painovoimista ", jotka tukkisivat monien rajoittamattoman tilavuuden vetypommien räjähdyksiä", jotka johtuvat valaistumme valtavasta koosta. Ja se on 109 kertaa suurempi kuin maa. Prosessin tuloksena on auringonkoronan kuumeneminen miljoonaan celsiusasteeseen, joka johtuu plasman mikro-räjähdyksistä, jotka “vapautuivat”.
Syyskuussa 2016 amerikkalaiset tutkijat, jotka käyttivät NASA STEREO-observatorioita ensimmäistä kertaa, onnistuivat havaitsemaan auringon tuulen esiintymisprosessin. Heidän lausuntonsa mukaan tapahtuva on identtinen veden vapautumisen kanssa: ensin virta kulkee yhdessä virtauksessa, sitten se hajoaa erillisiksi hiukkasiksi, jotka muuttuvat pienemmiksi, kunnes muodostuu kaasumainen “pilvi”.
Tutkimus ilmiöstä
Seitsemän vuotta ennen Y. Parkeria, länsisaksalainen tähtitieteilijä Ludwig Birman, tutkiessa komeetan pyrstöiden rakennetta, ehdotti auringon solunsäteilyn olemassaoloa, jota nyt kutsutaan aurinkotuuliksi. Varattujen hiukkasten virta, joka murtaa koronaalireikien läpi (tähden pinta-alamme, joita magneettikenttä ei peitä), räjähtää avoimeen avaruuteen.
Auringon tuulen tekniset parametrit mitattiin ensimmäistä kertaa Neuvostoliiton planetaarienvälisellä automaattiasemalla Luna-2 vuonna 1959.
Kolme vuotta myöhemmin amerikkalainen satelliitti “Mariner-2” suoritti kuukausia tutkimusta ainutlaatuisesta avaruusilmiöstä. Jatkotutkimuksia jatkoi kansainvälinen SOHO-asema ja useat kansalliset hallitusohjelmat - NASA, USA. Tieteellinen toiminta auringon tuulen tutkimiseksi on laajentanut horisontinsa Auringon pinnasta tähtijärjestelmän aivan reunaan.
Auringon tuulen nopeus
Suuri tieteellinen ja käytännöllinen mielenkiinto on auringon tuulen perustan muodostavan vetyplasman virtauksen mittaaminen ja tutkiminen.
Alun perin ionisoidut heliumin, vedyn, raudan, piin, rikin ja useiden muiden kemiallisten alkuaineiden hiukkaset liikkuvat nopeudella 300-450 km / s.
Mielenkiintoinen fakta: auringonvalon tai koronan massan ulosmenon aikana virtauksen nopeus kasvaa, jopa 1200 km / s! Auringon tuuli muuttuu "aurinko hurrikaaniksi", aiheuttaen kokonaisen joukon ainutlaatuisia luonnollisia ja fyysisiä ilmiöitä.
Jatkossa virran auringon tuulen nopeus kasvaa ja saavuttaa 400 - 800 km / s maan lähellä (tässä kiihtyvyys loppuu). 1 500 000 km / h (420 km / s) Marsin alueella. Enintään 10 miljardin kilometrin etäisyydellä säteilylähteestä aurinkoa latautuneiden hiukkasten liikkeenopeus on noin - 1 000 000 km / h (280 km / s). Lisäksi, tähtienvälisen väliaineen vaikutuksesta, se heikkenee.
Auringon tuulen dynamiikkaan vaikuttavat kaksi tekijää: auringon houkuttelevat voimat ja paine virran sisällä. Laskelmat, joita tuetaan käytännöllisellä tutkimuksella (amerikkalaisen Voyager - 1, - 2 "ja" Pioneer - 10, - 11 "lennot) osoittivat vastakkaisesti varautuneiden hiukkasten virtausnopeuden vakion jo planeettamme kiertoradan ulkopuolella.
Auringon tuulen tyypit
Auringon ionisoidun virtauksen luonne on järjestetty ja jaettu kahteen tyyppiin:
- rauhallinen (hidas tai nopea);
- raivoissani.
Rauhallinen - hidas
Hidasta aurinkotuulta esiintyy valaistumme päiväntasaajan suolistossa ionisoitujen kaasujen lämpölaajenemisjaksojen aikana. Dynaaminen prosessi kiihdyttää seinämän plasman yliäänenopeuksille, jotka ovat noin 400 km / s. Hidas virta on rakenteeltaan tiheämpi ja leveämpi kuin nopea.
Rauhallinen - nopea
Koronanreikät toimivat nopean aurinkotuolin syntymäpaikkana. Tämän tuulen virtaukset voivat päättyä kuukausia, "hyökkäämällä" maapallon kanssa auringon pyörimisjaksolla, joka kestää 27 päivää.
Järkyttäneet
Häiriintyneiden virtausten syy on: itse seinämän poistuminen, samoin kuin puristumispaikkojen esiintyminen planeettavälisessä tilassa ennen tulevia seinämän massan poistumisia tai nopeaa aurinkotuulta.
Planeettienvälinen shokki-aalto
Kosmisen iskun aallon esiintymistä edelsi: nopean aurinkotuulen "hyökkäys" "hitaalle veljelle", koronaalisten hiukkasten varautuneen virran törmäys maan magneettikuviin, supernoovan räjähdys, galaksien törmäys.
Mielenkiintoinen fakta: puolitoista kuukautta sitten ilmestyi viesti, että NASA pystyi mittaamaan auringon tuulen voimakkuuden. Sijoittaminen avaruuteen 4 erityisesti varustettuna, varustettuna tarvittavilla laitteilla, moniskaalallisilla satelliiteilla; Amerikkalaiset tutkijat kirjaimellisesti “saivat” hetken tieteelliseen menestykseen. Ja kaksinkertainen: Kokeen tuloksena saatiin korkeimman tarkkuuden tiedot aurinkohiukkasten liikkeen luonteesta ja parametreista.
Iskuaalto on nopeasti liikkuvan väliaineen (kaasun) törmäysalue jonkinlaisen esteen kanssa (esimerkiksi: aurinkotuuli maan magneettikuvassa), joka synnyttää tulevan virtauksen fyysisten parametrien (paine, tiheys, lämpötila, hiukkasten varaustaso) jyrkän muutoksen "etuna". ja joukko muita indikaattoreita).
Auringon tuulen leviäminen avaruudessa
Siirtyessä kauempana "esiviuostaan" - aurinkoon, tuuli heikentyi ja kulkee useiden raja-alueiden läpi. Ensimmäinen niistä poistetaan valaisimesta 95 AU: n etäisyydellä (AU - tähtitieteellinen yksikkö, joka on yhtä suuri kuin keskimääräinen etäisyys maasta aurinkoon ja joka on 149 598 100 ± 750 km).Ns. ”Iskotaajuusraja”. Se on hänellä auringon tuulen jarrutus yliäänenopeuksista.
Kun lensi vielä 40 AU, ionisoituneiden hiukkasten virtaus tähtienvälisen aineen vaikutuksesta estyy kokonaan. Astrofysikaalisten prosessien määrittämää inhibitiorajaa kutsutaan heliopauseksi. Heliopauksen rajoittamaa tila-aluetta kutsutaan heliosfääriksi. Sen mitat eivät ole samat:
- 73 a.u. eteläpuolelta;
- 85 a.u. pohjoisesta.
Astrofysikaalista tietoa saatiin kahden amerikkalaisen Voyager-sarjan avaruusaluksen laukaisun ansiosta, jotka on suunniteltu tutkimaan aurinkokunnan rajoja. Äskettäin Voyager 2 vahvisti Voyager 1 -datan.
Aurinko tuuli ja maa
Auringon tuulen jatkuvasti muuttuvat virrat voisivat helposti tuhota kaiken elämän Maan pinnalla. Suojautuakseen tällaiselta "valtavalta aseelta" on "luotettava kilpi", joka on muodostunut magneettisesta pallosta. Tämän vastakkainasettelun pariteetti on melko vaihteleva ja aiheuttaa usein geomagneettisia myrskyjä. Ei ole yllättävää, että vuonna 1990 termi "avaruussää", joka heijastaa pääasiassa Maan magneettikentän nykytilaa, tuli merkitykselliseksi.
Heliobiologian tieteen luoja, joka tutkii luminisäkeemme vaikutusta maaperäisten organismien elintoimintoihin, oli Neuvostoliiton tutkija A. L. Chizhevsky. Hänen ja useiden muiden tutkijoiden ansiosta oli mahdollista selvittää lakeja, jotka koskevat aurinkoaktiivisuuden erojen vaikutuksia ihmiskehoon, lisätä ja vähentää viljeltyjen kasvien satoa sekä moninkertaistaa ja vähentää lintujen, kalojen ja eläinten populaatioita.
Auringon vaikutuksen jaksojen syklisyys maahan löydettiin ja tutkittiin. Säännöllisistä raporteista geomagneettisen taustan aktiivisuustasosta on tullut yleistä. Kroonisista sairauksista kärsivillä ihmisillä on tarvittavat tiedot oikean lääkityksen ottamiseksi ajoissa. Nykyaikainen sato- ja kotieläintuotanto on myös "aseistettu" tietämyksellä harjoittaakseen toimintaansa optimaalisesti.
Mielenkiintoinen tosiasia: N. S. Shcherbinskyn havaintojen mukaan johanneksenleipäpesujen esiintymistiheys kenttiä kohti on 11-vuotisen auringon rytmin mukainen.
Tiede menee eteenpäin ja vaatii nuoria. Nykyään jokainen heistä voi saada erikoistuneen korkeakoulun valmistuneen heliobiologin erikoisuuden.
Auringon tuulen aiheuttamat luonnonilmiöt
Maapallon ympäri lentävä aurinkotuuli aiheuttaa paljon luonnonilmiöitä. Niistä: magneettiset myrskyt, aurorat, planeetan säteilyvyöt. Ei niin kauan sitten, malli paljastui salamavalojen määrän lisääntymisessä tähtiämme ionisoituneiden hiukkasten virtauksen lisääntyessä.
Auringon tuulen aiheuttamia geofysikaalisia ilmiöitä on useita. Monissa paikoissa kaasumaisen radonin tuotto maan pinnasta kasvaa, mikä voi johtaa ilmakehän radioaktiivisuuden lisääntymiseen. Auringon aktiivisuuden ja maanjäristysten määrän kasvun välillä on yhteys. Magneettinen myrsky muuttaa merkittävästi maan pinnan sähkökenttää ja johtaa ilmakehän paineen hyppyihin.
Auringon tuulen vaara
Voimakkaat valonheittimen pinnat häiritsevät radioviestintää, häiritsevät tietokoneiden toimintaa, aiheuttavat toimintahäiriöitä insinööriverkoissa ja aiheuttavat “haitallisia” sähkövirtoja metallirakenteissa ja laitteissa.
Auringon tuulihyökkäysten uhat, jotka johtavat moniin ongelmiin, aiheuttivat tarvetta tarkkailla ja ennustaa magneettisia myrskyjä planeetallamme. Sääpalvelut ympäri maailmaa on varustettu tarvittavilla laitteilla, ja ne ilmoittavat jatkuvasti maan magneettisen taustan heilahteluista. On kehitetty tekniikka, jolla tunnistetaan seismisen toiminnan tulevat painopisteet ja varoitetaan väestöä välittömästä vaarasta.
Mielenkiintoinen fakta: On olemassa tieteellinen hypoteesi veden esiintymisestä kuun pinnalla auringon tuulen altistumisen vuoksi.Nesteen havaitseminen antaa toivoa ja optimismia lähimmän avaruusnaapurin tulevaisuuden kehitysnäkymissä.
Auringon tuulen käyttömahdollisuudet
Tällaisen ainutlaatuisen kosmisen ilmiön, kuten aurinkotuulen, kaikkien olemassa olevien piirteiden valossa on erittäin mielenkiintoista löytää sille käytännön sovelluksia.
Pioneerina nk. "Sähköpurjeen", "aurinkopurjan" (avaruusaluksen, joka liikkuu auringon tuulen latautuneiden hiukkasten energian takia) luomisessa, oli suomalainen tiedemies - Pekka Janhunen.
Keväällä 2013 virolainen satelliitti ESTCube-1, joka oli varustettu tällä laitteella, ajettiin kiertoradalle. Valitettavasti yritys epäonnistui, koska purje ei voinut avata.
On myös muita houkuttelevia projekteja: sepelvaltimoainevirtojen käyttö tiedon siirtämiseen tai ”ionostaatioiden” luominen planeettojen kiertoradalle sähköenergian tuottamiseksi.
Aurinkomme tulevaisuus
Tieteellinen analyysi antaa ennusteen viiden miljardin vuoden väliin valaisimen olemassaolosta. Menettämällä joka toinen sekunti jopa 600 miljoonaa tonnia vetyä, tuomitaan tuomitsemaan ensin punainen jättiläinen ja sitten valkoinen kääpiö. Matkan varrella, kun kaikki energiavarannot ovat vedyn ja heliumin muodossa. Epämiellyttävin asia on, että jatkuvasti laajeneva aurinko sulaa elohopean, Venuksen ja mahdollisesti maan. Joka tapauksessa elämä planeetalla katoaa kokonaan.
Joten, ihmiskunnan on pakko ajatella tulevaisuuttaan ja järjestää uudelleensijoittaminen muihin maailmoihin aurinkokunnan ulkopuolella. Se on väistämätöntä. Suuri mieli: Venäjän tiedemies Tsiolkovsky, brittiläinen astrofysiikka Stephen Hawking puhuivat tästä suoraan. Kuu, Mars, Ceres, Pluto - potentiaalisten pesäkkeiden luettelo laajenee. Joten: "Anna aurinko tuulen puhaltaa maanlaskijoiden avaruusalusten purjeisiin, myrskyttäen maailmankaikkeuden laajuutta!"