KAS IR SAULES VĒJŠ?

Send

Šis ir mākslinieka priekšstats par Zemes globālo magnētisko lauku ar priekšgala triecienu. Zeme atrodas attēla vidū, to ieskauj magnētiskais lauks, ko attēlo purpursarkanas līnijas. Priekšgala šoks ir zilais pusmēness labajā pusē. Daudzas saules vēja enerģētiskās daļiņas, kas attēlotas zeltā, tiek novirzītas no Zemes magnētiskā "vairoga".

(Attēls: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

Saules vējš plazmu un daļiņas no saules izplūst kosmosā. Lai arī vējš ir pastāvīgs, tā īpašības nav. Kas izraisa šo straumi, un kā tā ietekmē Zemi?

Vējaina zvaigzne

Korona, saules ārējais slānis, sasniedz temperatūru līdz 2 miljoniem grādu pēc Fārenheita (1,1 miljons grādi pēc Celsija). Šajā līmenī saules gravitācija nevar noturēties pret strauji kustīgajām daļiņām, un tās plūst prom no zvaigznes.

Saules aktivitāte mainās tās 11 gadu cikla laikā, laika gaitā mainoties saules plankumu skaitam, starojuma līmenim un izmetamajam materiālam. Šīs izmaiņas ietekmē saules vēja īpašības, ieskaitot tā magnētisko lauku, ātrumu, temperatūru un blīvumu. Vējš atšķiras arī atkarībā no tā, no kurienes nāk saule un cik ātri griežas šī daļa.

Saules vēja ātrums ir lielāks par koronālajiem caurumiem, sasniedzot ātrumu līdz 500 jūdzēm (800 kilometriem) sekundē. Temperatūra un blīvums virs korona caurumiem ir zems, un magnētiskais lauks ir vājš, tāpēc lauka līnijas ir atvērtas kosmosam. Šie caurumi rodas pie poliem un zemos platuma grādos, sasniedzot lielākos, ja aktivitāte uz sauli ir minimāla. Temperatūra ātrā vējā var sasniegt 1 miljonu F (800 000 C).

Pie koronālās streamera jostas ap ekvatoru saules vējš virzās lēnāk, ap 200 jūdzēm (300 km) sekundē. Temperatūra lēnā vējā sasniedz 2,9 miljonus F (1,6 miljonus C).

Sauli un tās atmosfēru veido plazma, pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu sajaukums ārkārtīgi augstā temperatūrā. Bet, kad materiāls atstāj sauli, ko nes saules vējš, tas kļūst gāzveidīgs.

"Kad jūs dodaties tālāk no saules, magnētiskā lauka stiprums nokrītas ātrāk nekā materiāla spiediens," teikts paziņojumā Kolorādo, Boulderā, Dienvidrietumu pētniecības institūta (SwRI) saules fiziķis Kreigs DeForests. "Galu galā materiāls sāk darboties vairāk kā gāze un mazāk kā magnētiski strukturēta plazma."

Ietekmējot Zemi

Tā kā vējš aiziet no saules, tas nes lādētas daļiņas un magnētiskus mākoņus. Izstarots visos virzienos, daži no saules vējiem pastāvīgi bufetē mūsu planētu ar interesantiem efektiem.

Ja Saules vēja pārnēsātais materiāls sasniegtu planētas virsmu, tā starojums nopietni kaitētu jebkurai dzīvībai, kas varētu pastāvēt. Zemes magnētiskais lauks kalpo kā vairogs, novirzot materiālu ap planētu tā, lai tas plūst pāri tai. Vēja spēks izstiepj magnētisko lauku tā, lai tas būtu izlīdzināts uz iekšu saules pusē un izstiepts nakts pusē.

Dažreiz saule izspiež plazmas plazmas, kas pazīstamas kā koronālās masas izspiešanas (CME), vai saules vētru. Biežāk aktīvajā cikla periodā, kas pazīstams kā saules maksimums, CME ir spēcīgāka ietekme nekā parastajam saules vējam. [Fotoattēli: satriecoši saules signālu un saules vētru fotoattēli]

"Saules un Zemes savienojuma spēcīgākie virzītāji ir saules izmešana," savā tīmekļa vietnē Saules zemes sauszemes attiecību novērošanas centram (STEREO) saka NASA. "Neskatoties uz to nozīmīgumu, zinātnieki pilnībā neizprot CME izcelsmi un attīstību, kā arī to struktūru vai apmēru starpplanētu telpā." STEREO misija cer to mainīt.

Kad saules vējš nes CME un citus spēcīgus starojuma pārrāvumus planētas magnētiskajā laukā, tas var izraisīt magnētiskā lauka saspiešanu aizmugurē - procesu, ko sauc par magnētisko atkārtotu savienojumu. Pēc tam uzlādētās daļiņas plūst atpakaļ virzienā uz planētas magnētiskajiem poliem, radot skaistus displejus, kas pazīstami kā aurora borealisin augšējā atmosfērā. [Fotoattēli: Pārsteidzošie 2012. gada Auroras]

Lai arī dažus ķermeņus pasargā magnētiskais lauks, citiem trūkst to aizsardzības. Zemes mēness neko nespēj to aizsargāt, tāpēc uzņemas visu iespējamo. Dzīvsudrabam, vistuvākajai planētai, ir magnētiskais lauks, kas to pasargā no regulārā standarta vēja, taču tas prasa pilnu jaudu spēcīgākiem uzliesmojumiem, piemēram, CME.

Ātrgaitas un maza ātruma straumēm savstarpēji mijiedarbojoties, tās veido blīvus reģionus, kas pazīstami kā savstarpēji rotējoši mijiedarbības reģioni (CIR), kas, mijiedarbojoties ar Zemes atmosfēru, izsauc ģeomagnētiskās vētras.

Saules vējš un tā uzlādētās daļiņas var ietekmēt Zemes pavadoņus un globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS). Spēcīgi pārrāvumi var sabojāt satelītus vai izraisīt GPS signālu izslēgšanu par desmitiem metru.

Saules vējš sabojā visas Saules sistēmas planētas. NASA misija New Horizons turpināja to atklāt, jo tā devās ceļā starp Urānu un Plutonu.

"Ātruma un blīvuma vidējais lielums, saules enerģijai virzoties ārā," teikts paziņojumā Sērijas Sanantonio, Teksasā, kosmosa zinātniecei Heather Elliott. "Bet vēju joprojām silda kompresija, jo tas ceļo, tāpēc jūs varat redzēt pierādījumus par saules rotācijas modeli temperatūrā pat ārējā saules sistēmā.

Pētot saules vēju

Mēs esam zinājuši par saules vēju kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem, taču, neraugoties uz tā plašo ietekmi uz Zemi un astronautiem, zinātnieki joprojām nezina, kā tas attīstās. Vairākas misijas pēdējo desmitgažu laikā ir centušās izskaidrot šo noslēpumu.

NASA misija Ulysses, kas tika uzsākta 1990. gada 6. oktobrī, pētīja sauli dažādos platuma grādos. Tajā tika mērītas dažādas saules vēja īpašības vairāk nekā divpadsmit gadu laikā.

Advanced Composition Explorer (ACE) satelīts riņķo vienā no īpašajiem punktiem starp Zemi un sauli, kas pazīstams kā Lagranža punkts. Šajā apgabalā gravitācija no saules un planētas velk vienādi, saglabājot satelītu stabilā orbītā. ACE, kas tika izveidots 1997. gadā, mēra saules vēju un nodrošina reālā laika mērījumus nemainīgai daļiņu plūsmai.

NASA dvīņu kosmosa kuģi STEREO-A un STEREO-B pēta saules malu, lai redzētu, kā dzimst saules vējš. Pēc NASA ziņām, STEREO ir izveidots 2006. gada oktobrī, un tas ir nodrošinājis "unikālu un revolucionāru skatu uz Saules-Zemes sistēmu".

Jauna misija cer uzspīdēt saulei un tās saules vējam. NASA Parker Saules zonde, kuru plānots palaist 2018. gada vasarā, mērķis ir "pieskarties saulei". Pēc vairāku gadu ciešas zvaigznes riņķošanas, zonde pirmo reizi iegremdēsies koronā, izmantojot attēlveidošanas un mērījumu kombināciju, lai mainītu izpratni par koronu un palielinātu izpratni par saules vēja izcelsmi un attīstību.

"Pārkera Saules zonde atbildēs uz jautājumiem par saules fiziku, par kuriem mēs esam neizpratnē vairāk nekā sešas desmitgades," paziņojumā teikts Pārkera Saules Zondes projekta zinātniece Nicola Fox no Džona Hopkinsa Universitātes Lietišķās fizikas laboratorijas. "Tas ir kosmosa kuģis, kas piekrauts tehnoloģiskiem sasniegumiem, un tas atrisinās daudzos lielākos noslēpumus par mūsu zvaigzni, tostarp noskaidros, kāpēc saules korona ir tik karstāka nekā tās virsma."

Papildu resursi