Wat is een zonnewind?

Elk moment straalt de zon de ruimte in met een stroom van geïoniseerde deeltjes die door de buitenste laag (de zonnecorona) wordt uitgestoten met een enorme snelheid van 1200 km / s. De eindeloze "wervelingen" omringen de aarde, doordringen de ruimte van het zonnestelsel en gaan zelfs ver over zijn grenzen heen. Alle sterren kunnen het uitzenden en in dit geval wordt het stellaire wind genoemd. De stroom van deeltjes van de zon kan ook de stellaire wind van de zon worden genoemd en hierin zal geen fout zijn.

De geschiedenis van het concept

Het wetenschappelijke idee van een persoon over de wereld verandert voortdurend. Het proces van het ontkennen van eerdere dogma's en concepten maakt het mogelijk om een ​​frisse kijk op de bestaande realiteit te krijgen.

Lange tijd beschouwde de wetenschap de statische kroon van elke ster. Dat wil zeggen dat de zwaartekracht als het ware de drukkracht van nucleaire en thermonucleaire explosies in evenwicht bracht en niet toestond dat de stromen van gloeiend hete materie uit zichzelf in de omringende ruimte vrijkwamen.

De Engelse geofysicus en astronoom Sidney Chapman creëerde en ontwikkelde in zijn tijd de theorie van de stabiliteit van de zonneatmosfeer. Zijn hypothese verdeelde de astrofysische gemeenschap. Dit alles zou tot in onze tijd voortduren. Er werd echter een man gevonden die resoluut en onherroepelijk de opvattingen van de beroemde wetenschapper weerlegde.

Zijn naam is Eugene Newman Parker. De Amerikaanse astrofysicus heeft het concept van zijn Engelse collega een verpletterende slag toegebracht. Met zijn baanbrekende ontwikkelingen kon hij de onomkeerbaarheid van de uitstroom van materie uit de kroon bewijzen. Bovendien kwam er een heel merkwaardig feit naar voren: als je van de zon weg beweegt, neemt de snelheid van de zonnewind aanzienlijk toe, bereikt supersonische waarden, neemt dan af en wordt stabiel. De grenzen van de verspreiding zijn trouwens nog niet bepaald en wachten op hun ontdekkers.

De metingen aan het eerste interplanetaire ruimtevaartuig bevestigden de juiste conclusies van Y. Parker. Even later ontdekten astronomen vergelijkbare sterrenwinden in de uitgestrektheid van een aantal sterrenstelsels.

Hoe verschijnt de zonnewind?

De reden voor het verschijnen van een stroom die bestaat uit een mengsel van positief en negatief geladen deeltjes is het constant in de zon gevormde plasma. Het ontstaat als gevolg van eindeloos optredende fusiereacties, waarbij het centrum van de ster tot enkele tientallen miljoenen graden Celsius wordt verwarmd. Het op deze manier opgewarmde geïoniseerde gas breekt snel uit het voorwaardelijke "beperkte volume" en vliegt ver buiten de grenzen van ons zonnestelsel.

Interessant feit: de limieten van dit volume zijn te wijten aan gigantische zwaartekrachten, "alsof ze de explosies van vele waterstofbommen met een onbeperkt volume verstoppen", die voortkomen uit de enorme omvang van ons licht. En het is 109 keer groter dan de aarde. Het resultaat van het proces is de verwarming van de corona van de zon tot een miljoen graden Celsius, als gevolg van een reeks micro-explosies van het plasma "ontsnapte vrijheid".

In september 2016 wisten Amerikaanse wetenschappers die voor het eerst NASA STEREO-observatoria gebruikten het proces van het optreden van de zonnewind te detecteren. Volgens hun verklaring is wat er gebeurt identiek aan het vrijkomen van water: eerst stroomt de stroom in één stroom, daarna splitst hij zich op in afzonderlijke deeltjes, die kleiner en kleiner worden totdat er een gasvormige "wolk" ontstaat.

Studie van het fenomeen

Zeven jaar voordat Yu Parker, de West-Duitse astronoom Ludwig Birman, de structuur van komeetstaarten bestudeerde, suggereerde het bestaan ​​van de corpusculaire straling van de zon, die nu de zonnewind wordt genoemd. Een stroom geladen deeltjes die door coronale gaten (gebieden op het oppervlak van onze ster die niet door een magnetisch veld worden bedekt) doorbreekt, stroomt de open ruimte in.

De eerste meting van de technische parameters van de zonnewind werd in 1959 gedaan op het Sovjet interplanetaire automatische station Luna-2.

Drie jaar later deed de Amerikaanse satelliet "Mariner-2" maandenlang onderzoek naar een uniek ruimteverschijnsel. Verdere studies werden voortgezet door het internationale station SOHO en een aantal nationale managementprogramma's - NASA, USA. Wetenschappelijke activiteit over de studie van de zonnewind heeft zijn horizon verbreed van het oppervlak van de zon tot de uiterste rand van het sterrenstelsel.

Zonne-windsnelheid

Van groot wetenschappelijk en praktisch belang is de meting, evenals de studie van de bewegingswetten van de stroom waterstofplasma, die de basis vormt van de zonnewind.
Oorspronkelijk geïoniseerde deeltjes helium, waterstof, ijzer, silicium, zwavel en een aantal andere chemische elementen bewegen met een snelheid van 300-450 km / s.

Interessant feit: tijdens zonnevlammen of coronale massa-ejecties neemt de snelheid van de stroming toe, tot wel 1200 km / s! De zonnewind verandert in een "zonnewind", die een hele reeks unieke natuurlijke en fysieke verschijnselen veroorzaakt.

In de toekomst neemt de zonnewindsnelheid van de stroom toe en bereikt deze 400 - 800 km / s nabij de aarde (dit is waar de versnelling eindigt). 1.500.000 km / h (420 km / s) in de regio Mars. Op een afstand van maximaal 10 miljard km van de stralingsbron is de bewegingssnelheid van met zonne-energie geladen deeltjes ongeveer - 1.000.000 km / h (280 km / s). Verder verzwakt het onder invloed van het interstellaire medium.

De dynamiek van de zonnewind wordt beïnvloed door twee factoren: de aantrekkingskracht van de zon en de druk in de beek. De berekeningen, ondersteund door praktisch onderzoek (vluchten van de American Voyager - 1, - 2 "en" Pioneer - 10, - 11 "), toonden de constantheid van de snelheid van de uitstroom van tegengesteld geladen deeltjes die zich al buiten de baan van onze planeet bevinden.

Soorten zonnewind

De aard van de geïoniseerde zonnestroom is geordend en is onderverdeeld in twee typen:

• kalm (langzaam of snel);
• verontwaardigd.

Rustig - langzaam

Langzame zonnewind treedt op in de ingewanden van de evenaar van ons licht, tijdens perioden van thermische uitzetting van geïoniseerde gassen. Het dynamische proces versnelt het coronale plasma tot supersonische snelheden van ongeveer 400 km / s. In zijn structuur is een langzame stroom dichter en breder dan een snelle.

Kalm - snel

Coronale gaten zijn de geboorteplaats van snelle zonnewind. De stroming van deze wind kan maandenlang verlopen, waardoor de aarde wordt "aangevallen" met een rotatieperiode van 27 dagen.

Woedend

De oorzaak van de verstoorde stromingen is: de manifestatie van de coronale ejectie zelf, evenals het verschijnen van compressielocaties in de interplanetaire ruimte vóór de komende coronale massa-ejecties of snelle zonnewind.

Interplanetaire schokgolf

Het verschijnen van een kosmische schokgolf wordt voorafgegaan door: "Aanval" van een snelle zonnewind op een "langzame broer", botsing van een geladen stroom van coronale deeltjes met de magnetosfeer van de aarde, explosie van een supernova, botsing van sterrenstelsels.

Interessant feit: anderhalve maand geleden verscheen er een bericht dat NASA de sterkte van de schokgolf van de zonnewind kon meten. Achtereenvolgens plaatsen in speciaal uitgeruste ruimte 4, uitgerust met de benodigde apparatuur, multischaalsatellieten; Amerikaanse onderzoekers 'grepen' letterlijk een moment van wetenschappelijk succes. En dubbel: als resultaat van het experiment werden gegevens verkregen met de hoogste nauwkeurigheid over de aard en parameters van de beweging van zonnedeeltjes.

Een schokgolf is een botsingsgebied van een snel bewegend medium (gas) met een soort obstakel (bijvoorbeeld: de zonnewind met de aardmagnetosfeer), waardoor een 'front' ontstaat van een scherpe verandering in de fysieke parameters van de inkomende stroom (druk, dichtheid, temperatuur, deeltjesladingsniveau) en een aantal andere indicatoren).

Voortplanting van zonnewind in de ruimte

Verder weg van zijn 'stamvader' - de zon - verzwakt de wind en passeert verschillende grensgebieden. De eerste wordt verwijderd van de ster op een afstand van 95 AU (AU - een astronomische eenheid die gelijk is aan de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon en 149 598 100 ± 750 km bedraagt).De zogenaamde "schokgolfgrens". Het ligt aan haar remmen van de zonnewind van supersonische snelheden.

Na nog eens 40 AU te hebben gevlogen, wordt de stroom van geïoniseerde deeltjes onder invloed van interstellaire materie volledig geremd. De grens van remming bepaald door astrofysische processen wordt heliopauze genoemd. Het door heliopauze begrensde ruimtelijke gebied wordt de heliosfeer genoemd. De afmetingen zijn niet hetzelfde:

• 73 a.u. vanaf de zuidkant;
• 85 a.u. vanaf de noordkant.

Astrofysische gegevens werden verkregen door de lancering van 2 Amerikaanse ruimtevaartuigen uit de Voyager-serie, ontworpen om de grenzen van het zonnestelsel te bestuderen. Meer recentelijk bevestigde Voyager 2 Voyager 1-gegevens.

Zonnewind en aarde

Voortdurend veranderende stromen van de zonnewind kunnen al het leven op het aardoppervlak gemakkelijk vernietigen. Ter bescherming tegen zo'n 'formidabel wapen' is er een 'betrouwbaar schild' in de vorm van een magnetosfeer. De pariteit van deze confrontatie is nogal variabel en veroorzaakt vaak geomagnetische stormen. Het is niet verrassend dat in 1990 de term 'ruimteweer', die voornamelijk de huidige toestand van het magnetische veld van de aarde weerspiegelt, relevant werd.

De schepper van de wetenschap van de heliobiologie, die het effect van onze lamp op de vitale functies van terrestrische organismen bestudeerde, was de Sovjetwetenschapper A. L. Chizhevsky. Dankzij hem en een aantal andere onderzoekers was het mogelijk de patronen van de invloed van de verschillen in zonneactiviteit op het menselijk lichaam op te helderen, de opbrengst van gecultiveerde planten te vergroten en te verkleinen en de populaties vogels, vissen en dieren te vermenigvuldigen en te verminderen.

De cycliciteit van de perioden van de inslag van de zon op de aarde werd ontdekt en bestudeerd. Regelmatige rapporten over het activiteitenniveau van de geomagnetische achtergrond zijn gemeengoed geworden. Mensen met chronische ziekten beschikken over de nodige informatie om tijdig de juiste medicatie in te nemen. Ook de moderne productie van gewassen en vee is 'gewapend' met kennis om haar activiteiten optimaal te kunnen uitvoeren.
Interessant feit: volgens de waarnemingen van N. S. Shcherbinsky valt de frequentie van aankomst van sprinkhanen in de velden samen met het 11-jarige ritme van de zon.

De wetenschap gaat door en roept de jongeren op. Tegenwoordig kunnen ze allemaal de specialiteit van een heliobioloog ontvangen, afgestudeerd aan een gespecialiseerde instelling voor hoger onderwijs.

Natuurlijke verschijnselen veroorzaakt door de zonnewind

De zonnewind die rond de aarde vliegt, veroorzaakt veel natuurlijke verschijnselen. Onder hen: magnetische stormen, aurora's, stralingsgordels van de planeet. Nog niet zo lang geleden werd een patroon onthuld in de toename van het aantal bliksemschichten als gevolg van een toename van de stroom geïoniseerde deeltjes van onze ster.

Er ontstaan ​​een aantal geofysische verschijnselen door de zonnewind. Op een aantal plaatsen zal de output van gasvormig radon vanaf het aardoppervlak toenemen, wat kan leiden tot een toename van radioactiviteit in de atmosfeer. Er is een verband tussen zonneactiviteit en een toename van het aantal aardbevingen. Een magnetische storm verandert het elektrische veld op het aardoppervlak aanzienlijk en leidt tot sprongen in de atmosferische druk.

Gevaar voor zonnewind

Krachtige emissies van het oppervlak van de lamp verstoren radiocommunicatie, verstoren de werking van computers, veroorzaken storingen in nutsnetwerken en genereren "schadelijke" elektrische stromen in metalen constructies en apparaten.

De dreigingen van zonnewindaanvallen, die tot veel problemen leidden, leidden tot de noodzaak van zorgvuldige observatie en voorspelling van magnetische stormen op onze planeet. Weerdiensten over de hele wereld zijn uitgerust met de benodigde apparatuur en signaleren constant de schommelingen van de magnetische achtergrond van de aarde. Er is een technologie ontwikkeld om toekomstige brandpunten van seismische activiteit te identificeren en de bevolking te waarschuwen voor dreigend gevaar.

Interessant feit: Er is een wetenschappelijke hypothese van het voorkomen van water op het maanoppervlak als gevolg van de invloed van de zonnewind.Detectie van de vloeistof geeft hoop en optimisme in de vooruitzichten voor de toekomstige ontwikkeling van de dichtstbijzijnde ruimte "buurman".

Vooruitzichten voor het gebruik van de zonnewind

In het licht van alle bestaande kenmerken van zo'n uniek kosmisch fenomeen als de zonnewind, wordt het erg interessant om er een praktische toepassing voor te vinden.
De Finse wetenschapper - Pekka Jahunen - was de pionier van het creëren van het zogenaamde "elektrische zeil", "zonnezeil" (een ruimtevaartuig dat beweegt vanwege de energie van geladen deeltjes van de zonnewind).

In het voorjaar van 2013 werd de Estse satelliet ESTCube-1, uitgerust met dit apparaat, in een baan om de aarde gebracht. Helaas is de poging mislukt, omdat het zeil niet kon worden geopend.

Er zijn nog andere verleidelijke projecten: het gebruik van stromen coronale materie om informatie over te brengen, of het creëren van 'ionostations' in de banen van de planeten om elektrische energie op te wekken.

De toekomst van onze zon

Wetenschappelijke analyse geeft een voorspelling voor 5 miljard jaar van het bestaan ​​van onze lamp. Het verliest elke seconde tot 600 miljoen ton waterstof en is gedoemd om eerst een rode reus te worden en vervolgens een witte dwerg. Onderweg zijn al zijn energiereserves uitgeput in de vorm van waterstof en helium. Het meest onaangename is dat de constant uitdijende zon Mercurius, Venus en mogelijk de aarde zal doen smelten. Het leven op de planeet zal in ieder geval volledig verdwijnen.

De mensheid is dus verplicht na te denken over haar toekomst en de hervestiging naar andere werelden buiten ons zonnestelsel te organiseren. Dit is onvermijdelijk. Grote koppen: de Russische wetenschapper Tsiolkovsky, de Britse astrofysicus Stephen Hawking, sprak hier rechtstreeks over. Maan, Mars, Ceres, Pluto - de lijst met potentiële kolonies breidt zich uit. Dus: "Laat de zonnewind in de zeilen van de ruimteschepen van aardbewoners blazen en de uitgestrektheid van het universum bestormen!"