מהי רוח סולארית?
בכל רגע, השמש מקרינה לחלל זרם של חלקיקים מיוננים הנפלטים על ידי השכבה החיצונית (הקורונה הסולארית) במהירות אדירה המגיעה ל 1200 קמ"ש. "מערבולות" אינסופיות שלה מקיפות את כדור הארץ, מחלחלות לחלל מערכת השמש ואפילו עוברות הרבה מעבר אליו. כל הכוכבים יכולים לפלוט אותו, ובמקרה זה זה נקרא רוח כוכבים. זרימת חלקיקי השמש יכולה להיקרא גם רוח הכוכבים של השמש ולא תהיה כל טעות בכך.
ההיסטוריה של המושג
הרעיון המדעי של אדם על העולם עובר שינויים ללא הרף. תהליך הכחשת הדוגמות והמושגים הקודמים מאפשר לבחון מחדש את המציאות הקיימת.
במשך זמן רב, המדע שקל את הכתר הסטטי של כל כוכב. כלומר נראה כי כוח הכובד מאזן את כוח הלחץ של פיצוצים גרעיניים ותרמיים גרעיניים, ולא איפשר לשחרר זרימות של חומר אדום-חם מעצמו אל החלל שמסביב.
הגיאופיזיקאי והאסטרונום האנגלי סידני צ'פמן בתקופתו יצר ופיתח את התיאוריה ליציבות האטמוספירה הסולארית. ההשערה שלו חילקה את הקהילה האסטרופיזית. כל זה ימשיך לתקופתנו. עם זאת, נמצא אדם שהפריך באופן נחרץ ובלתי הפיך את דעותיו של המדען המפורסם.
שמו הוא יוג'ין ניומן פארקר. האסטרופיזיקאי האמריקני הטיח מכה במושג עמיתו האנגלי. עם התפתחויותיו החלוציות הוא הצליח להוכיח את בלתי הפיכות של יצוא החומר מהכתר. יתר על כן, עלתה עובדה סקרנית מאוד: ככל שמתרחקים מהשמש, מהירות רוח השמש עולה באופן משמעותי, מגיעה לערכים העל-קולייים, ואז יורדת והופכת ליציבה. אגב, גבולות תפוצתו טרם נקבעו ומחכים למגליםיהם.
המדידות שבוצעו בחללית הבין-פלנטרית הראשונה אישרו את המסקנות הנכונות של י. פרקר. מעט אחר כך גילו אסטרונומים רוחות כוכבים דומות במרחבים של מספר גלקסיות.
כיצד מופיעה רוח השמש?
הסיבה להופעתו של זרם המורכב מתערובת של חלקיקים טעונים באופן חיובי ושלילי היא הפלזמה המתגבשת ללא הפסקה בתוך השמש. זה נוצר כתוצאה מתגובות המתרחשות בלי סוף של איחוי תרמי גרעיני, ומחמם את מרכז הכוכב לכמה עשרות מיליוני מעלות צלזיוס. הגז המוננן המחומם בדרך זו פורץ במהירות מ"הנפח המצומצם "המותנה, ומתעופף הרבה מעבר לגבולות מערכת הכוכבים שלנו.
עובדה מעניינת: גבולות הנפח הזה נובעים מכוח הכובד הענק, "כאילו סתימת פיצוצים של פצצות מימן רבות בעלות נפח בלתי מוגבל", הנובעות מהגודל העצום של המאורות שלנו. והיא גדולה פי 109 מכדור הארץ. התוצאה של התהליך היא חימום הקורונה של השמש למיליון מעלות צלזיוס, בגלל סדרה של מיקרו-פיצוצים בפלזמה "חופש נמלט".
בספטמבר 2016 הצליחו מדענים אמריקאים המשתמשים במצפה הכוכבים של NASA לראשונה לאתר את התרחשות רוח השמש. על פי הצהרתם, מה שקורה זהה לשחרור מים: תחילה הנחל הולך בזרם אחד, אחר כך הוא מתפרק לחלקיקים נפרדים, ההופכים קטנים יותר וקטנים עד שנוצר "ענן" גזי.
חקר התופעה
שבע שנים לפני שי פארקר, האסטרונום המערבי-גרמני לודוויג בירמן, שבחן את מבנה זנבות השביט, הציע את קיומה של קרינה גופנית מהשמש, שכונתה כעת רוח השמש. זרם של חלקיקים טעונים, פורץ חורים אלמוניים (אזורים על פני הכוכב שלנו שלא מכוסים בשדה מגנטי), ממהר לחלל הפתוח.
המדידה הראשונה של הפרמטרים הטכניים של רוח השמש נעשתה בתחנה האוטומטית הבין-פלנטרית הסובייטית בשנת 1959.
שלוש שנים לאחר מכן ביצע הלוויין האמריקני "Mariner-2" חודשי מחקר על תופעת חלל ייחודית. מחקרים נוספים המשיכו על ידי התחנה הבינלאומית SOHO ומספר תוכניות ניהול לאומיות - נאס"א, ארה"ב. הפעילות המדעית בחקר רוח השמש הרחיבה את אופקיה משטח השמש עד קצה מערכת הכוכבים.
מהירות רוח סולארית
עניין מדעי ומעשי רב הוא המדידה, כמו גם לימוד חוקי התנועה של זרימת פלזמה מימן המהווה את בסיס רוח השמש.
במקור חלקיקים מיוננים של הליום, מימן, ברזל, סיליקון, גופרית ומספר יסודות כימיים אחרים נעים במהירות של 300-450 קמ"ש.
עובדה מעניינת: במהלך התלקחויות סולאריות או פליטות מסת מסתמים, מהירות הזרימה גדלה, עד 1200 קמ"ש! רוח השמש הופכת ל"הוריקן סולארי ", וגורמת לסט שלם של תופעות טבע ופיזיות ייחודיות.
בעתיד עולה מהירות הרוח הסולארית של הנחל ומגיעה 400 - 800 קמ"ש ליד כדור הארץ (כאן נגמר ההאצה). 1,500,000 קמ"ש (420 קמ"ש) באזור מאדים. במרחק של עד 10 מיליארד ק"מ ממקור הקרינה מהירות התנועה של חלקיקים טעונים סולאריים היא כ - 1,000,000 קמ"ש (280 קמ"ש). יתר על כן, בהשפעת המדיום הבין-כוכבי הוא נחלש.
הדינמיקה של רוח השמש מושפעת משני גורמים: הכוחות האטרקטיביים של השמש והלחץ בתוך הנחל. החישובים, שגובים במחקר מעשי (טיסות של הוויאג'ר האמריקני - 1, - 2 "ו"חלוץ - 10, - 11") הראו את קביעות המהירות של יצוא החלקיקים הטעונים מנוגדים שכבר מחוץ למסלול כדור הארץ שלנו.
סוגים של רוח סולרית
אופי הזרימה המיוננת של השמש מסודר ומחולק לשני סוגים:
- רגוע (איטי או מהיר);
- זועם.
רגוע - איטי
רוח סולארית איטית מתרחשת במעי הקו המשווה של האור שלנו, בתקופות של התפשטות תרמית של גזים מיוננים. התהליך הדינאמי מאיץ את הפלזמה הכלילית למהירויות העל-קוליות של כ -400 קמ"ש. במבנהו, נחל איטי צפוף ורחב יותר מזרם מהיר.
רגוע - מהיר
חורי העטרה הם עיר הולדתה של רוח סולארית מהירה. זרמי רוח זו יכולים לפוג במשך חודשים, "לתקוף" את כדור הארץ עם מחזוריות של השמש הנמשכת 27 יום.
זועם
הגורם לזרמים המופרעים הוא: ביטוי פליטת העטרה עצמה, כמו גם הופעתם של אתרי דחיסה במרחב הבין-פלנטרי לפני פליטות המסה הכלילית הקרובה או רוח שמש מהירה.
גל הלם בין פלנטרי
קדמה להופעת גל הלם קוסמי: "התקפה" של רוח סולארית מהירה על "אח איטי", התנגשות של זרם טעון של חלקיקי אלומת עם המגנטוספרה של כדור הארץ, פיצוץ סופרנובה, התנגשות גלקסיות.
עובדה מעניינתלפני חודש וחצי הופיעה הודעה כי נאס"א הצליחה למדוד את חוזק גל ההלם של רוח השמש. הצבה ברצף בחלל 4 מאובזרת במיוחד, מצוידת בציוד הדרוש, לוויינים רב-ממוניים; חוקרים אמריקאים פשוטו כמשמעו "תפסו" רגע של הצלחה מדעית. וכפולה: כתוצאה מהניסוי התקבלו נתונים ברמת הדיוק הגבוהה ביותר לגבי אופי הפרמטרים של תנועת חלקיקי השמש.
גל הלם הוא אזור התנגשות של מדיום (גז) המתנועע במהירות עם סוג כלשהו של מכשול (למשל: רוח השמש עם המגנטוספירה של כדור הארץ), ויוצר "חזית" של שינוי חד בפרמטרים הפיזיים של הזרימה הנכנסת (לחץ, צפיפות, טמפרטורה, רמת טעינת החלקיקים) ומספר אינדיקטורים אחרים).
התפשטות רוח סולארית בחלל
מתרחקת יותר מ"אביה "- השמש, הרוח נחלשת ועוברת במספר אזורי גבול. הראשון מהם מורחק מהכוכב במרחק 95 AU (AU - יחידה אסטרונומית השווה למרחק הממוצע מכדור הארץ לשמש המסתכם ב 149 598 100 ± 750 ק"מ).מה שמכונה "גבול גל ההלם". זה עליה בלימת רוח השמש ממהירויות קוליות.
לאחר שהטיסו עוד 40 AU, זורם לחלוטין זרימת החלקיקים המוננים תחת השפעת חומר בין-כוכבי. גבול העיכוב שנקבע על ידי תהליכים אסטרופיסיים נקרא הליופוזה. האזור המרחבי הגובל בהליופוזה נקרא הליוספרה. מידותיו אינן זהות:
- 73 א.או. מהצד הדרומי;
- 85 א.או. מהצד הצפוני.
נתונים אסטרופיזיים הושגו בזכות שיגור 2 חלליות אמריקאיות מסדרת וויאג'ר, שנועדו ללמוד את גבולות מערכת השמש. לאחרונה, Voyager 2 אישר את נתוני Voyager 1.
רוח שמש ואדמה
נחלים משתנים ללא הרף של רוח השמש עלולים להרוס בקלות את כל החיים על פני כדור הארץ. כדי להגן מפני "נשק אימתני" כזה יש "מגן אמין" בצורת מגנטוספרה. זוגיות העימות הזה משתנה למדי ולעתים קרובות גורמת לסערות גאומגנטיות. אין זה מפתיע שבשנת 1990 נעשה המונח "מזג אוויר חלל", המשקף בעיקר את המצב הנוכחי של השדה המגנטי של כדור הארץ.
היוצר של מדע ההליוביולוגיה, שחקר את השפעת המאורה שלנו על תפקודיהם החיוניים של אורגניזמים יבשתיים, היה המדען הסובייטי א 'ל. צ'יז'בסקי. בזכותו ומספר חוקרים אחרים ניתן היה להבהיר את דפוסי ההשפעה של ההבדלים בפעילות השמשית על גוף האדם, להגדיל ולהקטין את תפוקתם של צמחים מעובדים, ולהתרבות ולהקטין את אוכלוסיות הציפורים, הדגים ובעלי החיים.
המחזוריות של תקופות ההשפעה של השמש על כדור הארץ התגלתה ונחקרה. דיווחים קבועים על רמת הפעילות של הרקע הגיאומגנטי הפכו לדבר שבשגרה. לאנשים הסובלים ממחלות כרוניות יש את המידע הדרוש כדי ליטול את התרופות המתאימות בזמן. ייצור יבול וחיות מודרניים גם הוא "חמוש" בידע על מנת לנהל את פעילותו בצורה האופטימלית ביותר.
עובדה מעניינת: על פי תצפיותיו של נ 'ש ששרבינסקי, תדירות הגעת הארבה לשדות חופפת לקצב של 11 שנים של השמש.
המדע ממשיך וקורא לצעירים. כיום, כל אחד מהם יכול לקבל התמחות של הליוביולוג, לאחר שסיים את לימודיו במוסד השכלה גבוהה.
תופעות טבע הנגרמות על ידי רוח השמש
רוח השמש, שעפה סביב כדור הארץ, גורמת להרבה תופעות טבע. ביניהם: סערות מגנטיות, אוראורות, חגורות קרינה של כדור הארץ. לפני זמן לא רב התגלה דפוס בעלייה במספר הברקים מגידול בזרימת החלקיקים המונננים של הכוכב שלנו.
יש מספר תופעות גאופיזיות הנוצרות על ידי הרוח הסולארית. במקומות מסוימים תפוקת הרדון הגזי משטח כדור הארץ תגדל, מה שעלול להוביל לעלייה ברדיואקטיביות באטמוספרה. יש מתאם בין פעילות סולארית לעלייה במספר רעידות האדמה. סערה מגנטית משנה באופן משמעותי את השדה החשמלי על פני כדור הארץ ומוביל לקפיצות בלחץ אטמוספרי.
סכנת רוח סולארית
פליטות עוצמתיות מפני השטח של האור משבשות את התקשורת הרדיו, מפריעות להפעלת המחשבים, גורמות לתקלות ברשתות השירות ומייצרות זרמים חשמליים "מזיקים" במבני ומתקני מתכת.
האיומים של התקפות רוח סולאריות, שהובילו לבעיות רבות, יצרו את הצורך בתצפית ובחיזוי קפדני של סערות מגנטיות על כדור הארץ שלנו. שירותי מזג אוויר ברחבי העולם מצוידים בציוד הדרוש, ומסמנים כל העת את תנודות הרקע המגנטי של כדור הארץ. פותחה טכנולוגיה שמטרתה לזהות מוקדים עתידיים של פעילות סייסמית ולהזהיר את האוכלוסייה מפני סכנה קרובה.
עובדה מעניינת: קיימת השערה מדעית לגבי התרחשותם של מים על פני הירח עקב השפעת רוח השמש.איתור הנוזל מוליד תקווה ואופטימיות בסיכויים להתפתחות עתידית של "השכן" הקרוב ביותר לחלל.
סיכויים לשימוש ברוח השמש
לאור כל התכונות הקיימות של תופעה קוסמית כה ייחודית כמו רוח השמש, הופך להיות מעניין מאוד למצוא עבורו יישומים מעשיים.
החלוץ ביצירת מה שמכונה "מפרש חשמלי", "מפרש סולארי" (חללית הנעת בגלל האנרגיה של חלקיקים טעונים ברוח השמש) היה המדען הפיני - פקקה ג'הונן.
באביב 2013 שוגר הלוויין האסטוני ESTCube-1 המצויד במכשיר זה למסלול. לרוע המזל הניסיון לא הצליח, מכיוון שהמפרש לא יכול היה להיפתח.
ישנם פרויקטים מפתים אחרים: שימוש בזרמים של חומר כלילי להעברת מידע, או יצירת "יוסטוסטציות" במסלולי כוכבי הלכת לייצור אנרגיה חשמלית.
עתיד השמש שלנו
ניתוח מדעי נותן תחזית למשך 5 מיליארד שנים לקיומו של המאור שלנו. מאבד כל שנייה עד 600 מיליון טונות של מימן, הוא נידון להפוך תחילה לענק אדום, ואחר כך לגמד לבן. לאורך הדרך, לאחר שמיצתה את כל מאגרי האנרגיה שלה בצורה של מימן והליום. הדבר הכי לא נעים הוא שהשמש המתרחבת ללא הרף תמס את מרקורי, ונוס, ואולי גם את כדור הארץ. בכל מקרה, החיים על הפלנטה ייעלמו לחלוטין.
אז האנושות מחויבת לחשוב על עתידה ולארגן את ההתיישבות מחדש בעולמות אחרים מחוץ למערכת השמש שלנו. זה בלתי נמנע. מוחות גדולים: המדען הרוסי ציולקובסקי, האסטרופיזיקאי הבריטי סטיבן הוקינג, דיבר ישירות על כך. ירח, מאדים, סרס, פלוטו - רשימת המושבות הפוטנציאליות מתרחבת. אז: "תנו לרוח השמש לנשוב למפרשי חלליות הארצבים, מסתערים על עצום היקום!"