מהי רוח סולארית?

Send

זהו מושג אמן של השדה המגנטי הגלובלי של כדור הארץ, עם הלם הקשת. כדור הארץ נמצא באמצע התמונה, מוקף בשדה המגנטי שלו, המיוצג על ידי קווים סגולים. הלם החרטום הוא הסהר הכחול מימין. חלקיקים אנרגטיים רבים ברוח השמש, המיוצגים בזהב, מוסחים על ידי ה"מגן "המגנטי של כדור הארץ.

(תמונה: © וולט פיימר (HTSI) / נאס"א / מרכז טיסת החלל גודארד החלל)

רוח השמש מזרימה פלזמה וחלקיקים מהשמש אל החלל. למרות שהרוח היא קבועה, התכונות שלה אינן. מה גורם לזרם זה וכיצד הוא משפיע על כדור הארץ?

כוכב סוער

הקורונה, השכבה החיצונית של השמש, מגיעה לטמפרטורות של עד 2 מיליון מעלות פרנהייט (1.1 מיליון מעלות צלזיוס). ברמה זו, כוח הכבידה של השמש אינו יכול להיאחז בחלקיקים הנעים במהירות, והם זורמים מהכוכב.

פעילות השמש עוברת במהלך המחזור שלה בן 11 שנים, כאשר מספרים של כתמי שמש, רמות קרינה וחומר שפולט משתנים עם הזמן. שינויים אלה משפיעים על תכונות רוח השמש, כולל השדה המגנטי, המהירות, הטמפרטורה והצפיפות שלה. הרוח משתנה גם על סמך מאיפה השמש היא מגיעה וכמה מהר החלק הזה מסתובב.

מהירות הרוח הסולארית גבוהה יותר על חורים אלמוניים, ומגיעה למהירויות של עד 800 מיילים לשנייה. הטמפרטורה והצפיפות על פני חורים אלמוניים נמוכים, והשדה המגנטי חלש, ולכן קווי השדה פתוחים לחלל. חורים אלה מתרחשים בקטבים ובקווי הרוחב הנמוכים, ומגיעים לגדולים ביותר שלהם כאשר הפעילות בשמש היא במינימום. הטמפרטורות ברוח המהירה יכולות להגיע עד מיליון מ 'F (800,000 צלזיוס).

בחגורת הנחל העטרה סביב קו המשווה, רוח השמש נעה לאט יותר, בסביבות 300 מיילים לשנייה. הטמפרטורות ברוח האטית מגיעות עד 2.9 מיליון פרנהייט (1.6 מיליון צלזיוס).

השמש והאווירה שלה מורכבים מפלזמה, תערובת של חלקיקים טעונים באופן חיובי ושלילי בטמפרטורות גבוהות במיוחד. אך ככל שהחומר עוזב את השמש, הנישא על ידי רוח סולארית, הוא הופך להיות דמוי יותר גז.

בהמשך הצהירה קרייג דה פורסט, פיזיקאי סולרי במכון המחקר Southwest (SwRI) בבולדר, קולורדו, "ככל שאתה מתרחק מהשמש, חוזק השדה המגנטי צונח מהר יותר מאשר לחץ החומר. "בסופו של דבר, החומר מתחיל לפעול יותר כמו גז ופחות כמו פלזמה מובנית מגנטית."

משפיע על כדור הארץ

כאשר הרוח עוברת מהשמש, היא נושאת חלקיקים טעונים ועננים מגנטיים. חלק מהרוח הסולארית הנפלטת לכל הכיוונים מנצחת ללא הרף את כדור הארץ שלנו, עם השפעות מעניינות.

אם החומר שנשא על ידי רוח השמש הגיע לפני השטח של כוכב לכת, הקרינה שלו תגרום נזק קשה לכל חיים שעלולים להתקיים. השדה המגנטי של כדור הארץ משמש כמגן, ומפנה מחדש את החומר סביב כדור הארץ כך שהוא יזרום מעבר לו. כוח הרוח מותח את השדה המגנטי כך שהוא מועך פנימה בצד השמש ומתוח בצד הלילה.

לפעמים השמש פולטת פרצי פלזמה גדולים המכונים פליטות מסת מסתמים (CME) או סופות שמש. נפוץ יותר בתקופה הפעילה של המחזור המכונה מקסימום השמש, ל- CME יש השפעה חזקה יותר מרוח השמש הסטנדרטית. [תמונות: תמונות מדהימות של התלקחות סולארית וסופות שמש]

"פליטות סולאריות הן הנהגים החזקים ביותר של חיבור בין כדור הארץ-שמש", אומרת נאס"א באתר האינטרנט שלה למצפה היחסים הארצי-שמש (STEREO). "למרות חשיבותם, מדענים אינם מבינים במלואם את מקורם והתפתחותם של CMEs, וגם לא את המבנה שלהם או את היקפו במרחב הבין-פלנטרי." משימת STEREO מקווה לשנות זאת.

כאשר רוח השמש נושאת CME ופרצי קרינה חזקים אחרים לשדה המגנטי של כוכב הלכת, היא יכולה לגרום לשדה המגנטי בצד האחורי ללחוץ זה לזה, תהליך המכונה חיבור מגנטי מחדש. חלקיקים טעונים ואז זורמים חזרה לעבר הקטבים המגנטיים של כדור הארץ, וגורמים לתצוגות יפות המכונות האורורה בוריאליסין באטמוספירה העליונה. [תמונות: אורורות מדהימות משנת 2012]

למרות שגופים מסוימים מוגנים על ידי שדה מגנטי, אחרים חסרים את ההגנה עליהם. לירח של כדור הארץ אין שום דבר שמגן עליו, אז לוקח את כל הטרחה. למרקורי, הכוכב הקרוב ביותר, יש שדה מגנטי המגן עליו מפני הרוח הרגילה הרגילה, אך הוא לוקח את מלוא העוצמה של התפרצויות חזקות יותר כמו CMEs.

כאשר הזרמים המהירים והנמוכים מתקשרים זה עם זה, הם יוצרים אזורים צפופים המכונים אזורי אינטראקציה משותפים המסתובבים (CIR) המפעילים סערות גאומגנטיות כאשר הם מתקשרים עם האטמוספרה של כדור הארץ.

רוח השמש והחלקיקים הטעונים שהיא נושאת יכולים להשפיע על לווייני כדור הארץ ומערכות המיקום הגלובלי (GPS). התפרצויות עוצמתיות עלולות לפגוע בלוויינים, או יכולות לדחוף את אותות ה- GPS לכבות בעשרות מטרים.

רוח השמש מפרקת את כל כוכבי הלכת במערכת השמש. משימת האופק החדשה של נאס"א המשיכה לאתר אותה בזמן שנסעה בין אורנוס לפלוטו.

בהודעה הצהירה הת'ר אליוט, מדענית חלל ב- SwRI בסן אנטוניו, טקסס, "מהירות וצפיפות ממוצעים יחד כשרוח השמש מתרחקת". "אבל הרוח עדיין מחוממת על ידי דחיסה בזמן שהיא נעה, כך שתוכל לראות עדויות לתבנית הסיבוב של השמש בטמפרטורה אפילו במערכת השמש החיצונית.

לומד את רוח השמש

ידענו על רוח השמש מאז שנות החמישים, אך למרות השפעותיה הנרחבות על כדור הארץ ועל האסטרונאוטים, מדענים עדיין לא יודעים כיצד הוא מתפתח. כמה משימות בעשורים האחרונים ביקשו להסביר את התעלומה הזו.

משימת יוליסס של נאס"א, שהושקה ב- 6 באוקטובר 1990, בחנה את השמש בקווי רוחב שונים. היא מדדה את המאפיינים השונים של רוח השמש במהלך למעלה מתריסר שנים.

הלוויין Advanced Composition Explorer (ACE) מקיף מסלול באחת מהנקודות המיוחדות בין כדור הארץ לשמש המכונה נקודת לגראנז '. באזור זה כוח הכבידה מהשמש ומהכוכב הלכת מושך באופן שווה, ושומר על הלוויין במסלול יציב. ACE, שהושק בשנת 1997, מודד את רוח השמש ומספק מדידות בזמן אמת של הזרימה הקבועה של החלקיקים.

החללית התאומה של נאס"א, STEREO-A ו- STEREO-B, בוחנות את שפת השמש בכדי לראות כיצד נולדת רוח השמש. על פי נאס"א, STEREO, שהושק באוקטובר 2006, סיפק "מבט ייחודי ומהפכני של מערכת כדור הארץ.

משימה חדשה מקווה להאיר אור על השמש ורוח השמש שלה. פארקר סולארי פרוב של נאס"א, שתוכנן להשיק בקיץ 2018, נועד "לגעת בשמש." לאחר מספר שנים של מסלול הדוק בין הכוכב, החללית תטבול לראשונה בקורונה, תוך שימוש בשילוב של הדמיה ומדידות כדי לחולל מהפכה בהבנת הקורונה ולהגברת ההבנה של מקור והתפתחות רוח השמש.

בהודעת החוקרים, מדען הפרויקט של פרקר סולארי פרוב, ניקולה פוקס, ממעבדת הפיזיקה היישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס. "זו חללית עמוסה בפריצות דרך טכנולוגיות שיפתרו רבים מהתעלומות הגדולות ביותר סביב הכוכב שלנו, כולל לגלות מדוע קורונה של השמש כל כך לוהטת יותר משטחה."

משאבים נוספים