Mis on päikesetuul?

Iga hetk kiirgab Päike kosmosesse välimise kihi (päikesekiirguse) poolt eralduva ioniseeritud osakeste voogu tohutu kiirusega, ulatudes 1200 km / s. Selle lõputud "keerised" ümbritsevad Maad, läbistavad Päikesesüsteemi ruumi ja lähevad sellest isegi palju kaugemale. Kõik tähed võivad seda eraldada ja sel juhul nimetatakse seda tähetuuliks. Päikese osakeste voogu võib nimetada ka Päikese tähetuuliks ja selles ei esine viga.

Kontseptsiooni ajalugu

Inimese teaduslik ettekujutus maailmast on pidevas muutumises. Varasemate dogmade ja kontseptsioonide eitamise protsess võimaldab olemasolevale reaalsusele värske pilgu heita.

Pikka aega pidas teadus silmas ükskõik millise tähe staatilist võra. See tähendab, et gravitatsioonijõud näis tasakaalustavat tuuma- ja tuumaplahvatuste survejõudu ega võimaldanud punase kuuma aine voolasid iseendast ümbritsevasse kosmosesse lasta.

Inglise geofüüsik ja astronoom Sidney Chapman lõi ja arendas omal ajal päikese atmosfääri stabiilsuse teooriat. Tema hüpotees jagas astrofüüsikalist kogukonda. Kõik see jätkuks meie ajale. Siiski leiti mees, kes ümber lükkas resoluutselt ja pöördumatult kuulsa teadlase seisukohti.

Tema nimi on Eugene Newman Parker. Ameerika astrofüüsik käsitles oma inglise kolleegi kontseptsiooni purustavat lööki. Oma teedrajavate arengutega suutis ta tõestada mateeria kroonist väljavoolu pöördumatust. Pealegi ilmnes väga kurioosne fakt: Päikesest eemaldumisel suureneb päikesetuule kiirus märkimisväärselt, saavutades ülehelikiiruse väärtused, seejärel väheneb ja muutub stabiilseks. Muide, selle leviku piirid pole veel kindlaks määratud ja ootavad oma avastajaid.

Esimesel planeetidevahelisel kosmoselaeval tehtud mõõtmised kinnitasid Y. Parkeri õigeid järeldusi. Veidi hiljem avastasid astronoomid sarnaste tähetuulte hulga galaktikate avarustes.

Kuidas päikesetuul ilmub?

Positiivselt ja negatiivselt laetud osakeste segust koosneva voolu ilmnemise põhjuseks on pidevalt Päikeses moodustuv plasma. See tekib termotuumasünteesi lõputult kulgevate reaktsioonide tagajärjel, kuumutades tähe keskpunkti kümnete miljonite kraadide kraadini. Sel viisil kuumutatud ioniseeritud gaas eraldub kiiresti tingimuslikult "piiratud mahust", lennates meie tähesüsteemi piiridest kaugele.

Huvitav fakt: selle ruumala piirid tulenevad hiiglaslikest gravitatsioonijõududest, "mis justkui ummistaksid paljude piiramatu mahuga vesinikupommide plahvatusi" ja mis tulenevad meie valgusjõu tohutust suurusest. Ja see on Maast 109 korda suurem. Protsessi tulemuseks on päikese koroona kuumutamine miljoni kraadini Celsiuse järgi plasma mikrolõhkemise tagajärjel, mis “purunes”.

2016. aasta septembris suutsid NASA STEREO vaatluskeskusi esimest korda kasutanud Ameerika teadlased tuvastada päikesetuule esinemise protsessi. Nende väite kohaselt on toimuv identne vee eraldumisega: kõigepealt voolab oja ühes voolus, seejärel laguneb see eraldi osakesteks, mis muutuvad väiksemaks ja väiksemaks, kuni moodustub gaasiline “pilv”.

Nähtuse uurimine

Seitse aastat enne Y. Parkerit soovitas komeedi sabade struktuuri uurinud Lääne-Saksa astronoom Ludwig Birman Päikesest pärineva vereringekiirguse olemasolu, mida nüüd nimetatakse päikesetuuleks. Laetud osakeste voog, mis läbib koronaalseid auke (meie tähe pinnal asuvad alad, mida ei kata magnetväli), tormab avatud ruumi.

Päikesetuule tehniliste parameetrite esimene mõõtmine tehti Nõukogude plaanidevahelises automaatjaamas Luna-2 1959. aastal.

Kolm aastat hiljem tegi Ameerika satelliit “Mariner-2” mitu kuud uurimist ainulaadse kosmose fenomeni kohta. Edasisi uuringuid jätkas rahvusvaheline jaam SOHO ja mitmed riiklikud juhtimisprogrammid - NASA, USA. Päikesetuule uurimisega seotud teaduslik tegevus on laiendanud oma silmaringi Päikese pinnalt tähesüsteemi servani.

Päikesetuule kiirus

Suurt teaduslikku ja praktilist huvi pakub päikesetuule aluseks oleva vesiniku plasma voolu liikumisseaduste mõõtmine ja uurimine.
Algselt heeliumi, vesiniku, raua, räni, väävli ja paljude muude keemiliste elementide ioniseeritud osakesed liiguvad kiirusega 300–450 km / s.

Huvitav fakt: päikesekiirguse või koronaalse massi väljutamise ajal suureneb voolu kiirus kuni 1200 km / s! Päikesetuul muutub "päikese orkaaniks", põhjustades terve hulga ainulaadseid looduslikke ja füüsilisi nähtusi.

Tulevikus oja päikesetuule kiirus suureneb, ulatudes 400 - 800 km / s Maa lähedal (siin lõpeb selle kiirendus). 150000 km / h (420 km / s) Marsi piirkonnas. Kiirgusallikast kuni 10 miljardi km kaugusel on päikese poolt laetud osakeste liikumiskiirus umbes - 1 000 000 km / h (280 km / s). Edasi nõrgeneb tähtedevahelise keskme mõjul.

Päikesetuule dünaamikat mõjutavad kaks tegurit: päikese atraktiivsed jõud ja rõhk voolu sees. Arvestused, mida toetasid praktilised uuringud (Ameerika Voyageri lennud - 1, - 2 "ja" Pioneer - 10, - 11 ") näitasid juba väljaspool meie planeedi orbiiti asuvate vastassuunas laetud osakeste väljavoolu kiiruse püsivust.

Päikesetuule tüübid

Päikese ioniseeritud voolu olemus on järjestatud ja jaguneb kahte tüüpi:

• rahulik (aeglane või kiire);
• nördinud.

Rahulik - aeglane

Meie valgusti ekvaatori sooles ilmneb aeglane päikesetuul ioniseeritud gaaside soojuspaisumise perioodidel. Dünaamiline protsess kiirendab koronaalplasma ülehelikiiruseks umbes 400 km / s. Oma struktuuris on aeglane vool tihedam ja laiem kui kiire.

Rahulik - kiire

Koronaalsed augud on kiire päikesetuule sünnikoht. Selle tuule voog võib lõppeda kuude kaupa, rünnates Maad Päikese pöörlemisperioodiga 27 päeva kestel.

Nördinud

Häiritud voogude põhjus on: koronaalse väljutamise ise avaldumine, samuti kokkusurumiskohtade ilmumine planeetidevahelises ruumis enne eelseisvaid koronaalse massi väljutamist või kiiret päikesetuult.

Planeedidevaheline lööklaine

Kosmilise lööklaine ilmnemisele eelneb kiire päikesetuule "rünnak" "aeglasele vennale", koronaalsete osakeste laetud voolu kokkupõrge Maa magnetosfääriga, supernoova plahvatus, galaktikate kokkupõrge.

Huvitav fakt: poolteist kuud tagasi ilmus teade, et NASA suutis mõõta päikesetuule lööklaine tugevust. Spetsiaalselt varustatud, vajaliku varustusega, mitme skaalaga satelliitide 4 järjestikune paigutamine kosmosesse; Ameerika teadlased "püüdsid" sõna otseses mõttes teaduse edu hetke. Ja topelt: eksperimendi tulemusel saadi kõrgeima täpsusega andmed päikeseosakeste liikumise olemuse ja parameetrite kohta.

Lööklaine on kiiresti liikuva keskkonna (gaasi) kokkupõrkepiirkond mingisuguse takistusega (näiteks: Päikesetuul Maa magnetosfääriga), tekitades sissetuleva voolu füüsiliste parameetrite (rõhu, tiheduse, temperatuuri, osakeste laengu taseme) järsu muutuse esiosa. ja mitmed muud näitajad).

Päikesetuule levik ruumis

Oma "eellasest" - Päikesest kaugemale liikudes nõrgeneb tuul ja läbib mitmeid piirialasid. Neist esimene eemaldatakse valgustist 95 AU kaugusel (AU - astronoomiline ühik, mis on võrdne keskmise kaugusega Maast Päikeseni ja ulatub 149 598 100 ± 750 km).Nn lööklaine piir. Sellega juhtub päikesetuule pidurdamine ülehelikiirusest.

Pärast veel 40 AU lendamist on tähtedevahelise aine mõjul ioniseeritud osakeste voog täielikult pärsitud. Astrofüüsikaliste protsesside poolt määratud pärssimise piiri nimetatakse heliopausiks. Ruumilist piirkonda, mida piirab heliopaus, nimetatakse heliosfääriks. Selle mõõtmed pole samad:

• 73 a.u. lõunaküljest;
• 85 a.u. põhjapoolsest küljest.

Astrofüüsikalised andmed saadi tänu Voyageri sarja kahe ameeriklase kosmoselaeva laskmisele, mis olid mõeldud päikesesüsteemi piiride uurimiseks. Hiljuti kinnitas Voyager 2 Voyager 1 andmeid.

Päikesetuul ja maa

Pidevalt muutuvad päikesetuule ojad võivad hõlpsalt hävitada kogu Maa pinnal elava elu. Sellise "valdava relva" eest kaitsmiseks on olemas "usaldusväärne kilp" magnetosfääri kujul. Selle vastasseisu paarsus on üsna varieeruv ja põhjustab sageli geomagnetilisi torme. Pole üllatav, et 1990. aastal sai aktuaalseks mõiste „kosmose ilm”, mis kajastab peamiselt Maa magnetvälja hetkeseisu.

Heliobioloogia teaduse looja, kes uuris meie valgusti mõju maapealsete organismide elutähtsatele funktsioonidele, oli Nõukogude teadlane A. L. Tšiževski. Tänu temale ja mitmetele teistele uurijatele oli võimalik selgitada päikese aktiivsuse erinevuste mõju mustreid inimkehale, suurendada ja vähendada kultiveeritavate taimede saaki ning korrutada ja vähendada lindude, kalade ja loomade populatsioone.

Avastati ja uuriti Päikese mõjuperioodide tsüklilisust Maale. Regulaarsed aruanded geomagnetilise tausta aktiivsuse taseme kohta on muutunud tavaliseks. Krooniliste haiguste all kannatavatel inimestel on vajalik teave õigete ravimite õigeaegseks võtmiseks. Kaasaegne taime- ja loomakasvatustoodang on “relvastatud” teadmistega, et oma tegevust kõige optimaalsemalt läbi viia.
Huvitav fakt: N. S. Shcherbinsky tähelepanekute kohaselt langeb jaanileivapuu väljadele saabumise sagedus kokku 11-aastase Päikese rütmiga.

Teadus läheb edasi ja nõuab noori. Tänapäeval saab igaüks neist omandada heliobioloogi eriala, olles lõpetanud spetsiaalse kõrgkooli.

Päikesetuule põhjustatud loodusnähtused

Maa ümber lendav päikesetuul põhjustab palju loodusnähtusi. Nende hulgas: magnetid, aurud, planeedi kiirgusvööd. Mitte nii kaua aega tagasi ilmnes meie tähe ioniseeritud osakeste voolu suurenemisest tulenev välgude arvu kasv.

Päikesetuule poolt on loodud mitmeid geofüüsikalisi nähtusi. Mitmel pool suureneb maa pinnalt gaasilise radooni väljund, mis võib viia atmosfääri radioaktiivsuse suurenemiseni. Päikese aktiivsus ja maavärinate arvu suurenemine on omavahel seotud. Magnetiline torm muudab märkimisväärselt elektrivälja Maa pinnal ja põhjustab atmosfäärirõhu hüppeid.

Päikesetuule oht

Valgusallika pinnalt eralduvad võimsad emissioonid häirivad raadiosidet, segavad arvutite tööd, põhjustavad rikkeid insenerivõrkudes ja tekitavad metallkonstruktsioonides ja seadmetes “kahjulikke” elektrivoolusid.

Päikesetuule rünnakute ohud, mis põhjustavad palju probleeme, tekitasid vajaduse meie planeedi magnetiliste tormide hoolikaks jälgimiseks ja ennustamiseks. Ilmateenistused kogu maailmas on varustatud vajalike seadmetega ja annavad pidevalt märku Maa magnetilise tausta kõikumisest. Välja on töötatud tehnoloogia seismilise tegevuse tulevaste fookuste tuvastamiseks ja elanikkonna hoiatamiseks otsese ohu eest.

Huvitav fakt: On olemas teaduslik hüpotees vee ilmnemise kohta Kuu pinnale päikesetuulega kokkupuute tõttu.Vedeliku tuvastamine tekitab lähima kosmose "naabri" tulevikuväljavaadetes lootust ja optimismi.

Päikesetuule kasutamise väljavaated

Sellise ainulaadse kosmilise nähtuse nagu päikesetuul kõiki olemasolevaid tunnuseid silmas pidades on väga huvitav sellele praktilist rakendust leida.
Nn elektripurje ehk päikesepurje (päikesetuule laetud osakeste energia tõttu liikuv kosmoselaev) loomise pioneer oli Soome teadlane - Pekka Janhunen.

2013. aasta kevadel lasti orbiidile selle seadmega varustatud Eesti satelliit ESTCube-1. Paraku ebaõnnestus katse, kuna puri ei saanud lahti.

On ka teisi ahvatlevaid projekte: koronaalainete voogude kasutamine teabe edastamiseks või planeedi orbiitides ioonostatsioonide tekitamine elektrienergia tootmiseks.

Meie päikese tulevik

Teaduslik analüüs annab prognoosi meie valgusti olemasolu kohta 5 miljardit aastat. Kaotades igal sekundil kuni 600 miljonit tonni vesinikku, on see määratud saama kõigepealt punaseks hiiglaseks ja seejärel valgeks kääbuseks. Pärast seda, kui kõik energiavarud on vesiniku ja heeliumi kujul ammendatud. Kõige ebameeldivam on see, et pidevalt laienev Päike sulatab Merkuuri, Veenuse ja võib-olla ka Maa. Igal juhul kaob elu planeedil täielikult.

Seega on inimkond kohustatud mõtlema oma tuleviku üle ja korraldama ümberasustamise teistesse maailmadesse väljaspool meie päikesesüsteemi. See on vältimatu. Suurepärased mõtted: Vene teadlane Tsiolkovsky, Briti astrofüüsik Stephen Hawking rääkisid sellest otse. Kuu, Marss, Ceres, Pluuto - võimalike kolooniate loetelu laieneb. Niisiis: "Las päikesetuul puhub maainimeste kosmoselaevade purjedesse, tormides universumi avarust!"