Что такое солнечный ветер?

Солнечный ветер переносит плазму и солнечные частицы в космос. Что же вызывает этот поток и как он влияет на Землю?

Представление художника о деформации магнитного поля Земли при воздействии солнечного ветра.

Температура короны, наружного слоя Солнца, может достигать значений до 1,1 миллиона градусов по Цельсию. На этом уровне гравитация Солнца не может удержать быстро движущиеся частицы, и они убегают от звезды.

Активность Солнца меняется в течение 11-летнего цикла, при этом количество солнечных пятен, уровни радиации и масса выброшенного в космос материала меняются со временем. Эти изменения влияют на свойства солнечного ветра, включая его магнитное поле, скорость, температуру и плотность. Ветер также может иметь разные свойства в зависимости от того, где конкретно находился его источник на Солнце, и насколько быстро вращалась эта область.

Скорость солнечного ветра выше по сравнению со скоростью движения вещества корональных отверстий, и достигает скорости 800 километров в секунду. Температура и плотность материи над корональными отверстиями низки, а магнитное поле слабое, поэтому линии поля открыты для пространства. Эти отверстия возникают на полюсах Солнца и в его низких широтах, достигая наибольших размеров, когда активность на Солнце минимальна. Температуры, возникающие при быстром ветре могут достигать 800 000 C.

В поясе коронального стримера вокруг экватора солнечный ветер движется медленнее – около 300 км в секунду. Температура в медленном ветре достигает 1,6 млн. C.

Солнце и его атмосфера состоят из плазмы, смеси положительно и отрицательно заряженных частиц при чрезвычайно высоких температурах. Но поскольку материал постоянно покидает Солнце, переносимый солнечным ветром, оно становится более газообразным.

«По мере удаления от Солнца, напряженность магнитного поля падает быстрее, чем это происходит с давлением материала», – сообщает Крэйг ДеФорест, физик из Юго – Западного научно – исследовательского института (SwRI), расположенного в Боулдере, штат Колорадо, в опубликованном заявлении.

 «В конце концов, материал начинает действовать скорее как газ, и становится менее похож на магнитоструктурированную плазму».

Когда ветер покидает Солнце, он несет заряженные частицы и магнитные поля. Излучаемая во всех направлениях часть солнечного ветра постоянно попадает на нашу планету и вызывает интересные эффекты.

Если материал, переносимый солнечным ветром, достигнет поверхности планеты, он нанесет серьезный ущерб любой форме жизни, которая существует на Земле. Магнитное поле Земли служит щитом, перенаправляя материал вокруг планеты так, чтобы он как бы “стекал” за ее пределами. Сила ветра деформирует магнитное поле Земли таким образом, что оно смещается и растягивается на ночной стороне нашей планеты.

Иногда Солнце выбрасывает большие объемы плазмы, известные как выбросы корональной массы (CME) или солнечные бури. Чаще всего это происходит в период активного периода солнечного цикла, известного как солнечный максимум. CME имеют более сильный эффект, чем стандартный солнечный ветер.

 

Хотя некоторые тела Солнечной системы тоже, подобно Земле, экранированы магнитным полем, многие такой защиты не имеют.  Спутник нашей Земли, Луна не имеет ничего, чтобы защитить свою поверхность, поэтому получает полное воздействие солнечного ветра. У Меркурия, ближайшей к Солнцу планеты, есть магнитное поле. Оно защищает планету от обычного стандартного ветра, однако оно не способно преодолеть силу более мощных вспышек, таких как CME.

Когда высоко – и низкоскоростные потоки взаимодействуют друг с другом, они создают плотные области, известные как области с вращающимся взаимодействием (CIR). Эти области вызывают геомагнитные бури при взаимодействии с земной атмосферой.

Солнечный ветер и заряженные частицы, которые он несет, могут влиять на спутники Земли и Глобальные системы позиционирования (GPS). Мощные всплески могут повредить спутники или вызвать ошибки определений координат с использованием сигналов GPS в десятки метров.

Солнечный ветер достигает всех планет в Солнечной системе. Миссия NASA New Horizons обнаружила ее, когда путешествовала между Ураном и Плутоном.

Ученым известно о солнечном ветре с 1950-х годов, но несмотря на его серьезное воздействие на Землю и космонавтов, ученые все еще не знают, как он развивается. Несколько миссий за последние несколько десятилетий пытались объяснить эту тайну.

6 октября 1990 года миссия NASA Ulysses изучила Солнце на разных широтах. Она измерила различные свойства солнечного ветра в течение более чем десяти лет.

Миссия Advanced Composition Explorer (ACE) имела орбиту, связанную с одной из особых точек между Землей и Солнцем, известной как точка Лагранжа. В этой области гравитация от Солнца и планеты одинаковы, что сохраняет спутник на стабильной орбите. Начатый в 1997 году, эксперимент ACE измеряет солнечный ветер и обеспечивает измерения постоянного потока частиц в реальном времени.

Космические аппараты NASA, STEREO-A и STEREO-B изучают края Солнца, чтобы увидеть, как рождается солнечный ветер. По данным NASA , STEREO представила «уникальный и революционный взгляд на систему Земля – Солнце».

Новая миссия надеется пролить свет на природу Солнца и солнечного ветра. Солнечный зонд NASA Parker, планируемый к запуску летом 2018 года, будет работать таким образом, чтобы «коснуться солнца». Спустя несколько лет полета на орбите, близкой к звезде, зонд впервые в истории погрузится в корону, используя комбинацию изображений и измерений, чтобы продвинуть вперед наше понимание природы солнечной короны и улучшить понимание происхождения и эволюции солнечного ветра.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: