Це концепція художника про глобальне магнітне поле Землі із ударним луком. Земля знаходиться в середині зображення, оточена її магнітним полем, представленим фіолетовими лініями. Удар лука - синій півмісяць справа. Багато енергетичних частинок сонячного вітру, зображених золотом, відхилені магнітним "щитом" Землі.
(Зображення: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Концептуальна іміджева лабораторія Центру космічних польотів Годдарда)
Сонячний вітер витікає у космос плазму та частинки сонця. Хоча вітер постійний, його властивості немає. Що викликає цей потік і як він впливає на Землю?
Вітряна зірка
Корона, зовнішній шар Сонця, досягає температури до 2 млн. Градусів Фаренгейта (1,1 млн. Градусів Цельсія). На цьому рівні гравітація Сонця не може утримувати частинки, що швидко рухаються, і вони відтікають від зірки.
Діяльність Сонця зміщується протягом 11-річного циклу, з часом змінюється кількість сонячних плям, рівень випромінювання та викиданий матеріал. Ці зміни впливають на властивості сонячного вітру, включаючи його магнітне поле, швидкість, температуру та щільність. Вітер також відрізняється залежно від того, звідки на сонце воно потрапляє та як швидко обертається ця частина.
Швидкість сонячного вітру більша над корональними отворами, досягаючи швидкості до 800 миль (800 кілометрів) в секунду. Температура та щільність над коронковими отворами низькі, а магнітне поле слабке, тому лінії поля відкриті для космосу. Ці діри виникають на полюсах і низьких широтах, досягаючи своїх найбільших, коли активність на сонці мінімальна. Температура при швидкому вітрі може сягати до 1 мільйона F (800 000 C).
У корональному стримерному поясі навколо екватора сонячний вітер рухається повільніше, приблизно 300 миль (300 км) в секунду. Температура на повільному вітрі сягає до 2,9 млн. F (1,6 млн. C).
Сонце та його атмосфера складаються із плазми, суміші позитивно та негативно заряджених частинок при надзвичайно високих температурах. Але як матеріал залишає сонце, перенесений сонячним вітром, він стає більш газоподібним.
"Коли ви віддаляєтесь далі від сонця, напруженість магнітного поля падає швидше, ніж тиск матеріалу", - йдеться у повідомленні Крейга ДеФореста, сонячного фізика Південно-Західного науково-дослідного інституту (SwRI) у Боулдері, штат Колорадо. "Врешті-решт матеріал починає діяти більше як газ і менш нагадує магнітно структуровану плазму".
Впливає на Землю
Коли вітер відходить від сонця, він несе заряджені частинки та магнітні хмари. Випромінювані в усіх напрямках, частина сонячного вітру постійно переповнює нашу планету, маючи цікаві ефекти.
Якби матеріал, що переноситься сонячним вітром, досягав поверхні планети, його випромінювання завдало б серйозної шкоди будь-якому життю, яке може існувати. Магнітне поле Землі служить щитом, перенаправляючи матеріал навколо планети, щоб воно витікало за його межі. Сила вітру розтягує магнітне поле так, що воно згладжене всередину на стороні сонця і витягнуте на нічну сторону.
Іноді сонце випльовує великі вибухи плазми, відомі як викиди корональної маси (СМЕ) або сонячні бурі. Більш поширені під час активного періоду циклу, відомі як сонячний максимум, СМЕ мають більш сильну дію, ніж звичайний сонячний вітер. [Фотографії: Приголомшливі фотографії сонячних спалахів та сонячних штормів]
"Сонячні викиди є найпотужнішими рушіями зв'язку Сонце-Земля", - йдеться в повідомленні НАСА на своєму веб-сайті для обсерваторії сонячних наземних відносин (STEREO). "Незважаючи на їх важливість, вчені не повністю розуміють походження та еволюцію СМЕ, а також їх структуру чи ступінь у міжпланетному просторі". Місія STEREO сподівається змінити це.
Коли сонячний вітер переносить СМЕ та інші потужні сплески випромінювання в магнітне поле планети, він може змусити магнітне поле на задній стороні стискатися разом, процес, відомий як магнітне відновлення. Потім заряджені частинки відтікають назад до магнітних полюсів планети, викликаючи прекрасні відображення, відомі як полярна атмосфера у верхній атмосфері. [Фотографії: Amazing Auroras 2012]
Хоча деякі тіла захищені магнітним полем, інші не мають свого захисту. Місяць Землі нічого не може захистити, тому бере на себе всю ступінь. Найближча планета Меркурія має магнітне поле, яке захищає його від звичайного звичайного вітру, але воно приймає всю силу більш потужних спалахів, таких як СМЕ.
Коли швидкісні та низькошвидкісні потоки взаємодіють один з одним, вони створюють щільні області, відомі як спільно обертові регіони взаємодії (СІР), які викликають геомагнітні бурі під час взаємодії з атмосферою Землі.
Сонячний вітер та заряджені частинки, які він несе, можуть впливати на супутники Землі та глобальні системи позиціонування (GPS). Потужні вибухи можуть пошкодити супутники або виштовхнути GPS-сигнали на десятки метрів.
Сонячний вітер руйнує всі планети Сонячної системи. Місія НАСА "Нові горизонти" продовжувала виявляти її під час подорожі між Ураном та Плутоном.
"Середня швидкість і щільність разом, коли сонячний вітер рухається", - йдеться в повідомленні Хезер Елліотт, космічного вченого SwRI в Сан-Антоніо, штат Техас. "Але вітер все ще нагрівається стисненням під час подорожі, тому ви можете побачити докази обертання сонця в температурі навіть у зовнішній Сонячній системі.
Вивчення сонячного вітру
Про сонячний вітер ми знаємо ще з 50-х років, але, незважаючи на його великий вплив на Землю та на космонавтів, вчені досі не знають, як воно розвивається. Кілька місій за останні кілька десятиліть прагнули пояснити цю таємницю.
Місія Улісса, що була розпочата 6 жовтня 1990 року, вивчала Сонце на різних широтах. Він вимірював різні властивості сонячного вітру протягом більше десятка років.
Супутник розширеного складу провідника композиції (АСЕ) орбітує в одній із спеціальних точок між Землею та сонцем, відомою як точка Лагранжа. У цій області гравітація від сонця та планети тягнеться однаково, підтримуючи супутник на стабільній орбіті. Створений в 1997 році, ACE вимірює сонячний вітер і забезпечує вимірювання постійного потоку частинок у реальному часі.
Космічні апарати NASA, STEREO-A і STEREO-B вивчають край Сонця, щоб побачити, як народжується сонячний вітер. Створений у жовтні 2006 року, STEREO надав "унікальний та революційний погляд на систему Сонце-Земля", повідомляє NASA.
Нова місія сподівається засвітити світло на Сонце та його сонячний вітер. Сонячний зонд NASA Parker, який планується запустити влітку 2018 року, має на меті "доторкнутися до сонця". Після декількох років тісної орбіти зірки зонд вперше зануриться в корону, використовуючи комбінацію зображень та вимірювань, щоб революціонізувати розуміння корони та підвищити розуміння походження та еволюції сонячного вітру.
"Сонячний зонд Паркер збирається відповісти на питання про сонячну фізику, над якими ми спантеличувались більше шести десятиліть", - йдеться в науці про науковець "Паркер Солнечний зонд" Нікола Фокс з лабораторії прикладної фізики університету Джона Хопкінса. "Це космічний корабель, навантажений технологічними проривами, який вирішить багато найбільших загадок про нашу зірку, включаючи з'ясування того, чому корона Сонця настільки спекотніша від її поверхні".
Додаткові ресурси
- Сонячний вітер у реальному часі (NOAA / Центр прогнозу космічної погоди)
- 3-денний прогноз (NOAA / Центр прогнозу космічної погоди)
- Щотижневі моменти та прогноз на 27 днів (NOAA / Центр прогнозу космічної погоди)
