Šta je solarni vjetar? Nabijene čestice solarnog vjetra
Može dostići vrednosti do 1,1 milion stepeni Celzijusa. Stoga se čestice na takvoj temperaturi kreću vrlo brzo. Sunčeva gravitacija ih ne može zadržati - i oni napuštaju zvijezdu.
Aktivnost Sunca se menja tokom 11-godišnjeg ciklusa. U ovom slučaju se mijenja broj sunčevih pjega, nivoi zračenja i masa materijala izbačenog u svemir. I ove promjene utiču na svojstva solarnog vjetra - njegovo magnetsko polje, brzinu, temperaturu i gustinu. Stoga solarni vjetar može imati različite karakteristike. Oni zavise od toga gde je tačno bio njen izvor na Suncu. Oni također zavise od toga koliko se brzo područje rotiralo.
Brzina sunčevog vjetra veća je od brzine kretanja koronalnih rupa. I dostiže 800 kilometara u sekundi. Ove rupe se pojavljuju na polovima Sunca i na njegovim niskim geografskim širinama. Svoje najveće dimenzije dobijaju u onim periodima kada je aktivnost na Suncu minimalna. Temperatura materije koju nosi solarni vetar može dostići 800.000 C.
U pojasu koronalnih struja koji se nalazi oko ekvatora, solarni vjetar kreće se sporije - oko 300 km. u sekundi. Utvrđeno je da temperatura tvari koja se kreće u sporom solarnom vjetru dostiže 1,6 miliona C.
Sunce i njegova atmosfera sastoje se od plazme i mješavine pozitivno i negativno nabijenih čestica. Imaju izuzetno visoke temperature. Stoga materija neprestano napušta Sunce, nošena solarnim vjetrom.
Uticaj na Zemlju
Kada solarni vjetar napusti Sunce, on nosi nabijene čestice i magnetna polja. Čestice solarnog vjetra koje se emituju u svim smjerovima neprestano utiču na našu planetu. Ovaj proces ima zanimljive efekte.
Ako materijal koji nosi solarni vjetar dostigne površinu planete, to će uzrokovati ozbiljnu štetu svakom obliku života koji postoji. Stoga, Zemljino magnetsko polje služi kao štit, koji preusmjerava putanje solarnih čestica oko planete. Nabijene čestice se, takoreći, "odlijevaju" izvan njega. Uticaj solarnog vjetra mijenja Zemljino magnetsko polje na način da se ono deformiše i rasteže na noćnoj strani naše planete.
Povremeno, Sunce emituje velike količine plazme poznate kao koronalne ejekcije mase (CME) ili solarne oluje. To se najčešće dešava tokom aktivnog perioda solarnog ciklusa, poznatog kao solarni maksimum. CME imaju jači učinak od standardnog solarnog vjetra.
Neka tijela u Sunčevom sistemu, poput Zemlje, zaštićena su magnetnim poljem. Ali mnogi od njih nemaju takvu zaštitu. Satelit naše Zemlje nema zaštitu za svoju površinu. Zbog toga doživljava maksimalan uticaj sunčevog vetra. Merkur, planeta najbliža Suncu, ima magnetno polje. Štiti planetu od normalnih standardnih vjetrova, ali nije u stanju izdržati snažnije baklje kao što je CME.
Kada tokovi solarnog vjetra velike i male brzine međusobno djeluju, stvaraju guste regije poznate kao regioni rotirajućih interakcija (CIRs). Upravo ta područja uzrokuju geomagnetske oluje kada se sudare sa Zemljinom atmosferom.
sunčani vjetar a naelektrisane čestice koje nosi mogu uticati na Zemljine satelite i sisteme za globalno pozicioniranje (GPS). Snažni udari mogu oštetiti satelite ili uzrokovati greške u poziciji kada se koriste GPS signali od desetina metara.
Sunčev vetar dopire do svih planeta. NASA-ina misija New Horizons otkrila ga je dok je putovala između i.
Proučavanje solarnog vjetra
Naučnici su znali za postojanje solarnog vjetra još od 1950-ih. Ali uprkos njegovom ozbiljnom uticaju na Zemlju i astronaute, naučnici još uvek ne znaju mnoge njegove karakteristike. Nekoliko svemirskih misija posljednjih decenija pokušalo je objasniti ovu misteriju.
Lansirana u svemir 6. oktobra 1990. godine, NASA-ina misija Ulysses proučavala je Sunce na različitim geografskim širinama. Merila je razna svojstva solarni vetar više od deset godina.
Misija Advanced Composition Explorer () imala je orbitu povezanu sa jednom od posebnih tačaka koje se nalaze između Zemlje i Sunca. Poznata je kao Lagrangeova tačka. U ovoj oblasti gravitacione sile Sunca i Zemlje imaju istu vrijednost. A to omogućava satelitu da ima stabilnu orbitu. Započet 1997. godine, ACE eksperiment proučava solarni vjetar i pruža mjerenja konstantnog fluksa čestica u realnom vremenu.
NASA-ine svemirske letjelice STEREO-A i STEREO-B proučavaju ivice Sunca iz različitih uglova kako bi vidjeli kako nastaje solarni vjetar. Prema NASA-i, STEREO je predstavio "jedinstven i revolucionaran pogled na sistem Zemlja-Sunce".
Nove misije
NASA planira pokrenuti novu misiju za proučavanje Sunca. To daje naučnicima nadu da saznaju više o prirodi sunca i solarnog vjetra. NASA Parker solarna sonda, planirano za lansiranje ( uspješno lansiran 12.08.2018 - Navigator) u ljeto 2018. godine, radit će na način da doslovno „dodirne sunce“. Nakon nekoliko godina leta u orbiti blizu naše zvijezde, sonda će prvi put u istoriji zaroniti u Sunčevu koronu. Ovo će biti učinjeno kako bi se dobila fantastična kombinacija slika i mjerenja. Eksperiment će unaprijediti naše razumijevanje prirode solarne korone i poboljšati naše razumijevanje porijekla i evolucije solarnog vjetra.
Ako pronađete grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl + Enter.
Zamislite da čujete riječi spikera u vremenskoj prognozi: „Sutra će vjetar drastično pojačati. S tim u vezi, mogući su prekidi u radu radija, mobilne komunikacije i internet. Svemirska misija je odgođena u Sjedinjenim Državama. Na sjeveru Rusije očekuju se intenzivne aurore...”.
Iznenadićete se: kakve gluposti, kakve veze vetar ima? A činjenica je da ste propustili početak prognoze: „Sinoć je bio bljesak na Suncu. Snažan tok solarnog vjetra kreće se na Zemlju...".
Obični vjetar je kretanje čestica zraka (molekula kisika, dušika i drugih plinova). Potok čestica juri i sa Sunca. Zove se solarni vetar. Ako se ne udubite u stotine glomaznih formula, proračuna i žestokih naučnih sporova, onda se, općenito, slika čini ovako.
Unutar našeg svjetiljka odvijaju se termonuklearne reakcije koje zagrijavaju ovu ogromnu kuglu plinova. Temperatura spoljašnjeg sloja - solarne korone - dostiže milion stepeni. Zbog toga se atomi kreću takvom brzinom da se, kada se sudare, razbijaju u paramparčad. Poznato je da zagrijani plin teži da se širi, da zauzme veći volumen. Nešto slično se dešava i ovdje. Čestice vodonika, helijuma, silicijuma, sumpora, gvožđa i drugih supstanci raspršuju se u svim pravcima.
Postižu sve veću brzinu i za oko šest dana stižu do granica blizu Zemlje. Čak i kada bi sunce bilo mirno, brzina sunčevog vjetra ovdje doseže 450 kilometara u sekundi. Pa, kada solarna baklja eruptira ogroman vatreni balon čestica, njihova brzina može dostići 1200 kilometara u sekundi! I ne možete to nazvati osvežavajućim "povjetarcem" - oko 200 hiljada stepeni.
Da li osoba osjeća sunčev vjetar?
Zaista, pošto mlaz vrućih čestica neprestano juri, zašto ne osjetimo kako "duva" preko nas? Recimo da su čestice toliko male da koža ne osjeća njihov dodir. Ali ne primjećuju ih čak ni zemaljski uređaji. Zašto?
Zato što je Zemlja zaštićena od sunčevih vrtloga svojim magnetnim poljem. Struja čestica, takoreći, teče oko njega i juri dalje. Samo u danima kada su sunčeve emisije posebno moćne, naš magnetni štit teško prolazi. Sunčev uragan duva kroz njega i izbija u gornju atmosferu. Alien čestice prizivaju. Magnetno polje je oštro deformisano, prognostičari govore o "magnetnim olujama". 
Zbog njih svemirski sateliti izmiču kontroli. Avioni nestaju sa radarskih ekrana. Radio talasi su ometani i komunikacija je poremećena. U takvim danima se isključuju satelitske antene, otkazuju letovi, prekida se "komunikacija" sa svemirskim letjelicama. Električna struja se iznenada stvara u električnim mrežama, željezničkim šinama, cjevovodima. Od toga se semafori sami uključuju, gasovod hrđa, isključeni električni uređaji pregorevaju. Osim toga, hiljade ljudi osjeća nelagodu i tegobe.
Kosmički efekti solarnog vjetra mogu se otkriti ne samo tokom sunčevih baklji: on, iako slabiji, ali stalno puše.
Odavno je zapaženo da rep komete raste kako se približava Suncu. To uzrokuje isparavanje smrznutih plinova koji formiraju jezgro komete. A solarni vjetar nosi ove plinove u obliku perjanice, uvijek usmjerene u smjeru suprotnom od Sunca. Tako zemaljski vjetar razvija dim iz dimnjaka i daje mu ovaj ili onaj oblik.
U godinama povećane aktivnosti, izloženost Zemlje galaktičkim kosmičkim zracima naglo opada. Sunčev vetar dobija toliku snagu da ih jednostavno odnese na periferiju planetarnog sistema.
Postoje planete na kojima je magnetsko polje vrlo slabo, ili čak potpuno odsutno (na primjer, na Marsu). Ovdje ništa ne sprječava solarni vjetar da hoda. Naučnici veruju da je upravo on stotinama miliona godina skoro "oduvao" njegovu atmosferu sa Marsa. Zbog toga je narandžasta planeta izgubila znoj i vodu, a možda i žive organizme.
Gdje jenjava solarni vjetar?
Još niko ne zna tačan odgovor. Čestice lete u blizinu Zemlje, povećavajući brzinu. Zatim postepeno opada, ali se čini da vjetar dopire do najudaljenijih kutova Sunčevog sistema. Negdje tamo slabi i inhibira ga razrijeđena međuzvjezdana materija.
Za sada astronomi ne mogu tačno reći koliko daleko ovo ide. Da biste odgovorili, morate uhvatiti čestice, koje lete sve dalje i dalje od Sunca, dok više ne naiđu. Inače, granica na kojoj se to dešava može se smatrati granicom Sunčevog sistema. 
Svemirske letjelice, koje se povremeno lansiraju sa naše planete, opremljene su zamkama za solarni vjetar. 2016. godine, tokovi solarnog vjetra su snimljeni na video. Ko zna neće li postati isti poznati "lik" vremenskih izvještaja kao naš stari prijatelj - zemaljski vjetar?
Postoji stalan tok čestica izbačenih iz gornjih slojeva Sunčeve atmosfere. Vidimo dokaze solarnog vjetra oko nas. Snažne geomagnetne oluje mogu oštetiti satelite i električne sisteme na Zemlji i uzrokovati prekrasne aurore. Možda najbolji dokaz za to su dugi repovi kometa dok prolaze blizu Sunca.
Čestice prašine komete odbija vjetar i odnosi ih od Sunca, zbog čega su repovi komete uvijek usmjereni dalje od naše zvijezde.
Sunčev vjetar: porijeklo, karakteristike
Dolazi iz gornje atmosfere Sunca, koja se zove korona. Ovo područje ima temperature preko 1 milion Kelvina, a čestice imaju energetski naboj od preko 1 keV. Zapravo postoje dvije vrste solarnog vjetra: spor i brz. Ova razlika se može vidjeti kod kometa. Ako pažljivo pogledate sliku komete, vidjet ćete da često imaju dva repa. Jedna je ravna, a druga više zakrivljena.
Brzi solarni vetar
Putuje brzinom od 750 km/s, a astronomi vjeruju da potječe iz koronalnih rupa - područja u kojima se linije magnetnog polja probijaju do površine Sunca.
Sporo solarni vetar
Ima brzinu od oko 400 km/s, a dolazi iz ekvatorijalnog pojasa naše zvijezde. Zračenje do Zemlje stiže, zavisno od brzine, od nekoliko sati do 2-3 dana.
Spori solarni vjetar je širi i gušći od brzog vjetra koji stvara veliki svijetli rep komete.
Da nije bilo Zemljinog magnetnog polja, ono bi uništilo život na našoj planeti. Međutim, magnetno polje oko planete nas štiti od zračenja. Oblik i veličina magnetnog polja određuju se jačinom i brzinom vjetra.
Krajem 1940-ih, američki astronom S. Forbush otkrio je neshvatljivu pojavu. Mjereći intenzitet kosmičkih zraka, Forbush je primijetio da on značajno opada sa povećanjem sunčeve aktivnosti i veoma naglo pada tokom magnetnih oluja.
Činilo se prilično čudnim. Naprotiv, moglo se očekivati suprotno. Na kraju krajeva, samo Sunce je dobavljač kosmičkih zraka. Stoga bi se činilo da što je veća aktivnost naše dnevne svjetlosti, to bi više čestica trebalo izbaciti u okolni prostor.
Ostalo je pretpostaviti da povećanje sunčeve aktivnosti utiče na magnetsko polje Zemlje na način da ono počinje da odbija čestice kosmičkih zraka – da ih odbacuje. Put do Zemlje je, takoreći, zaključan.
Objašnjenje je izgledalo logično. Ali, nažalost, kako se ubrzo pokazalo, to je očigledno nedovoljno. Proračuni koje su izvršili fizičari nepobitno su svjedočili da promjena fizičkih uslova samo u neposrednoj blizini Zemlje ne može izazvati efekat takvog razmjera kakav se uočava u stvarnosti. Očigledno je da moraju postojati neke druge sile koje sprečavaju prodor kosmičkih zraka u Sunčev sistem, a osim toga one koje se povećavaju sa povećanjem sunčeve aktivnosti.
Tada se pojavila pretpostavka da su počinioci misterioznog efekta tokovi nabijenih čestica koje bježe sa površine Sunca i prodiru u prostor Sunčevog sistema. Ova vrsta "solarnog vjetra" također pročišćava međuplanetarni medij, "izbacujući" čestice kosmičkih zraka iz njega.
U prilog ovoj hipotezi govorili su i fenomeni uočeni kod kometa. Kao što znate, repovi komete su uvijek usmjereni od Sunca. U početku je ova okolnost bila povezana sa svjetlosnim pritiskom sunčevih zraka. Međutim, sredinom ovog veka ustanovljeno je da sam svetlosni pritisak ne može izazvati sve pojave koje se dešavaju u kometama. Proračuni su pokazali da formiranje i uočeno skretanje repova komete zahtijeva djelovanje ne samo fotona, već i čestica materije. Inače, takve čestice bi mogle pobuditi sjaj jona koji se javlja u repovima komete.
Zapravo, i ranije se znalo da Sunce izbacuje tokove nabijenih čestica - korpuskula. Međutim, pretpostavljalo se da su takvi tokovi sporadični. Astronomi su njihovu pojavu povezivali s pojavom baklji i mrlja. Ali repovi kometa su uvijek usmjereni u suprotnom smjeru od Sunca, i to ne samo u periodima povećane sunčeve aktivnosti. To znači da korpuskularno zračenje koje ispunjava prostor Sunčevog sistema mora postojati stalno. Povećava se sa povećanjem sunčeve aktivnosti, ali uvijek postoji.
Dakle, prostor oko Sunca neprekidno duva solarni vetar. Od čega se sastoji ovaj vjetar i pod kojim uslovima nastaje?
Upoznajmo se sa najudaljenijim slojem solarne atmosfere - "koronom". Ovaj dio atmosfere naše dnevne svjetlosti neobično je razrijeđen. Čak iu neposrednoj blizini Sunca, njegova gustina je samo oko sto milioniti deo gustine zemljine atmosfere. To znači da u svakom kubnom centimetru skoro solarnog prostora postoji samo nekoliko stotina miliona čestica korone. Ali takozvana "kinetička temperatura" korone, određena brzinom kretanja čestica, vrlo je visoka. Dostiže milion stepeni. Stoga je koronalni plin potpuno ioniziran i mješavina je protona, jona raznih elemenata i slobodnih elektrona.
Nedavno je objavljeno da je u sastavu solarnog vjetra otkriveno prisustvo jona helijuma. Ova okolnost govori o mehanizmu kojim se oslobađa naboj
čestice sa površine sunca. Kada bi se solarni vjetar sastojao samo od elektrona i protona, onda bi još uvijek bilo moguće pretpostaviti da je nastao zbog čisto termičkih procesa i da je nešto poput pare koja se formira iznad površine kipuće vode. Međutim, jezgre atoma helijuma su četiri puta teže od protona i stoga je malo vjerovatno da će biti izbačene isparavanjem. Najvjerovatnije je stvaranje solarnog vjetra povezano s djelovanjem magnetskih sila. Odleteći od Sunca, oblaci plazme kao da nose sa sobom magnetna polja. Upravo ta polja služe kao svojevrsni "cement" koji "veže" čestice različitih masa i naboja.
Zapažanja i proračuni koje su izvršili astronomi pokazali su da s udaljenosti od Sunca gustoća korone postepeno opada. No, ispostavilo se da se u području Zemljine orbite još uvijek značajno razlikuje od nule. U ovoj oblasti Sunčevog sistema postoji od sto do hiljadu koronalnih čestica na svaki kubni centimetar prostora. Drugim riječima, naša planeta se nalazi unutar solarne atmosfere i, ako želite, imamo pravo da se nazivamo ne samo stanovnicima Zemlje, već i stanovnicima Sunčeve atmosfere.
Ako je korona manje ili više stabilna u blizini Sunca, onda kako se udaljenost povećava, ona teži da se širi u svemir. I što je dalje od Sunca, to je veća brzina ove ekspanzije. Prema proračunima američkog astronoma E. Parkera, već na udaljenosti od 10 miliona km koronalne čestice kreću se brzinama većim od brzine zvuka. Ali sa daljim udaljavanjem od Sunca i slabljenjem sile sunčeve privlačnosti, ove brzine se povećavaju nekoliko puta.
Dakle, nameće se zaključak da je solarna korona solarni vetar koji duva preko prostora našeg planetarnog sistema.
Ovi teorijski zaključci u potpunosti su potvrđeni mjerenjima na svemirskim raketama i umjetnim zemaljskim satelitima. Pokazalo se da solarni vjetar uvijek postoji i "duva" u blizini Zemlje brzinom od oko 400 km/sek. Sa povećanjem solarne aktivnosti, ova brzina se povećava.
Koliko daleko duva solarni vetar? Ovo pitanje je od velikog interesa, međutim, da bi se dobili odgovarajući eksperimentalni podaci, potrebno je izvršiti sondiranje svemirskim letjelicama vanjskog dijela Sunčevog sistema. Dok se to ne uradi, treba se zadovoljiti teorijskim razmatranjima.
Međutim, nije moguće dobiti jednoznačan odgovor. Proračuni dovode do različitih rezultata u zavisnosti od početnih pretpostavki. U jednom slučaju se ispostavlja da solarni vjetar jenjava već u području orbite Saturna, u drugom da postoji na veoma velikoj udaljenosti izvan orbite posljednje planete Plutona. Ali to su samo teoretski krajnje granice mogućeg širenja sunčevog vjetra. Samo zapažanja mogu ukazati na tačnu granicu.
Najpouzdaniji bi bili, kao što smo već napomenuli, podaci sa svemirskih sondi. Ali u principu, moguća su i neka indirektna zapažanja. Konkretno, uočeno je da se nakon svakog uzastopnog opadanja sunčeve aktivnosti, odgovarajuće povećanje intenziteta visokoenergetskih kosmičkih zraka, odnosno zraka koje dolaze u Sunčev sistem izvana, javlja sa zakašnjenjem od oko šest mjeseci. Očigledno je upravo to vrijeme potrebno da bi sljedeća promjena snage solarnog vjetra došla do granice svog širenja. Budući da je prosječna brzina širenja sunčevog vjetra oko 2,5 astronomske jedinice (1 astronomska jedinica = 150 miliona km - prosječna udaljenost Zemlje od Sunca) dnevno, to daje udaljenost od oko 40-45 astronomskih jedinica. Drugim riječima, solarni vjetar presuši negdje oko Plutonove orbite.