Това е концепция на художника за глобалното магнитно поле на Земята, с ударния удар. Земята е в средата на изображението, заобиколена от магнитното си поле, представено с лилави линии. Шокът с лък е синият полумесец вдясно. Много енергийни частици в слънчевия вятър, представени в злато, са отклонени от магнитния "щит" на Земята.
(Изображение: © Walt Feimer (HTSI) / НАСА / Център за космически полети Goddard Center Conceptual Image Lab)
Слънчевият вятър излъчва плазма и частици от слънцето навън в космоса. Въпреки че вятърът е постоянен, неговите свойства не са. Какво причинява този поток и как влияе на Земята?
Ветровидна звезда
Корона, външният слой на слънцето, достига температури до 2 милиона градуса по Фаренхайт (1,1 милиона градуса по Целзий). На това ниво гравитацията на слънцето не може да задържи бързо движещите се частици и те се отдалечават от звездата.
Активността на слънцето се измества в хода на своя 11-годишен цикъл, като с течение на времето се променят числата на слънчевите петна, нивата на радиация и изхвърлените материали. Тези промени влияят върху свойствата на слънчевия вятър, включително неговото магнитно поле, скоростта, температурата и плътността. Вятърът също се различава според това откъде идва слънцето и колко бързо тази част се върти.
Скоростта на слънчевия вятър е по-висока над короналните дупки, достигайки скорост до 800 мили в секунда. Температурата и плътността в короните на дупките са ниски, а магнитното поле е слабо, така че полевите линии са отворени за пространството. Тези дупки се появяват на полюсите и ниските ширини, достигайки най-големите си, когато активността на слънцето е минимална. Температурите при бързия вятър могат да достигнат до 1 милион F (800 000 C).
В короновия стримерен пояс около екватора, слънчевият вятър се движи по-бавно, с около 300 мили (секунда) в секунда. Температурите на бавния вятър достигат до 2,9 милиона F (1,6 милиона C).
Слънцето и атмосферата му са изградени от плазма, смесица от положително и отрицателно заредени частици при изключително високи температури. Но тъй като материалът напуска слънцето, пренесен от слънчевия вятър, той става по-подобен на газ.
"С по-далече от слънцето, силата на магнитното поле спада по-бързо, отколкото налягането на материала", казва в изявление Крейг ДеФорест, соларен физик от Югозападния изследователски институт (SwRI) в Боулдър, Колорадо. "В крайна сметка материалът започва да действа по-скоро като газ и по-малко като магнитно структурирана плазма."
Засягащи Земята
Докато вятърът пътува извън слънцето, той носи заредени частици и магнитни облаци. Излъчени във всички посоки, част от слънчевия вятър непрекъснато буферира нашата планета, с интересни ефекти.
Ако материалът, пренесен от слънчевия вятър, достигне повърхността на планетата, излъчването му би нанесло сериозни щети на всеки съществуващ живот. Магнитното поле на Земята служи като щит, пренасочвайки материала около планетата, така че да тече отвъд него. Силата на вятъра разтяга магнитното поле, така че то да се изглажда навътре от страната на слънцето и да се простира на нощната страна.
Понякога слънцето изплюва големи изблици на плазма, известни като изхвърляне на коронална маса (СМЕ) или слънчеви бури. По-често срещани по време на активния период на цикъла, известни като слънчевия максимум, СМЕ имат по-силен ефект от стандартния слънчев вятър. [Снимки: Зашеметяващи снимки на слънчеви изблици и слънчеви бури]
„Слънчевите изхвърляния са най-мощните двигатели на връзката Слънце-Земя“, казва НАСА на своя уебсайт за Обсерваторията за слънчеви земни отношения (STEREO). "Въпреки важността им, учените не разбират напълно произхода и развитието на CME, нито тяхната структура или степен в междупланетарното пространство." Мисията STEREO се надява да промени това.
Когато слънчевият вятър пренася CME и други мощни изблици на радиация в магнитното поле на планетата, той може да накара магнитното поле от задната страна да се притисне заедно, процес, известен като магнитно свързване. След това заредените частици се връщат обратно към магнитните полюси на планетата, причинявайки красиви дисплеи, известни като аурора бореализъм в горната атмосфера. [Снимки: Amazing Auroras от 2012]
Въпреки че някои тела са защитени от магнитно поле, други нямат защита. Земната луна няма какво да я защити, затова поема пълната тежест. Меркурий, най-близката планета, има магнитно поле, което го предпазва от обикновения стандартен вятър, но той отнема пълната сила на по-мощни изблици като CME.
Когато потоците с висока и ниска скорост си взаимодействат помежду си, те създават плътни региони, известни като региони за съвместно въртящи се взаимодействия (CIRs), които задействат геомагнитни бури, когато взаимодействат с земната атмосфера.
Слънчевият вятър и заредените частици, които носи, могат да засегнат земните спътници и глобалните системи за позициониране (GPS). Мощните изблици могат да повредят спътниците или да изтласкат GPS сигналите, за да бъдат изключени с десетки метра.
Слънчевият вятър разрушава всички планети в Слънчевата система. Мисията на НАСА „Нови хоризонти“ продължи да го открива, докато пътуваше между Уран и Плутон.
"Средната скорост и плътност заедно, когато слънчевият вятър се отдалечава", казва в изявление Хедър Елиът, космически учен от SwRI в Сан Антонио, Тексас. „Но вятърът все още се нагрява от компресия, докато пътува, така че можете да видите доказателства за модела на въртене на слънцето в температурата дори във външната слънчева система.
Изучаване на слънчевия вятър
Ние знаем за слънчевия вятър от 50-те години на миналия век, но въпреки широкото му въздействие върху Земята и върху астронавтите, учените все още не знаят как се развива. Няколко мисии през последните няколко десетилетия се стремяха да обяснят тази загадка.
Стартирана на 6 октомври 1990 г., мисията на НАСА Ulysses изучава слънцето на различни географски ширини. Той измерва различните свойства на слънчевия вятър в продължение на повече от десетина години.
Сателитът на Advanced Composition Explorer (ACE) орбитира в една от специалните точки между Земята и Слънцето, известна като точка Lagrange. В тази област гравитацията от слънцето и планетата се дърпа еднакво, поддържайки спътника в стабилна орбита. Създаден през 1997 г., ACE измерва слънчевия вятър и осигурява измервания в реално време на постоянния поток на частиците.
Космическият кораб-близнак на НАСА, STEREO-A и STEREO-B, изследват ръба на слънцето, за да видят как се ражда слънчевият вятър. Стартиран през октомври 2006 г., STEREO предостави "уникален и революционен поглед върху системата Слънце-Земя", според НАСА.
Нова мисия се надява да грее светлина върху слънцето и слънчевия му вятър. Соларната сонда на НАСА Parker, която се планира да стартира през лятото на 2018 г., има за цел да „докосне слънцето“. След няколко години тясно орбитане на звездата, сондата ще се потопи в короната за първи път, използвайки комбинация от изображения и измервания, за да революционизира разбирането на короната и да увеличи разбирането за произхода и развитието на слънчевия вятър.
„Соларната сонда на Паркър ще отговори на въпроси за слънчевата физика, над които сме озадачени повече от шест десетилетия“, казва в изявление ученът на проекта Parker Solar Probe Nicola Fox от лабораторията за приложна физика на университета Джон Хопкинс. "Това е космически кораб, натоварен с технологични пробиви, който ще разреши много от най-големите мистерии за нашата звезда, включително да разбере защо корона на Слънцето е толкова по-гореща от повърхността му."
Допълнителни ресурси
- Слънчев вятър в реално време (NOAA / Център за прогнозиране на космическото време)
- Прогноза за 3 дни (NOAA / Център за прогнозиране на космическото време)
- Седмични акценти и прогноза за 27 дни (NOAA / Център за прогнозиране на космическото време)
