Güneş rüzgarı nedir?
Her an Güneş, uzaya 1200 km / s'ye ulaşan muazzam bir hızda dış katman (güneş korona) tarafından yayılan iyonize parçacıklar akımını uzaya yayar. Sonsuz "kasırgaları" Dünya'yı kuşatır, güneş sisteminin alanına nüfuz eder ve hatta onun ötesine geçer. Tüm yıldızlar onu yayabilir ve bu durumda buna yıldız rüzgar denir. Güneş parçacıklarının akışı, Güneş'in yıldız rüzgarı olarak da adlandırılabilir ve bu konuda hiçbir hata olmayacaktır.
Kavramın tarihi
Bir insanın dünya hakkındaki bilimsel fikri sürekli olarak değişmektedir. Önceki dogmaları ve kavramları reddetme süreci, mevcut gerçekliğe yeniden bakmayı mümkün kılar.
Uzun bir süre, bilim herhangi bir yıldızın statik tacını düşündü. Yani, yerçekimi kuvveti nükleer ve termonükleer patlamaların basınç kuvvetini dengeliyor gibiydi ve kırmızı-sıcak madde akışının kendisinden çevresindeki alana salınmasına izin vermedi.
İngiliz jeofizikçi ve astronom Sidney Chapman, zamanında güneş atmosferinin kararlılığı teorisini yarattı ve geliştirdi. Hipotezi astrofizik toplumu böldü. Bütün bunlar zamanımıza kadar devam edecekti. Bununla birlikte, ünlü bilim adamının görüşlerini kararlı ve geri dönülmez bir şekilde çürüten bir adam bulundu.
Adı Eugene Newman Parker. Amerikalı astrofizikçi, İngiliz meslektaşı kavramına ezici bir darbe vurdu. Öncü gelişmeleriyle, maddenin taçtan dışarı akışının geri dönüşümsüzlüğünü kanıtlayabildi. Dahası, çok ilginç bir gerçek ortaya çıktı: Güneş'ten uzaklaştıkça, güneş rüzgarının hızı önemli ölçüde artar, süpersonik değerlere ulaşır, daha sonra azalır ve stabil hale gelir. Bu arada, dağıtımının sınırları henüz belirlenmedi ve keşfedicilerini bekliyor.
İlk gezegenler arası uzay aracında yapılan ölçümler Y. Parker'ın doğru sonuçlarını doğruladı. Biraz sonra, gökbilimciler bir dizi gökadanın genişliğinde benzer yıldız rüzgarları keşfettiler.
Güneş rüzgarı nasıl görünür?
Pozitif ve negatif yüklü parçacıkların bir karışımından oluşan bir akışın ortaya çıkmasının nedeni, Güneş'in içinde sürekli olarak oluşan plazmadan kaynaklanır. Sonsuzca meydana gelen füzyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak ortaya çıkar ve yıldızın merkezini on milyonlarca santigrat dereceye kadar ısıtır. Bu şekilde ısıtılan iyonize gaz, yıldız sistemimizin sınırlarının çok ötesine geçerek koşullu olarak "sınırlı hacim" den hızla çıkar.
İlginç gerçek: bu hacmin sınırları, "sınırsız hacimli birçok hidrojen bombaının patlamalarını tıkıyormuş gibi", yerçekimimizin muazzam boyutundan kaynaklanan devasa yerçekimi kuvvetlerinden kaynaklanıyor. Ve Dünya'dan 109 kat daha büyük. Sürecin sonucu, “kaçan özgürlük” plazmasının bir dizi mikro-patlaması nedeniyle güneşin koronalarının bir milyon santigrat dereceye kadar ısıtılmasıdır.
Eylül 2016'da, NASA STEREO gözlemevlerini ilk kez kullanan Amerikalı bilim adamları güneş rüzgârının ortaya çıkış sürecini tespit etmeyi başardılar. İfadelerine göre, olan şey suyun serbest bırakılmasıyla aynıdır: önce akış bir akışa girer, daha sonra gazlı bir “bulut” oluşana kadar daha küçük ve daha küçük hale gelen ayrı parçacıklara ayrılır.
Fenomenin incelenmesi
Kuyruklu yıldızların yapısını inceleyen Batı Alman gökbilimci Ludwig Birman, Yu Parker'dan yedi yıl önce Güneş'in şu anda güneş rüzgarı olarak adlandırılan ceset radyasyonunun varlığını önerdi. Koronal deliklerden (yıldızımızın yüzeyindeki manyetik bir alanla kaplı olmayan alanlar) kırılan yüklü parçacık akışı açık alana koşar.
İlk kez, güneş rüzgârının teknik parametreleri 1959'da Sovyet gezegenler arası otomatik istasyon Luna-2'de ölçüldü.
Üç yıl sonra, Amerikan uydusu “Mariner-2” benzersiz bir uzay fenomeni hakkında aylarca araştırma yaptı. Uluslararası SOHO istasyonu ve bir dizi ulusal yönetim programı olan NASA, ABD tarafından daha fazla çalışmaya devam edilmiştir. Güneş rüzgarı üzerinde yapılan bilimsel aktivite ufuklarını Güneş'in yüzeyinden yıldız sisteminin kenarına kadar genişletti.
Güneş rüzgar hızı
Büyük bilimsel ve pratik ilgi, güneş rüzgârının temelini oluşturan hidrojen plazmasının akışının hareket yasalarının ölçümü ve ölçümüdür.
Aslında helyum, hidrojen, demir, silikon, kükürt ve diğer bazı kimyasal elementlerin iyonize parçacıkları 300-450 km / s hızında hareket eder.
İlginç gerçek: güneş patlamaları veya koronal kütle atımı sırasında, akış hızı 1200 km / s'ye kadar artar! Güneş rüzgarı "güneş kasırgası" na dönüşerek bir dizi eşsiz doğal ve fiziksel fenomene neden olur.
Gelecekte, akışın güneş rüzgar hızı artar ve Dünyaya 400-800 km / s (ivmesinin bittiği yer burasıdır). Mars bölgesinde 1.500.000 km / s (420 km / s). Radyasyon kaynağından 10 milyar km'ye kadar bir mesafede, güneş yüklü parçacıkların hareket hızı yaklaşık - 1.000.000 km / s'dir (280 km / s). Ayrıca, yıldızlararası ortamın etkisi altında zayıflar.
Güneş rüzgarının dinamikleri iki faktörden etkilenir: güneşin çekici kuvvetleri ve dere içindeki basınç. Pratik araştırmalarla desteklenen hesaplar (Amerikan Voyager - 1, - 2 "ve" Pioneer - 10, - 11 "uçuşları), gezegenimizin yörüngesinin dışında bulunan karşıt yüklü parçacıkların çıkış akışının sabitliğini gösterdi.
Güneş Rüzgarı Çeşitleri
Güneşin iyonize akışının doğası sipariş edilir ve iki türe ayrılır:
- sakin (yavaş veya hızlı);
- çileden.
Sakin - Yavaş
İyonize gazların termal genleşmesi dönemlerinde, armatürümüzün ekvatorunun bağırsaklarında yavaş güneş rüzgarı oluşur. Dinamik süreç, koronal plazmayı yaklaşık 400 km / s'lik süpersonik hızlara hızlandırır. Yapısında, yavaş bir akış hızlı olandan daha yoğun ve daha geniştir.
Sakin - Hızlı
Koronal delikler hızlı güneş rüzgarının doğum yeridir. Bu rüzgârın akışı aylarca sürebilir, Dünya'ya 27 gün süren Güneş'in dönme periyodu ile “saldırır”.
Kızdırdı
Tedirgin akışların nedeni: koronal ejeksiyonun kendisinin tezahürü ve yaklaşan koronal kitle enjeksiyonları veya hızlı güneş rüzgarı öncesi gezegenler arası alanda sıkıştırma bölgelerinin ortaya çıkması.
Gezegenler arası şok dalgası
Kozmik bir şok dalgasının ortaya çıkmasından önce: “yavaş kardeş” üzerine hızlı bir güneş rüzgarı “saldırısı”, Dünya'nın manyetosferi ile yüklü bir koronal parçacık akışının çarpması, bir süpernova patlaması, gökadaların çarpışması.
İlginç gerçek: Bir buçuk ay önce, NASA'nın güneş rüzgârının şok dalgasının gücünü ölçebildiğine dair bir mesaj çıktı. Özel ekipmanla donatılmış, gerekli ekipman, çok ölçekli uydularla donatılmış 4 numaralı boşluğa sürekli olarak yerleştirme; Amerikalı araştırmacılar tam anlamıyla bir bilimsel başarı anı “yakaladılar”. Ve çift: deney sonucunda, güneş parçacıklarının hareketinin doğası ve parametreleri hakkında en yüksek doğruluğa sahip veriler elde edildi.
Şok dalgası, hızla ilerleyen bir ortamın (gazın) bir tür engeli olan bir çarpışma bölgesidir (örneğin: Dünya manyetosferi ile güneş rüzgarı), gelen akışın fiziksel parametrelerinde (basınç, yoğunluk, sıcaklık, partikül şarj seviyesi) keskin bir değişiklik "ön" ve diğer bazı göstergeler).
Uzayda güneş rüzgar yayılımı
Güneşi "atalarından" uzaklaştıran rüzgar, zayıflar ve çeşitli sınır bölgelerinden geçer. Bunlardan ilki 95 AU mesafeden yıldızdan çıkarıldı (AU - Dünya'dan Güneş'e olan ortalama mesafeye eşit ve 149 598 100 ± 750 km'lik bir astronomik birim).Sözde "şok dalgası sınırı". Üzerinde olur güneş rüzgarının frenlenmesi süpersonik hızlardan.
40 AU daha uçtuktan sonra, yıldızlararası maddenin etkisi altındaki iyonize parçacıkların akışı tamamen engellenir. Astrofizik süreçlerle belirlenen inhibisyon sınırına heliopause denir. Heliopause ile sınırlanan mekansal bölgeye heliosfer denir. Boyutları aynı değil:
- 73 au güney tarafından;
- 85 au kuzey tarafında.
Güneş sisteminin sınırlarını incelemek için tasarlanmış Voyager serisinin 2 Amerikan uzay aracının fırlatılması nedeniyle astrofiziksel veriler elde edildi. Daha yakın zamanda, Voyager 2 Voyager 1 verilerini doğruladı.
Güneş rüzgarı ve toprak
Güneş rüzgârının sürekli değişen akışları, Dünya yüzeyindeki tüm yaşamı kolayca yok edebilir. Böyle bir “müthiş silah” a karşı korunmak için manyetosfer şeklinde bir “güvenilir kalkan” vardır. Bu çatışmanın paritesi oldukça değişkendir ve genellikle jeomanyetik fırtınalara neden olur. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, 1990'da, esas olarak Dünya'nın manyetik alanının mevcut durumunu yansıtan “uzay havası” terimi anlamlı hale geldi.
Armatürümüzün karasal organizmaların yaşamsal işlevleri üzerindeki etkisini inceleyen heliobiyoloji biliminin yaratıcısı, Sovyet bilim adamı A. L. Chizhevsky idi. Onun ve bir dizi başka araştırmacı sayesinde, güneş aktivitesindeki farklılıkların insan vücudu üzerindeki etkilerini düzenleyen yasaları açıklamak, ekili bitkilerin verimini arttırmak ve azaltmak ve kuş, balık ve hayvan popülasyonlarını çoğaltmak ve azaltmak mümkün oldu.
Güneş'in Dünya üzerindeki etkisinin dönemlerinin döngüselliği keşfedildi ve incelendi. Jeomanyetik arka planın aktivite seviyesine ilişkin düzenli raporlar yaygın hale gelmiştir. Kronik hastalıklardan muzdarip insanlar, doğru ilacı zamanında almak için gerekli bilgiye sahiptir. Modern mahsul ve hayvancılık da faaliyetlerini en iyi şekilde yürütmek için bilgi ile “silahlandırılmıştır”.
İlginç gerçek: N.S. Shcherbinsky'nin gözlemlerine göre, tarlalara keçiboynuzu varış sıklığı Güneş'in 11 yıllık ritmine denk geliyor.
Bilim devam ediyor ve gençleri çağırıyor. Bugün, her biri uzman bir yükseköğretim kurumundan mezun olan bir heliobiyoloğun uzmanlığını alabilir.
Güneş rüzgârının neden olduğu doğal olaylar
Dünyanın etrafında uçan güneş rüzgarı, birçok doğal fenomene neden olur. Bunlar arasında: manyetik fırtınalar, auroralar, gezegenin radyasyon kemerleri. Çok uzun zaman önce, yıldızımızın iyonize parçacıklarının akışındaki bir artıştan yıldırım sayısındaki artışta bir model ortaya çıktı.
Güneş rüzgarı tarafından üretilen bir dizi jeofizik olay vardır. Bazı yerlerde, dünya yüzeyinden gazlı radon çıkışı artacaktır, bu da atmosferdeki radyoaktivitede bir artışa yol açabilir. Güneş aktivitesi ile deprem sayısında artış arasında bir korelasyon vardır. Manyetik bir fırtına, Dünya yüzeyindeki elektrik alanını önemli ölçüde değiştirir ve atmosfer basıncında sıçramalara neden olur.
Güneş rüzgar tehlikesi
Aydınlatma yüzeyinden gelen güçlü emisyonlar radyo iletişimini bozar, bilgisayarların çalışmasını engeller, şebeke şebekelerinde arızalara neden olur ve metal yapılarda ve cihazlarda “zararlı” elektrik akımları üretir.
Güneş rüzgâr saldırılarının tehditleri, birçok soruna yol açarak, gezegenimizdeki manyetik fırtınaların dikkatli bir şekilde gözlemlenmesi ve tahmin edilmesi ihtiyacını yarattı. Dünyadaki hava durumu hizmetleri gerekli ekipmanlarla donatılmıştır ve Dünya'nın manyetik arka planındaki dalgalanmalara sürekli sinyal vermektedir. Sismik faaliyetin gelecekteki odaklarını tanımlamak ve nüfusu yaklaşan tehlike konusunda uyarmak için bir teknoloji geliştirilmiştir.
İlginç gerçek: Güneş rüzgarı etkisinden dolayı ay yüzeyinde su oluşumunun bilimsel bir hipotezi vardır.Sıvının tespiti, en yakın alan "komşusunun" gelecekteki gelişimi için umutları ve iyimserliği doğurur.
Güneş Rüzgarı Kullanım Beklentileri
Güneş rüzgarı gibi eşsiz bir kozmik fenomenin mevcut tüm özellikleri ışığında, bunun için pratik uygulamalar bulmak çok ilginç hale geliyor.
"Elektrikli yelken" denilen öncü "güneş yelkeni" (güneş rüzgarının yüklü parçacıklarının enerjisi nedeniyle hareket eden bir uzay aracı) Finli bilim adamı - Pekka Janhunen idi.
2013 ilkbaharında, bu cihazla donatılmış Estonya uydusu ESTCube-1 yörüngeye fırlatıldı. Ne yazık ki, yelken açılamadığı için girişim başarısız oldu.
Başka cazip projeler de var: bilgi iletmek için koronal madde akımlarının kullanımı veya elektrik enerjisi üretmek için gezegenlerin yörüngelerinde “iyonostasyonlar” oluşturulması.
Güneşimizin geleceği
Bilimsel analiz, armatürümüzün 5 milyar yıllık varlığı için bir tahmin verir. Her saniyede 600 milyon tona kadar hidrojen kaybeden, önce kırmızı bir dev, sonra beyaz bir cüce olmaya mahkumdur. Yol boyunca, tüm enerji rezervlerini hidrojen ve helyum şeklinde tüketti. En tatsız olan şey, sürekli genişleyen Güneş'in Merkür, Venüs ve muhtemelen Dünya'yı eriteceğidir. Her durumda, gezegendeki yaşam tamamen ortadan kalkacak.
Dolayısıyla, insanlık geleceği hakkında düşünmek ve güneş sistemimiz dışındaki diğer dünyalara yeniden yerleşimi düzenlemekle yükümlüdür. Bu kaçınılmaz. Büyük beyinler: İngiliz astrofizikçi Stephen Hawking'in Rus bilim adamı Tsiolkovsky doğrudan bunun hakkında konuştu. Ay, Mars, Ceres, Plüton - potansiyel kolonilerin listesi genişliyor. Öyleyse: "Güneş rüzgarı, evrenin genişliğini saklayarak, yeryüzünün uzay gemilerinin yelkenlerine üflesin!"