Güneş Rüzgarı nedir? Güneş rüzgarının yüklü parçacıkları
1,1 milyon santigrat dereceye kadar değerlere ulaşabilir. Bu nedenle, böyle bir sıcaklığa sahip olan parçacıklar çok hızlı hareket eder. Güneşin yerçekimi onları tutamaz - ve yıldızı terk ederler.
Güneş'in aktivitesi 11 yıllık bir döngü içinde değişir. Bu durumda güneş lekelerinin sayısı, radyasyon seviyeleri ve uzaya fırlatılan maddenin kütlesi değişir. Ve bu değişiklikler güneş rüzgarının özelliklerini etkiler - manyetik alanı, hızı, sıcaklığı ve yoğunluğu. Bu nedenle, güneş rüzgarı farklı özelliklere sahip olabilir. Kaynağının Güneş'te tam olarak nerede olduğuna bağlıdırlar. Ayrıca alanın ne kadar hızlı döndüğüne de bağlıdırlar.
Güneş rüzgarının hızı, koronal deliklerdeki maddenin hareket hızından daha yüksektir. Ve saniyede 800 kilometreye ulaşıyor. Bu delikler Güneş'in kutuplarında ve alçak enlemlerinde görülür. En büyük boyutlarını Güneş'teki aktivitenin minimum olduğu dönemlerde elde ederler. Güneş rüzgarı tarafından taşınan maddenin sıcaklığı 800.000 C'ye ulaşabilir.
Ekvator çevresinde bulunan koronal flama kuşağında, güneş rüzgarı daha yavaş hareket eder - yaklaşık 300 km. her saniye. Yavaş bir güneş rüzgarında hareket eden maddenin sıcaklığının 1,6 milyon C'ye ulaştığı bulundu.
Güneş ve atmosferi, plazma ve pozitif ve negatif yüklü parçacıkların bir karışımından oluşur. Son derece yüksek sıcaklıklara sahiptirler. Bu nedenle madde, güneş rüzgarı tarafından taşınan Güneş'ten sürekli olarak ayrılır.
Dünya üzerindeki etkisi
Güneş rüzgarı güneşten ayrıldığında yüklü parçacıklar ve manyetik alanlar taşır. Her yöne yayılan güneş rüzgarının parçacıkları sürekli olarak gezegenimizi etkiler. Bu sürecin ilginç etkileri var.
Güneş rüzgarının taşıdığı malzeme gezegenin yüzeyine ulaşırsa, üzerinde var olan herhangi bir yaşam formuna ciddi zararlar verecektir. Bu nedenle, Dünya'nın manyetik alanı, güneş parçacıklarının gezegen etrafındaki yörüngelerini yeniden yönlendiren bir kalkan görevi görür. Yüklü parçacıklar, olduğu gibi, onun dışında "boşalır". Güneş rüzgarının etkisi, Dünya'nın manyetik alanını, gezegenimizin gece tarafında deforme olacak ve uzayacak şekilde değiştirir.
Bazen güneş, koronal kütle atılımları (CME'ler) veya güneş fırtınaları olarak bilinen büyük miktarlarda plazma yayar. Bu, en sık olarak solar maksimum olarak bilinen güneş döngüsünün aktif periyodu sırasında meydana gelir. CME'lerin standart güneş rüzgarından daha güçlü bir etkisi vardır.
Dünya gibi güneş sistemindeki bazı cisimler bir manyetik alan tarafından korunmaktadır. Ancak birçoğunun böyle bir koruması yoktur. Dünyamızın uydusunun yüzeyi için hiçbir koruması yoktur. Bu nedenle, güneş rüzgarının maksimum etkisini yaşar. Güneş'e en yakın gezegen olan Merkür'ün manyetik bir alanı vardır. Gezegeni normal standart rüzgarlardan korur, ancak CME gibi daha güçlü işaret fişeklerine dayanamaz.
Güneş rüzgarının yüksek ve düşük hızlı akışları birbirleriyle etkileşime girdiğinde, dönen etkileşim bölgeleri (CIR'ler) olarak bilinen yoğun bölgeler oluştururlar. Dünyanın atmosferiyle çarpıştıklarında jeomanyetik fırtınalara neden olan bu alanlardır.
güneşli rüzgar ve taşıdığı yüklü parçacıklar, Dünya uydularını ve Küresel Konumlandırma Sistemlerini (GPS) etkileyebilir. Güçlü dalgalanmalar uydulara zarar verebilir veya onlarca metrelik GPS sinyallerini kullanırken konum hatalarına neden olabilir.
Güneş rüzgarı tüm gezegenlere ulaşır. NASA'nın Yeni Ufuklar misyonu, ve arasında seyahat ederken keşfetti.
Güneş rüzgarının incelenmesi
Bilim adamları, 1950'lerden beri güneş rüzgarının varlığını biliyorlardı. Ancak Dünya ve astronotlar üzerindeki ciddi etkisine rağmen, bilim adamları hala birçok özelliğini bilmiyorlar. Son yıllarda birkaç uzay görevi bu gizemi açıklamaya çalıştı.
6 Ekim 1990'da uzaya fırlatılan NASA'nın Ulysses misyonu, güneşi farklı enlemlerde inceledi. o ölçtü çeşitli özellikler on yıldan fazla bir süredir güneş rüzgarı.
Gelişmiş Kompozisyon Gezgini () misyonu, Dünya ile Güneş arasında bulunan özel noktalardan biriyle ilişkili bir yörüngeye sahipti. Lagrange noktası olarak bilinir. Bu alanda, Güneş ve Dünya'dan gelen yerçekimi kuvvetleri aynı değere sahiptir. Bu da uydunun sabit bir yörüngeye sahip olmasını sağlar. 1997'de başlatılan ACE deneyi, güneş rüzgarını inceler ve sabit parçacık akışının gerçek zamanlı ölçümlerini sağlar.
NASA'nın STEREO-A ve STEREO-B uzay aracı, güneş rüzgarının nasıl doğduğunu görmek için Güneş'in kenarlarını farklı açılardan inceliyor. NASA'ya göre, STEREO "Dünya-Güneş sisteminin benzersiz ve devrimci bir görünümünü" sundu.
Yeni görevler
NASA, güneşi incelemek için yeni bir görev başlatmayı planlıyor. Bilim adamlarına güneşin ve güneş rüzgarının doğası hakkında daha fazla bilgi edinme ümidi veriyor. NASA Parker Solar Probe, fırlatılması planlanıyor ( başarıyla başlatıldı 12.08.2018 - Gezgin) 2018 yazında, kelimenin tam anlamıyla “güneşe dokunacak” şekilde çalışacak. Yıldızımıza yakın bir yörüngede birkaç yıl uçtuktan sonra, sonda tarihte ilk kez Güneş'in koronasına dalacak. Bu, harika bir görüntü ve ölçüm kombinasyonu elde etmek için yapılacaktır. Deney, güneş koronasının doğası hakkındaki anlayışımızı ilerletecek ve güneş rüzgarının kökeni ve evrimi hakkındaki anlayışımızı geliştirecek.
Bir hata bulursanız, lütfen bir metin parçası seçin ve Ctrl + Enter.
Hava durumu tahmininde spikerin sözlerini duyduğunuzu hayal edin: “Yarın rüzgar çarpıcı biçimde artacak. Bu bağlamda, telsizin çalışmasında kesintiler mümkündür, mobil iletişim ve internet. Amerika Birleşik Devletleri'nde bir uzay görevi ertelendi. Rusya'nın kuzeyinde yoğun auroralar bekleniyor ... ”.
Şaşıracaksınız: Ne saçmalık, rüzgarın bununla ne ilgisi var? Ve gerçek şu ki, tahminin başlangıcını kaçırdınız: “Dün gece Güneş'te bir parlama oldu. Güneş rüzgarının güçlü bir akışı Dünya'ya doğru hareket eder ... ".
Sıradan rüzgar, hava parçacıklarının (oksijen, nitrojen ve diğer gazların molekülleri) hareketidir. Güneş'ten de bir parçacık akışı gelir. Güneş rüzgarı denir. Yüzlerce hantal formül, hesaplama ve hararetli bilimsel tartışmaya girmezseniz, genel olarak, resim böyle görünüyor.
Armatürümüzün içinde, bu devasa gaz topunu ısıtan termonükleer reaksiyonlar meydana geliyor. Dış tabakanın - güneş koronasının - sıcaklığı bir milyon dereceye ulaşır. Bu, atomları o kadar hızlı hareket ettirir ki, çarpıştıklarında birbirlerini paramparça ederler. Isıtılan gazın genleşme, daha büyük bir hacim işgal etme eğiliminde olduğu bilinmektedir. Burada da benzer bir şey oluyor. Hidrojen, helyum, silikon, kükürt, demir ve diğer maddelerin parçacıkları her yöne saçılır.
Her zamankinden daha fazla hız kazanıyorlar ve yaklaşık altı gün içinde dünyanın yakın sınırlarına ulaşıyorlar. Güneş sakin olsa bile, burada güneş rüzgarının hızı saniyede 450 kilometreye ulaşıyor. Eh, güneş patlaması büyük bir ateşli parçacık balonu patlattığında, hızları saniyede 1200 kilometreye ulaşabilir! Ve buna canlandırıcı bir "esinti" diyemezsiniz - yaklaşık 200 bin derece.
Bir insan güneş rüzgarını hisseder mi?
Gerçekten de, sıcak parçacıkların akışı sürekli olarak aktığına göre, neden bizim üzerimizden nasıl "uçtuğunu" hissetmiyoruz? Diyelim ki parçacıklar o kadar küçük ki cilt dokunuşlarını hissetmiyor. Ancak karasal cihazlar tarafından bile fark edilmezler. Niye ya?
Çünkü Dünya, manyetik alanı sayesinde güneş girdaplarından korunmaktadır. Parçacıkların akışı, olduğu gibi, onun etrafında akar ve acele eder. Sadece güneş emisyonlarının özellikle güçlü olduğu günlerde manyetik kalkanımız zor anlar yaşar. Bir güneş kasırgası içinden esiyor ve üst atmosfere doğru patlıyor. Uzaylı parçacıklar çağırıyor. Manyetik alan keskin bir şekilde deforme oldu, tahminciler "manyetik fırtınalar" hakkında konuşuyor. 
Onlar yüzünden uzay uyduları kontrolden çıkıyor. Uçaklar radar ekranlarından kayboluyor. Radyo dalgalarına müdahale ediliyor ve iletişim bozuluyor. Böyle günlerde çanak antenler kapatılır, uçuşlar iptal edilir, uzay aracıyla "iletişim" kesilir. Elektrik şebekelerinde, demiryolu raylarında, boru hatlarında aniden bir elektrik akımı üretilir. Bundan, trafik ışığı sinyalleri kendiliğinden geçer, gaz boru hatları paslanır, bağlantısız elektrikli cihazlar yanar. Ayrıca, binlerce insan rahatsızlık ve rahatsızlık hissediyor.
Güneş rüzgarının kozmik etkileri yalnızca güneş patlamaları sırasında tespit edilemez: daha zayıf olsa da sürekli esiyor.
Kuyruklu yıldızın kuyruğunun Güneş'e yaklaştıkça büyüdüğü uzun zamandır bilinmektedir. Kuyruklu yıldızın çekirdeğini oluşturan donmuş gazların buharlaşmasına neden olur. Ve güneş rüzgarı, bu gazları her zaman Güneş'e zıt yönde yönlendirilen bir tüy şeklinde taşır. Böylece dünyevi rüzgar bacadan çıkan dumanı açar ve ona şu veya bu şekli verir.
Artan aktivite yıllarında, Dünya'nın galaktik kozmik ışınlara maruz kalması keskin bir şekilde düşer. Güneş rüzgarı öyle bir güç kazanıyor ki, onları gezegen sisteminin eteklerine sürüklüyor.
Manyetik alanın çok zayıf olduğu veya hatta tamamen bulunmadığı gezegenler vardır (örneğin, Mars'ta). Burada güneş rüzgarının yürümesini hiçbir şey engelleyemez. Bilim adamları, atmosferini yüz milyonlarca yıl boyunca Mars'tan neredeyse "patlayan" olduğuna inanıyorlar. Bu nedenle, turuncu gezegen ter, su ve muhtemelen canlı organizmalar kaybetti.
Güneş rüzgarı nerede azalır?
Henüz kimse kesin cevabı bilmiyor. Parçacıklar hız kazanarak Dünya'nın çevresine uçar. Sonra yavaş yavaş düşüyor, ama görünüşe göre rüzgar güneş sisteminin en uzak köşelerine ulaşıyor. Orada bir yerde zayıflar ve nadir bulunan yıldızlararası madde tarafından engellenir.
Şimdiye kadar, gökbilimciler bunun tam olarak ne kadar ileri gittiğini söyleyemezler. Cevap vermek için, Güneş'ten giderek daha uzağa uçan parçacıkları yakalamanız gerekir, ta ki artık karşı karşıya gelmeyinceye kadar. Bu arada, bunun gerçekleştiği sınır, güneş sisteminin sınırı olarak kabul edilebilir. 
Gezegenimizden periyodik olarak fırlatılan uzay araçları, güneş rüzgarı için tuzaklarla donatılmıştır. 2016 yılında, güneş rüzgarının akışları videoya alındı. Eski dostumuz, dünyevi rüzgar gibi hava raporlarının aynı tanıdık "karakterine" dönüşmeyeceğini kim bilebilir?
Güneş'in atmosferinin üst katmanlarından fırlatılan sürekli bir parçacık akışı vardır. Etrafımızdaki güneş rüzgarının kanıtlarını görüyoruz. Güçlü jeomanyetik fırtınalar, Dünya'daki uydulara ve elektrik sistemlerine zarar verebilir ve güzel auroralara neden olabilir. Belki de bunun en iyi kanıtı, Güneş'in yakınından geçen kuyruklu yıldızların uzun kuyruklarıdır.
Kuyruklu yıldızın toz parçacıkları rüzgar tarafından saptırılır ve Güneş'ten taşınır, bu nedenle kuyruklu yıldız kuyrukları her zaman yıldızımızdan uzağa yönlendirilir.
Güneş rüzgarı: kökeni, özellikleri
Güneş'in korona adı verilen üst atmosferinden gelir. Bu bölgenin sıcaklığı 1 milyon Kelvin'in üzerindedir ve parçacıkların enerji yükü 1 keV'nin üzerindedir. Aslında iki tür güneş rüzgarı vardır: yavaş ve hızlı. Bu fark kuyruklu yıldızlarda görülebilir. Kuyruklu yıldızın görüntüsüne yakından bakarsanız, genellikle iki kuyruğu olduğunu görürsünüz. Biri düz, diğeri daha kavisli.
Hızlı güneş rüzgarı
750 km / s hızla hareket eder ve gökbilimciler, manyetik alan çizgilerinin Güneş'in yüzeyine doğru ilerlediği bölgeler olan koronal deliklerden kaynaklandığına inanırlar.
Yavaş güneş rüzgarı
Yaklaşık 400 km/s hıza sahiptir ve yıldızımızın ekvator kuşağından gelmektedir. Radyasyon, hıza bağlı olarak Dünya'ya birkaç saatten 2-3 güne kadar ulaşır.
Yavaş güneş rüzgarı, kuyruklu yıldızın büyük, parlak kuyruğunu oluşturan hızlı rüzgardan daha geniş ve yoğundur.
Dünyanın manyetik alanı olmasaydı, gezegenimizdeki yaşamı yok edecekti. Ancak gezegenin etrafındaki manyetik alan bizi radyasyondan korur. Manyetik alanın şekli ve boyutu, rüzgarın gücü ve hızı ile belirlenir.
1940'ların sonlarında, Amerikalı astronom S. Forbush anlaşılmaz bir fenomen keşfetti. Forbush, kozmik ışınların yoğunluğunu ölçerek, artan güneş aktivitesi ile önemli ölçüde azaldığını ve manyetik fırtınalar sırasında çok keskin bir şekilde düştüğünü fark etti.
Oldukça garip görünüyordu. Aksine, tam tersi beklenebilirdi. Sonuçta, Güneş'in kendisi kozmik ışınların tedarikçisidir. Bu nedenle, gün ışığımızın etkinliği ne kadar yüksek olursa, çevreleyen alana o kadar fazla parçacık atması gerektiği anlaşılıyor.
Güneş aktivitesindeki artışın, dünyanın manyetik alanını, kozmik ışınların parçacıklarını saptırmaya - onları fırlatmaya başlayacak şekilde etkilediğini varsaymak kaldı. Dünya'ya giden yol, olduğu gibi kilitli.
Açıklama mantıklı görünüyordu. Ama ne yazık ki, yakında ortaya çıktığı gibi, açıkça yetersizdi. Fizikçiler tarafından yapılan hesaplamalar, değişimin reddedilemez kanıtlarını gösterdi. fiziksel koşullar sadece Dünya'nın yakın çevresinde, gerçekte gözlenen böyle bir ölçeğin etkisine neden olamaz. Açıktır ki, kozmik ışınların güneş sistemine girmesini engelleyen ve dahası artan güneş aktivitesi ile artan başka kuvvetler olmalıdır.
O zaman, gizemli etkinin faillerinin, Güneş'in yüzeyinden kaçan ve güneş sisteminin uzayına giren yüklü parçacık akışları olduğu varsayımı ortaya çıktı. Bu tür "güneş rüzgarı", gezegenler arası ortamı da arındırır, kozmik ışınların parçacıklarını "süpürür".
Kuyruklu yıldızlarda gözlemlenen fenomenler de bu hipotezin lehinde konuştu. Bildiğiniz gibi, kuyruklu yıldız kuyrukları her zaman Güneş'ten uzağa yönlendirilir. Başlangıçta, bu durum güneş ışınlarının hafif basıncıyla ilişkilendirildi. Ancak bu yüzyılın ortalarında, kuyruklu yıldızlarda meydana gelen tüm fenomenlere tek başına hafif basıncın neden olamayacağı tespit edildi. Hesaplamalar, kuyruklu yıldız kuyruklarının oluşumunun ve gözlemlenen sapmasının sadece fotonların değil, aynı zamanda madde parçacıklarının da eylemini gerektirdiğini göstermiştir. Bu arada, bu tür parçacıklar, kuyruklu yıldız kuyruklarında meydana gelen iyonların parıltısını harekete geçirebilir.
Aslına bakarsanız, Güneş'in yüklü parçacıklar - cisimcikler - akımları fırlattığı önceden biliniyordu. Ancak, bu tür akışların sporadik olduğu varsayılmıştır. Gökbilimciler, oluşumlarını parlamaların ve noktaların görünümüyle ilişkilendirdiler. Ancak kuyruklu yıldız kuyrukları, yalnızca artan güneş aktivitesinin olduğu dönemlerde değil, her zaman Güneş'ten ters yöne yönlendirilir. Bu, güneş sisteminin boşluğunu dolduran parçacık radyasyonunun sürekli olarak var olması gerektiği anlamına gelir. Artan güneş aktivitesi ile artar, ancak her zaman vardır.
Böylece güneşin etrafındaki boşluk, güneş rüzgarı tarafından sürekli olarak esmektedir. Bu rüzgar nelerden oluşur ve hangi koşullarda ortaya çıkar?
Güneş atmosferinin en dış tabakası olan "korona" ile tanışalım. Gün ışığımızın atmosferinin bu kısmı alışılmadık derecede nadirdir. Güneş'in yakın çevresinde bile yoğunluğu, dünya atmosferinin yoğunluğunun sadece yüz milyonda biri kadardır. Bu, güneşe yakın uzayın her santimetreküpünde sadece birkaç yüz milyon korona parçacığı olduğu anlamına gelir. Ancak parçacıkların hareket hızıyla belirlenen koronanın sözde "kinetik sıcaklığı" çok yüksektir. Bir milyon dereceye ulaşır. Bu nedenle koronal gaz tamamen iyonize olur ve proton, iyon karışımıdır. çeşitli unsurlar ve serbest elektronlar.
Son zamanlarda, güneş rüzgarının bileşiminde helyum iyonlarının varlığının tespit edildiği bildirildi. Bu durum, şarjın serbest bırakıldığı mekanizma üzerinde şarkı söylüyor.
Güneş yüzeyinden parçacıklar. Güneş rüzgarı yalnızca elektronlardan ve protonlardan oluşuyorsa, yine de tamamen termal işlemlerden dolayı oluştuğu ve kaynayan su yüzeyinin üzerinde oluşan buhar gibi bir şey olduğu varsayılabilir. Bununla birlikte, helyum atomlarının çekirdekleri protonlardan dört kat daha ağırdır ve bu nedenle buharlaşma yoluyla dışarı atılmaları pek olası değildir. Büyük olasılıkla, güneş rüzgarının oluşumu, manyetik kuvvetlerin etkisiyle ilişkilidir. Güneş'ten uzaklaşan plazma bulutları, manyetik alanları da beraberinde götürüyor gibi görünüyor. Farklı kütle ve yüklere sahip parçacıkları birbirine "bağlayan" bir tür "çimento" görevi gören bu alanlardır.
Gökbilimciler tarafından yapılan gözlemler ve hesaplamalar, Güneş'ten uzaklaştıkça korona yoğunluğunun giderek azaldığını göstermiştir. Ancak, Dünya'nın yörünge bölgesinde hala sıfırdan belirgin şekilde farklı olduğu ortaya çıktı. Güneş sisteminin bu bölgesinde, uzayın her santimetreküpü için yüz ila bin koronal parçacık vardır. Başka bir deyişle, gezegenimiz güneş atmosferinin içinde bulunur ve dilerseniz kendimizi sadece Dünya'nın sakinleri değil, aynı zamanda Güneş atmosferinin sakinleri olarak da adlandırma hakkına sahibiz.
Korona Güneş'in yakınında az çok kararlıysa, mesafe arttıkça uzaya doğru genişleme eğilimi gösterir. Ve Güneş'ten ne kadar uzak olursa, bu genişleme hızı o kadar yüksek olur. Amerikalı astronom E. Parker'ın hesaplamalarına göre, zaten 10 milyon km uzaklıktaki koronal parçacıklar, ses hızını aşan hızlarda hareket ediyor. Ancak Güneş'ten uzaklaştıkça ve güneş çekim kuvvetinin zayıflamasıyla bu hızlar birkaç kat artar.
Böylece, sonuç, güneş koronasının gezegen sistemimizin alanı üzerinde esen güneş rüzgarı olduğunu öne sürüyor.
Bu teorik sonuçlar, uzay roketleri ve yapay dünya uyduları üzerindeki ölçümlerle tamamen doğrulandı. Güneş rüzgarının her zaman var olduğu ve Dünya'nın yakınında yaklaşık 400 km / sn hızla "estiği" ortaya çıktı. Güneş aktivitesinin artmasıyla bu hız artar.
Güneş rüzgarı ne kadar uzağa esiyor? Bu soru oldukça ilgi çekicidir, ancak ilgili deneysel verileri elde etmek için, güneş sisteminin dış kısmının uzay aracıyla sondajının yapılması gerekir. Bu yapılana kadar, teorik düşüncelerle yetinmek gerekir.
Ancak net bir cevap almak mümkün değil. Hesaplamalar, ilk varsayımlara bağlı olarak farklı sonuçlara yol açar. Bir durumda, güneş rüzgarının Satürn'ün yörüngesi bölgesinde zaten azaldığı, diğerinde ise son gezegen Plüton'un yörüngesinin çok ötesinde çok büyük bir mesafede var olduğu ortaya çıktı. Ancak bunlar yalnızca teorik olarak güneş rüzgarının olası yayılmasının en uç sınırlarıdır. Sadece gözlemler kesin sınırı gösterebilir.
En güvenilir olanı, daha önce de belirttiğimiz gibi, uzay sondalarından gelen veriler olacaktır. Ancak prensipte bazı dolaylı gözlemler de mümkündür. Özellikle, güneş aktivitesindeki her ardışık düşüşten sonra, yüksek enerjili kozmik ışınların, yani güneş sistemine dışarıdan gelen ışınların yoğunluğundaki karşılık gelen artışın, yaklaşık altı aylık bir gecikmeyle gerçekleştiği fark edildi. Görünüşe göre, bu tam olarak güneş rüzgarının gücündeki bir sonraki değişikliğin yayılma sınırına ulaşması için gereken zamandır. Güneş rüzgarının ortalama yayılma hızı günde yaklaşık 2,5 astronomik birim (1 astronomik birim = 150 milyon km - Dünya'nın Güneş'e olan ortalama mesafesi) olduğundan, bu yaklaşık 40-45 astronomik birim mesafe verir. Başka bir deyişle, güneş rüzgarı Plüton'un yörüngesinin etrafında bir yerde kurur.