Apa itu angin suria?

Setiap saat, Matahari memancarkan ke angkasa aliran zarah-zarah terion yang dipancarkan oleh lapisan luar (korona suria) dengan kecepatan yang luar biasa mencapai 1200 km / s. "Pusaran" yang tidak berkesudahan mengelilingi Bumi, meresap ruang sistem suria, dan bahkan melampaui batasnya. Semua bintang dapat memancarkannya, dan dalam hal ini disebut angin bintang. Aliran zarah Matahari juga boleh disebut angin bintang Matahari dan tidak akan ada kesalahan dalam hal ini.

Sejarah konsep

Idea saintifik seseorang mengenai dunia sentiasa mengalami perubahan. Proses penolakan dogma dan konsep sebelumnya memungkinkan untuk melihat kembali kenyataan yang ada.

Untuk masa yang lama, sains menganggap mahkota statik bintang mana pun. Artinya, gaya gravitasi, sebagaimana adanya, mengimbangi kekuatan tekanan letupan nuklear dan termonuklear, dan tidak membiarkan aliran bahan panas-panas dilepaskan dari dirinya ke ruang sekitarnya.

Ahli geofizik dan astronomi Inggeris, Sidney Chapman pada zamannya mencipta dan mengembangkan teori kestabilan atmosfera suria. Hipotesisnya membahagikan komuniti astrofizik. Semua ini akan berterusan hingga ke masa kita. Namun, seorang lelaki ditemui yang dengan tegas dan tidak dapat menolak pandangan saintis terkenal itu.

Namanya Eugene Newman Parker. Ahli astrofizik Amerika memberi tamparan hebat kepada konsep rakan sejawatannya dari Inggeris. Dengan perkembangannya yang mempelopori, dia dapat membuktikan tidak dapat dipulihkan keluarnya jirim dari mahkota. Lebih-lebih lagi, fakta yang sangat ingin tahu muncul: ketika anda menjauh dari Matahari, kecepatan angin suria meningkat dengan ketara, mencapai nilai supersonik, kemudian menurun dan menjadi stabil. Ngomong-ngomong, batas penyebarannya belum ditentukan dan sedang menunggu penemu mereka.

Pengukuran yang dilakukan pada kapal angkasa antara planet pertama mengesahkan kesimpulan yang betul dari Y. Parker. Tidak lama kemudian, para astronom menemui angin bintang yang serupa dalam sebilangan besar galaksi.

Bagaimana angin suria muncul?

Sebab kemunculan aliran yang terdiri daripada campuran zarah bermuatan positif dan negatif adalah plasma yang sentiasa terbentuk di dalam Matahari. Ia timbul akibat tindak balas pelakuran yang berterusan, memanaskan pusat bintang hingga beberapa puluhan juta darjah Celsius. Gas terion yang dipanaskan dengan cara ini dengan cepat keluar dari "jumlah terhad" yang bersyarat, terbang jauh melampaui batas sistem bintang kita.

Fakta menarik: had isipadu ini disebabkan oleh kekuatan graviti raksasa, "seolah-olah menyumbat letupan banyak bom hidrogen dengan jumlah yang tidak terhad", yang timbul dari ukuran cahaya kita yang sangat besar. Dan itu 109 kali lebih besar daripada Bumi. Hasil dari proses tersebut adalah pemanasan korona matahari hingga satu juta derajat Celsius, disebabkan oleh serangkaian mikro-eksplorasi plasma "kebebasan terlepas".

Pada bulan September 2016, saintis Amerika yang menggunakan observatorium NASA STEREO untuk pertama kalinya berjaya mengesan proses berlakunya angin suria. Menurut pernyataan mereka, apa yang terjadi sama dengan pembebasan air: pertama aliran mengalir dalam satu aliran, kemudian pecah menjadi zarah-zarah yang terpisah, yang menjadi lebih kecil dan lebih kecil hingga terbentuk "awan" gas.

Kajian fenomena tersebut

Tujuh tahun sebelum Yu, Parker, ahli astronomi Jerman Barat, Ludwig Birman, mempelajari struktur ekor komet, menyarankan adanya radiasi korpuskular Matahari, yang sekarang disebut angin suria. Aliran zarah bermuatan, menerobos lubang koronal (kawasan di permukaan bintang kita yang tidak diliputi oleh medan magnet), meluru ke ruang terbuka.

Pengukuran pertama parameter teknikal angin suria dibuat di stesen automatik antarplanet Soviet Luna-2 pada tahun 1959.

Tiga tahun kemudian, satelit Amerika "Mariner-2" melakukan kajian selama berbulan-bulan mengenai fenomena ruang yang unik. Kajian lanjutan dilanjutkan oleh stesen antarabangsa SOHO dan sejumlah program pengurusan nasional - NASA, Amerika Syarikat. Kegiatan saintifik mengenai kajian angin suria telah memperluas cakrawala dari permukaan Matahari ke pinggir sistem bintang.

Kelajuan angin suria

Kepentingan ilmiah dan praktikal adalah pengukuran, dan juga kajian hukum pergerakan aliran plasma hidrogen, yang menjadi dasar angin suria.
Pada asalnya zarah helium, hidrogen, besi, silikon, sulfur dan sebilangan unsur kimia yang terionisasi bergerak dengan kelajuan 300-450 km / s.

Fakta menarik: semasa suar suria atau pelepasan jisim koronal, kelajuan aliran meningkat, hingga 1200 km / s! Angin suria berubah menjadi "taufan suria", menyebabkan sejumlah fenomena alam dan fizikal yang unik.

Di masa depan, kelajuan angin suria aliran meningkat, mencapai 400 - 800 km / s berhampiran Bumi (di sinilah pecutannya berakhir). 1,500,000 km / jam (420 km / s) di wilayah Mars. Pada jarak hingga 10 miliar km dari sumber radiasi, kecepatan pergerakan zarah bermuatan suria adalah sekitar - 1,000,000 km / jam (280 km / s). Selanjutnya, di bawah pengaruh medium antarbintang, ia melemah.

Dinamika angin suria dipengaruhi oleh dua faktor: daya tarikan matahari yang menarik dan tekanan di dalam aliran. Pengiraan, disokong oleh penyelidikan praktikal (penerbangan American Voyager - 1, - 2 "dan" Pioneer - 10, - 11 ") menunjukkan keteguhan kecepatan aliran keluar zarah bermuatan yang berlawanan yang sudah berada di luar orbit planet kita.

Jenis Angin Suria

Sifat aliran terion yang teratur dan terbahagi kepada dua jenis:

• tenang (lambat atau cepat);
• keterlaluan.

Tenang - Lambat

Angin suria yang perlahan berlaku di usus khatulistiwa cahaya kita, dalam tempoh pengembangan haba gas terion. Proses dinamik mempercepat plasma koronal ke kelajuan supersonik sekitar 400 km / s. Dalam strukturnya, aliran perlahan lebih padat dan lebih lebar daripada aliran yang cepat.

Tenang - Cepat

Lubang koronal adalah tempat kelahiran angin suria yang pantas. Aliran angin ini dapat berakhir selama berbulan-bulan, "menyerang" Bumi dengan putaran berkala Matahari yang berlangsung selama 27 hari.

Marah

Punca aliran terganggu adalah: manifestasi pelepasan koronal itu sendiri, serta kemunculan laman pemampatan di ruang antarplan sebelum pelepasan jisim koronal yang akan datang atau angin suria yang cepat.

Gelombang kejutan antara planet

Kemunculan gelombang kejutan kosmik didahului oleh: "Serangan" angin suria yang cepat pada "saudara lambat", Perlanggaran aliran zarah koronal yang bermuatan dengan magnetosfera Bumi, letupan supernova, pelanggaran galaksi.

Fakta menarik: sebulan setengah yang lalu, sebuah mesej muncul bahawa NASA dapat mengukur kekuatan gelombang kejutan angin suria. Menempatkan secara berurutan di ruang 4 yang dilengkapi khas, dilengkapi dengan peralatan yang diperlukan, satelit pelbagai skala; Penyelidik Amerika secara harfiah "menangkap" momen kejayaan saintifik. Dan berganda: sebagai hasil eksperimen, data ketepatan tertinggi mengenai sifat dan parameter pergerakan zarah suria diperoleh.

Gelombang kejutan adalah kawasan perlanggaran medium yang bergerak cepat (gas) dengan semacam halangan (contohnya: angin suria dengan magnetosfera Bumi), yang menghasilkan "depan" perubahan tajam dalam parameter fizikal aliran masuk (tekanan, ketumpatan, suhu, tahap pengisian zarah dan sebilangan petunjuk lain).

Penyebaran angin suria di angkasa

Menjauh lebih jauh dari "nenek moyangnya" - Matahari, angin melemah dan melewati beberapa kawasan perbatasan. Yang pertama dikeluarkan dari bintang pada jarak 95 AU (AU - unit astronomi yang sama dengan jarak purata dari Bumi ke Matahari dan berjumlah 149 598 100 ± 750 km).Yang disebut "sempadan gelombang kejutan". Itu ada pada dirinya brek angin suria dari kelajuan supersonik.

Setelah menerbangkan 40 AU lagi, aliran zarah-zarah terionisasi di bawah pengaruh jirim antara bintang dihambat sepenuhnya. Batasan penghambatan yang ditentukan oleh proses astrofizik disebut heliopause. Kawasan spatial yang dibatasi oleh heliopause disebut heliosfera. Dimensinya tidak sama:

• 73 a.u. dari sebelah selatan;
• 85 a.u. dari sebelah utara.

Data astrofizik diperoleh kerana pelancaran 2 kapal angkasa Amerika siri Voyager, yang dirancang untuk mengkaji batas sistem suria. Baru-baru ini, Voyager 2 mengesahkan data Voyager 1.

Angin suria dan bumi

Aliran angin suria yang sentiasa berubah dapat dengan mudah memusnahkan semua kehidupan di permukaan Bumi. Untuk melindungi daripada "senjata yang hebat" ada "perisai yang boleh dipercayai" dalam bentuk magnetosfera. Paritas konfrontasi ini agak berubah-ubah dan sering menyebabkan ribut geomagnetik. Tidak mengejutkan, pada tahun 1990, istilah "cuaca ruang angkasa", yang terutama mencerminkan keadaan medan magnet Bumi, menjadi relevan.

Pencipta ilmu heliobiologi, yang mengkaji kesan cahaya kita pada fungsi penting organisma terestrial, adalah saintis Soviet A. L. Chizhevsky. Terima kasih kepada dia dan sejumlah penyelidik lain, adalah mungkin untuk menjelaskan corak pengaruh perbezaan aktiviti solar pada tubuh manusia, meningkatkan dan menurunkan hasil tanaman yang ditanam, dan memperbanyak dan mengurangkan populasi burung, ikan, dan haiwan.

Siklus jangka masa kesan Matahari di Bumi ditemui dan dikaji. Laporan berkala mengenai tahap aktiviti latar belakang geomagnetik telah menjadi perkara biasa. Orang yang menderita penyakit kronik mempunyai maklumat yang diperlukan untuk mengambil ubat yang tepat pada masanya. Pengeluaran tanaman dan ternakan moden juga "bersenjata" dengan pengetahuan untuk menjalankan kegiatannya dengan optimum.
Fakta menarik: Menurut pemerhatian N. S. Shcherbinsky, kekerapan kedatangan belalang di ladang bertepatan dengan irama Matahari selama 11 tahun.

Ilmu maju dan menuntut golongan muda. Hari ini, masing-masing dapat memperoleh keistimewaan ahli heliobiologi, setelah lulus dari institusi pendidikan tinggi khusus.

Fenomena semula jadi yang disebabkan oleh angin suria

Angin suria, terbang mengelilingi Bumi, menyebabkan banyak fenomena semula jadi. Antaranya: ribut magnetik, aurora, tali pinggang radiasi planet ini. Tidak lama dahulu, satu corak terungkap dalam peningkatan jumlah kilat dari peningkatan aliran zarah terionisasi bintang kita.

Terdapat sejumlah fenomena geofizik yang dihasilkan oleh angin suria. Di sejumlah tempat, output radon gas dari permukaan bumi akan meningkat, yang dapat menyebabkan peningkatan radioaktif di atmosfera. Terdapat hubungan antara aktiviti solar dan peningkatan jumlah gempa bumi. Ribut magnet secara signifikan mengubah medan elektrik di permukaan Bumi dan menyebabkan lonjakan tekanan atmosfera.

Bahaya angin suria

Pelepasan kuat dari permukaan lampu mengganggu komunikasi radio, mengganggu operasi komputer, menyebabkan kerosakan fungsi rangkaian kejuruteraan, dan menghasilkan arus elektrik "berbahaya" dalam struktur dan peranti logam.

Ancaman serangan angin suria, yang membawa kepada banyak masalah, menimbulkan perlunya pemerhatian dan ramalan ribut magnetik di planet kita dengan teliti. Perkhidmatan cuaca di seluruh dunia dilengkapi dengan peralatan yang diperlukan, dan sentiasa memberi isyarat turun naik latar belakang magnet Bumi. Sebuah teknologi telah dikembangkan untuk mengenal pasti fokus aktiviti seismik di masa depan dan untuk memberi amaran kepada penduduk mengenai bahaya yang akan berlaku.

Fakta menarik: Terdapat hipotesis saintifik mengenai kejadian air di permukaan bulan kerana pengaruh angin suria.Pengesanan cecair menimbulkan harapan dan optimisme terhadap prospek pengembangan masa depan "jiran" ruang terdekat.

Prospek untuk Menggunakan Angin Suria

Mengingat semua ciri yang ada dari fenomena kosmik yang unik seperti angin suria, menjadi sangat menarik untuk mencari aplikasi praktikal untuknya.
Pelopor dalam mencipta apa yang disebut "elektrik sail", "solar sail" (kapal angkasa yang bergerak kerana tenaga zarah-zarah bermuatan angin suria) adalah saintis Finlandia - Pekka Janhunen.

Pada musim bunga 2013, satelit Estonia ESTCube-1 yang dilengkapi dengan peranti ini dilancarkan ke orbit. Malangnya, percubaan itu tidak berjaya, kerana layar tidak dapat dibuka.

Terdapat projek menggoda lain: penggunaan aliran bahan koronal untuk menyebarkan maklumat, atau penciptaan "ionostasi" di orbit planet untuk menghasilkan tenaga elektrik.

Masa depan matahari kita

Analisis saintifik memberikan ramalan selama 5 bilion tahun keberadaan cahaya kita. Kehilangan setiap detik hingga 600 juta tan hidrogen, ditakdirkan menjadi gergasi merah pertama, dan kemudian kerdil putih. Sepanjang perjalanan, setelah habis semua simpanan energinya dalam bentuk hidrogen dan helium. Perkara yang paling tidak menyenangkan ialah Matahari yang terus berkembang akan mencairkan Mercury, Venus, dan mungkin Bumi. Walau apa pun, kehidupan di planet ini akan hilang sepenuhnya.

Jadi, umat manusia wajib memikirkan masa depannya dan mengatur penempatan semula ke dunia lain di luar sistem suria kita. Ia tidak dapat dielakkan. Fikiran yang hebat: Saintis Rusia Tsiolkovsky, ahli astrofizik Britain Stephen Hawking, bercakap secara langsung mengenai perkara ini. Bulan, Marikh, Ceres, Pluto - senarai potensi jajahan berkembang. Oleh itu: "Biarkan angin suria bertiup ke layar kapal angkasa orang bumi, menyerbu luas alam semesta!"