KAJ JE SONČNI VETER?

Send

To je umetnikov koncept Zemljinega globalnega magnetnega polja z lokom. Zemlja je na sredini slike, obdana z magnetnim poljem, ki jo predstavljajo vijolične črte. Lok šok je modri polmesec na desni. Številni energijski delci v sončnem vetru, predstavljeni v zlatu, so odklonjeni z Zemljinim magnetnim "ščitom".

(Slika: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Center za vesoljske lete v konceptualni slikovni laboratorij)

Sončev veter odvaja plazmo in delce sonca v vesolje. Čeprav je veter stalen, njegove lastnosti niso. Kaj povzroča ta tok in kako vpliva na Zemljo?

Vetrna zvezda

Korona, sončna zunanja plast, doseže temperature do 2 milijona stopinj Fahrenheita (1,1 milijona stopinj Celzija). Na tej ravni gravitacija sonca ne more zadržati hitro premikajočih se delcev in odtekajo stran od zvezde.

Sončeva aktivnost se skozi 11-letni cikel spreminja, s časom pa se spreminjajo številke sončnih žarišč, stopnje sevanja in izmetni material. Te spremembe vplivajo na lastnosti sončnega vetra, vključno z njegovim magnetnim poljem, hitrostjo, temperaturo in gostoto. Tudi veter se razlikuje glede na to, od kod prihaja sonce in kako hitro se ta del vrti.

Hitrost sončnega vetra je večja čez koronalne luknje in doseže hitrosti do 800 milj na sekundo. Temperatura in gostota v koronskih luknjah sta nizki, magnetno polje pa šibko, zato so polja polja odprta za vesolje. Te luknje se pojavijo na polovicah in nizkih širinah, dosežejo največje, kadar je aktivnost na soncu najmanjša. Temperature v hitrem vetru lahko dosežejo do 1 milijon F (800.000 C).

V coronalnem stružnem pasu okoli ekvatorja sončni veter potuje počasneje, s približno 300 kilometri na sekundo. Temperature v počasnem vetru dosežejo do 2,9 milijona F (1,6 milijona C).

Sonce in njegovo ozračje sestavljata plazma, mešanica pozitivno in negativno nabitih delcev pri izjemno visokih temperaturah. Ko pa material zapušča sonce, ki ga nosi sončni veter, postaja bolj podoben plinu.

"Ko greš dlje od sonca, moč magnetnega polja pade hitreje, kot pritisk materiala," je v izjavi povedal Craig DeForest, sončni fizik iz jugozahodnega raziskovalnega inštituta (SwRI) v Boulderju v Koloradu. "Sčasoma material začne delovati bolj kot plin in manj kot magnetno strukturirana plazma."

Vpliva na Zemljo

Ko veter odhaja od sonca, nosi nabito delce in magnetne oblake. Nekateri sončni vetrovi, ki se oddajajo v vse smeri, ves čas burijo naš planet, z zanimivimi učinki.

Če bi material, ki ga nosi sončni veter, dosegel površino planeta, bi njegovo sevanje resno škodilo vsem življenjem, ki bi lahko obstajalo. Zemljino magnetno polje služi kot ščit in preusmeri material okoli planeta, tako da teče onkraj njega. Moč vetra raztegne magnetno polje tako, da se na sončni strani zgladi navznoter in raztegne na nočni strani.

Včasih sonce izpije velike razpoke plazme, znane kot izmetje koronalnih mas (CME) ali sončne nevihte. Bolj pogosti v aktivnem obdobju cikla, znani kot sončni maksimum, imajo CME močnejši učinek kot standardni sončni veter. [Fotografije: Osupljive fotografije sončnih žarkov in sončnih neviht]

"Sončni izlivi so najmočnejši gonilniki povezave sonce-zemlja," pravi NASA na svojem spletnem mestu za observatorij za sončne zemeljske odnose (STEREO). "Kljub pomembnosti znanstveniki ne razumejo v celoti izvora in razvoja CME, niti njihove strukture ali obsega v medplanetarnem prostoru." Misija STEREO upa, da bo to spremenila.

Ko sončni veter prenaša CME in druge močne izbruhe sevanja v magnetno polje planeta, lahko povzroči, da se magnetno polje na zadnji strani stisne skupaj, postopek, znan kot magnetna ponovna povezava. Napolnjeni delci nato odtekajo nazaj proti magnetnim polovam planeta, kar povzroča čudovite prikaze, znane kot aurora borealisin zgornje atmosfere. [Fotografije: Amazing Auroras iz leta 2012]

Čeprav so nekatera telesa zaščitena z magnetnim poljem, druga nimajo zaščite. Zemljina luna nima ničesar, da bi jo zaščitila, zato prevzame polno težo. Merkur, najbližji planet, ima magnetno polje, ki ga ščiti pred običajnim standardnim vetrom, vendar je potrebno vso silo močnejših izbruhov, kot so CME.

Ko se tokovi visoke in nizke hitrosti medsebojno povezujejo, ustvarijo gosto območje, znano kot območja medsebojno vrtečih se interakcij (CIRs), ki sprožijo geomagnetne nevihte med interakcijo z Zemljino atmosfero.

Sončev veter in nabiti delci, ki jih nosi, lahko vplivajo na Zemljeve satelite in globalne sisteme za določanje položaja (GPS). Zmogljivi poruhi lahko poškodujejo satelite ali potisnejo GPS signale, da se izklopijo za več deset metrov.

Sončni veter ruši vse planete v osončju. Nasina misija New Horizons ga je še naprej zaznavala, ko je potovala med Uranom in Plutonom.

"Povprečna hitrost in gostota skupaj, ko se sončni veter premika," je v izjavi zapisala vesoljska znanstvenica Heather Elliott iz družbe SwRI v San Antoniju v Teksasu. "Toda veter se še vedno ogreva s stiskanjem, ko potuje, tako da lahko vidite tudi vzorec vrtenja sonca v temperaturi celo v zunanjem osončju.

Preučevanje sončnega vetra

O sončnem vetru vemo že od petdesetih let prejšnjega stoletja, vendar kljub obsežnim vplivom na Zemljo in astronavte znanstveniki še vedno ne vedo, kako se razvija. Več misij v zadnjih nekaj desetletjih si je prizadevalo razložiti to skrivnost.

Nasina misija Ulysses je bila predstavljena 6. oktobra 1990 na različnih širinah. Meril je različne lastnosti sončnega vetra skozi več kot ducat let.

Satelit Advanced Composition Explorer (ACE) kroži v eni od posebnih točk med Zemljo in soncem, znanimi kot Lagrangeova točka. Na tem območju se gravitacija sonca in planeta enakomerno vleče, tako da ima satelit v stabilni orbiti. Začetek leta 1997 je ACE meril sončni veter in v realnem času meril konstantni pretok delcev.

Nasina vesoljska plovila, STEREO-A in STEREO-B, preučujeta sončni rob, da bi videli, kako se sončni veter rodi. Poteka, oktobra 2006, je STEREO zagotovil "edinstven in revolucionaren pogled na sistem sonce-zemlja", poroča NASA.

Nova misija upa, da bo osvetlila sonce in sončni veter. Nasina solarna sonda Parker, ki naj bi jo izstrelili poleti 2018, je namenjena "dotiku sonca." Po več letih tesne orbite zvezde bo sonda prvič potopila v korono, s pomočjo kombinacije slik in meritev, da bi spremenila razumevanje korone in povečala razumevanje nastanka in razvoja sončnega vetra.

"Parkerjeva solarna sonda bo odgovorila na vprašanja o sončni fiziki, ki smo jo zagovarjali že več kot šest desetletij," je v izjavi zapisala znanstvenica Parkerjeve sončne sonde Nicola Fox iz laboratorija uporabne fizike univerze Johns Hopkins. "To je vesoljsko plovilo, napolnjeno s tehnološkimi preboji, ki bo rešilo številne največje skrivnosti o naši zvezdi, vključno z ugotovitvijo, zakaj je sončna korona tako bolj vroča od njene površine."

Dodatna sredstva