Apa itu angin matahari?
Setiap saat, Matahari memancarkan ke angkasa aliran partikel terionisasi yang dipancarkan oleh lapisan luar (korona surya) dengan kecepatan luar biasa mencapai 1.200 km / detik. "Angin puyuh" yang tak berujung mengelilingi Bumi, menembus ruang tata surya, dan bahkan jauh melampaui itu. Semua bintang dapat memancarkannya, dan dalam hal ini disebut angin bintang. Aliran partikel Matahari juga bisa disebut angin bintang Matahari dan tidak akan ada kesalahan dalam hal ini.
Sejarah konsep
Pemahaman ilmiah seseorang tentang dunia terus mengalami perubahan. Proses menyangkal dogma-dogma dan konsep-konsep sebelumnya memungkinkan untuk melihat secara segar realitas yang ada.
Untuk waktu yang lama, sains dianggap sebagai mahkota statis bintang mana pun. Yaitu, gaya gravitasi, seakan-akan, menyeimbangkan gaya tekanan dari ledakan nuklir dan termonuklir, dan tidak membiarkan aliran materi panas-panas dilepaskan dari dirinya sendiri ke ruang sekitarnya.
Ahli geofisika dan astronom Inggris Sidney Chapman pada masanya menciptakan dan mengembangkan teori stabilitas atmosfer matahari. Hipotesisnya membagi komunitas astrofisika. Semua ini akan berlanjut ke zaman kita. Namun, seorang pria ditemukan yang dengan tegas dan tidak dapat ditarik kembali menyangkal pandangan ilmuwan terkenal itu.
Namanya adalah Eugene Newman Parker. Ahli astrofisika Amerika memberikan pukulan telak terhadap konsep kolega Inggrisnya. Dengan perkembangan kepeloporannya, ia mampu membuktikan bahwa materi tidak dapat dibalikkan dari mahkota. Selain itu, fakta yang sangat aneh muncul: ketika Anda menjauh dari Matahari, kecepatan angin matahari meningkat secara signifikan, mencapai nilai-nilai supersonik, kemudian menurun dan menjadi stabil. By the way, batas-batas distribusinya belum ditentukan dan sedang menunggu penemu mereka.
Pengukuran yang dilakukan pada pesawat antariksa antarplanet pertama mengkonfirmasi kesimpulan yang benar dari Y. Parker. Beberapa saat kemudian, para astronom menemukan angin bintang serupa di luasnya sejumlah galaksi.
Bagaimana angin matahari muncul?
Alasan munculnya aliran yang terdiri dari campuran partikel bermuatan positif dan negatif adalah plasma terus-menerus terbentuk di dalam Matahari. Ini muncul sebagai hasil dari reaksi terus menerus dari fusi termonuklir, memanaskan pusat bintang hingga beberapa puluh juta derajat Celcius. Gas terionisasi yang dipanaskan dengan cara ini dengan cepat keluar dari "volume terbatas" yang kondisional, terbang jauh melampaui batas-batas sistem bintang kita.
Fakta yang menarik: batas volume ini adalah karena gaya gravitasi raksasa, "seolah-olah menyumbat ledakan banyak bom hidrogen dengan volume tak terbatas", yang timbul dari ukuran luar biasa dari termasyhur kita. Dan itu 109 kali lebih besar dari Bumi. Hasil dari proses ini adalah pemanasan korona matahari hingga satu juta derajat Celcius, karena serangkaian ledakan mikro plasma yang “pecah”.
Pada September 2016, ilmuwan Amerika menggunakan observatorium NASA STEREO untuk pertama kalinya berhasil mendeteksi proses terjadinya angin matahari. Menurut pernyataan mereka, apa yang terjadi identik dengan pelepasan air: pertama, arus mengalir dalam satu aliran, kemudian memecah menjadi partikel yang terpisah, yang menjadi lebih kecil dan lebih kecil hingga terbentuk "awan" gas.
Studi tentang fenomena tersebut
Tujuh tahun sebelum Yu, Parker, astronom Jerman Barat Ludwig Birman, yang mempelajari struktur ekor komet, menyarankan keberadaan radiasi sel-sel dari Matahari, yang sekarang disebut angin matahari. Aliran partikel bermuatan, menerobos lubang koronal (daerah di permukaan bintang kita yang tidak tercakup oleh medan magnet), bergegas ke ruang terbuka.
Pengukuran pertama parameter teknis angin matahari dilakukan di stasiun otomatis antarplanet Soviet Luna-2 pada tahun 1959.
Tiga tahun kemudian, satelit Amerika "Mariner-2" melakukan penelitian berbulan-bulan tentang fenomena ruang angkasa yang unik. Studi lebih lanjut dilanjutkan oleh stasiun internasional SOHO dan sejumlah program manajemen nasional - NASA, AS. Aktivitas ilmiah pada studi tentang angin matahari telah memperluas cakrawala dari permukaan Matahari ke tepi sistem bintang.
Kecepatan angin matahari
Yang sangat menarik secara ilmiah dan praktis adalah pengukuran, serta studi tentang hukum-hukum gerak aliran plasma hidrogen, yang membentuk dasar angin matahari.
Semula Partikel terionisasi helium, hidrogen, besi, silikon, sulfur dan sejumlah elemen kimia lainnya bergerak dengan kecepatan 300-450 km / s.
Fakta yang menarik: selama nyala matahari atau ejeksi massa koronal, kecepatan aliran meningkat, hingga 1200 km / s! Angin matahari berubah menjadi "badai matahari", menyebabkan serangkaian fenomena alam dan fisik yang unik.
Di masa depan, kecepatan angin matahari dari aliran itu meningkat, mencapai 400 - 800 km / s dekat Bumi (Di sinilah akselerasi berakhir). 1.500.000 km / jam (420 km / s) di wilayah Mars. Pada jarak hingga 10 miliar km dari sumber radiasi, kecepatan pergerakan partikel bermuatan matahari sekitar - 1.000.000 km / jam (280 km / s). Selanjutnya, di bawah pengaruh medium antarbintang, ia melemah.
Dinamika angin matahari dipengaruhi oleh dua faktor: daya tarik matahari yang menarik dan tekanan di dalam aliran. Perhitungan, yang didukung oleh penelitian praktis (penerbangan dari American Voyager - 1, - 2 "dan" Pioneer - 10, - 11 ") menunjukkan keteguhan kecepatan aliran partikel bermuatan berlawanan yang sudah berada di luar orbit planet kita.
Jenis Angin Matahari
Sifat aliran terionisasi matahari diatur dan dibagi menjadi dua jenis:
- tenang (lambat atau cepat);
- marah.
Tenang - Lambat
Angin matahari yang lambat terjadi di perut khatulistiwa, selama periode ekspansi termal dari gas terionisasi. Proses dinamis mempercepat plasma koronal ke kecepatan supersonik sekitar 400 km / s. Dalam strukturnya, aliran lambat lebih padat dan lebih lebar daripada aliran cepat.
Tenang - Cepat
Lubang koral adalah tempat kelahiran angin matahari cepat. Aliran angin ini dapat berakhir selama berbulan-bulan, "menyerang" Bumi dengan periodisitas rotasi Matahari yang berlangsung 27 hari.
Marah
Penyebab aliran terganggu adalah: manifestasi dari pengeluaran koronal itu sendiri, serta penampilan situs kompresi di ruang antarplanet sebelum pengeluaran massa koronal yang akan datang atau angin matahari cepat.
Gelombang kejut antarplanet
Munculnya gelombang kejut kosmik diawali dengan: "Serangan" angin matahari yang cepat pada "saudara lambat", Tabrakan aliran partikel koronal yang bermuatan dengan magnetosfer Bumi, ledakan supernova, tabrakan galaksi.
Fakta yang menarik: satu setengah bulan yang lalu, sebuah pesan muncul bahwa NASA dapat mengukur kekuatan gelombang kejut angin matahari. Secara berurutan menempatkan di ruang 4 yang dilengkapi secara khusus, dilengkapi dengan peralatan yang diperlukan, satelit berskala banyak; Peneliti Amerika benar-benar "menangkap" momen kesuksesan ilmiah. Dan ganda: sebagai hasil percobaan, data akurasi tertinggi pada sifat dan parameter gerakan partikel surya diperoleh.
Gelombang kejut adalah daerah tumbukan medium yang bergerak cepat (gas) dengan beberapa jenis penghalang (misalnya: angin matahari dengan magnetosfer Bumi), yang menghasilkan "bagian depan" dari perubahan tajam dalam parameter fisik dari aliran yang masuk (tekanan, kepadatan, suhu, tingkat pengisian partikel) dan sejumlah indikator lainnya).
Perambatan angin matahari di ruang angkasa
Bergerak lebih jauh dari "leluhurnya" - Matahari, angin melemah dan melewati beberapa daerah perbatasan. Yang pertama dihapus dari bintang pada jarak 95 AU (AU - unit astronomi sama dengan jarak rata-rata dari Bumi ke Matahari dan sebesar 149.598 100 ± 750 km).Yang disebut "batas gelombang kejut". Itu pada dirinya pengereman angin matahari dari kecepatan supersonik.
Setelah menerbangkan 40 AU lainnya, aliran partikel terionisasi di bawah pengaruh materi antarbintang sepenuhnya terhambat. Batas penghambatan yang ditentukan oleh proses astrofisika disebut heliopause. Wilayah spasial yang dibatasi oleh heliopause disebut heliosphere. Dimensinya tidak sama:
- 73 a.u. dari sisi selatan;
- 85 a.u. dari sisi utara.
Data astrofisika diperoleh karena peluncuran 2 pesawat ruang angkasa Amerika dari seri Voyager, yang dirancang untuk mempelajari batas-batas tata surya. Baru-baru ini, Voyager 2 mengonfirmasi data Voyager 1.
Angin matahari dan bumi
Secara konstan mengubah aliran angin matahari dapat dengan mudah menghancurkan semua kehidupan di permukaan bumi. Untuk melindungi dari "senjata yang hebat" seperti itu ada "perisai yang dapat diandalkan" dalam bentuk magnetosfer. Paritas konfrontasi ini cukup bervariasi dan sering menyebabkan badai geomagnetik. Tidak mengherankan, pada tahun 1990, istilah "cuaca antariksa", yang terutama mencerminkan keadaan medan magnet Bumi saat ini, menjadi relevan.
Pencipta ilmu heliobiologi, mempelajari efek dari termasyhur kita pada fungsi vital organisme darat, adalah ilmuwan Soviet A. L. Chizhevsky. Berkat dia dan sejumlah peneliti lain, dimungkinkan untuk menjelaskan pola-pola pengaruh perbedaan aktivitas matahari pada tubuh manusia, meningkatkan dan mengurangi hasil tanaman yang dibudidayakan, dan memperbanyak dan mengurangi populasi burung, ikan, dan hewan.
Siklus dari periode dampak Matahari di Bumi ditemukan dan dipelajari. Laporan berkala tentang tingkat aktivitas latar geomagnetik telah menjadi hal biasa. Orang yang menderita penyakit kronis memiliki informasi yang diperlukan untuk minum obat yang tepat pada waktunya. Produksi tanaman dan ternak modern juga "dipersenjatai" dengan pengetahuan untuk melakukan aktivitasnya secara optimal.
Fakta menarik: Menurut pengamatan N. S. Shcherbinsky, frekuensi kedatangan belalang di ladang bertepatan dengan irama 11 tahun Matahari.
Ilmu pengetahuan maju dan panggilan untuk yang muda. Hari ini, masing-masing dari mereka dapat menerima spesialisasi ahli heliobiologi, setelah lulus dari lembaga pendidikan tinggi khusus.
Fenomena alam yang disebabkan oleh angin matahari
Angin matahari, yang terbang di sekitar Bumi, menyebabkan banyak fenomena alam. Diantaranya: badai magnetik, aurora, sabuk radiasi planet ini. Belum lama ini, sebuah pola terungkap dalam peningkatan jumlah kilat dari peningkatan aliran partikel terionisasi bintang kita.
Ada sejumlah fenomena geofisika yang ditimbulkan oleh angin matahari. Di sejumlah tempat, output radon gas dari permukaan bumi akan meningkat, yang dapat menyebabkan peningkatan radioaktivitas di atmosfer. Ada korelasi antara aktivitas matahari dan peningkatan jumlah gempa bumi. Badai magnetik secara signifikan mengubah medan listrik di permukaan bumi dan menyebabkan lompatan dalam tekanan atmosfer.
Bahaya angin matahari
Emisi yang kuat dari permukaan komunikasi radio termasyhur mengganggu, mengganggu pengoperasian komputer, menyebabkan kegagalan fungsi dalam jaringan utilitas, dan menghasilkan arus listrik "berbahaya" dalam struktur dan perangkat logam.
Ancaman serangan angin matahari, yang menyebabkan banyak masalah, menciptakan kebutuhan untuk pengamatan yang cermat dan prediksi badai magnet di planet kita. Layanan cuaca di seluruh dunia dilengkapi dengan peralatan yang diperlukan, dan secara konstan memberi sinyal fluktuasi dari latar belakang magnetik Bumi. Sebuah teknologi telah dikembangkan untuk mengidentifikasi fokus kegiatan seismik di masa depan dan untuk memperingatkan populasi bahaya yang akan terjadi.
Fakta yang menarik: Ada hipotesis ilmiah tentang terjadinya air di permukaan bulan karena pengaruh angin matahari.Deteksi cairan menimbulkan harapan dan optimisme dalam prospek untuk pengembangan masa depan "tetangga" ruang terdekat.
Prospek untuk Menggunakan Angin Matahari
Dalam terang semua fitur yang ada dari fenomena kosmik yang unik seperti angin matahari, menjadi sangat menarik untuk menemukan aplikasi praktis untuk itu.
Pelopor menciptakan apa yang disebut "layar listrik", "layar matahari" (pesawat ruang angkasa bergerak karena energi partikel angin yang bermuatan angin) adalah ilmuwan Finlandia - Pekka Jahunen.
Pada musim semi 2013, satelit Estonia ESTCube-1 yang dilengkapi dengan perangkat ini diluncurkan ke orbit. Sayangnya, upaya itu tidak berhasil, karena layar tidak bisa dibuka.
Ada proyek-proyek lain yang menggoda: penggunaan aliran materi koronal untuk mengirimkan informasi, atau penciptaan "ionisasi" di orbit planet-planet untuk menghasilkan energi listrik.
Masa depan matahari kita
Analisis ilmiah memberikan perkiraan selama 5 miliar tahun tentang keberadaan tubuh kita. Kehilangan setiap detik hingga 600 juta ton hidrogen, itu ditakdirkan untuk menjadi yang pertama raksasa merah, dan kemudian kerdil putih. Sepanjang jalan, habis semua cadangan energinya dalam bentuk hidrogen dan helium. Hal yang paling tidak menyenangkan adalah bahwa Matahari yang terus mengembang akan mencairkan Merkurius, Venus, dan mungkin Bumi. Bagaimanapun, kehidupan di planet ini akan sepenuhnya hilang.
Jadi, umat manusia berkewajiban untuk memikirkan masa depannya dan mengatur pemukiman kembali ke dunia lain di luar tata surya kita. Itu tidak bisa dihindari. Pemikir hebat: Ilmuwan Rusia Tsiolkovsky, ahli astrofisika Inggris Stephen Hawking, berbicara langsung tentang ini. Bulan, Mars, Ceres, Pluto - daftar koloni potensial berkembang. Jadi: "Biarkan angin matahari bertiup ke layar pesawat ruang angkasa penduduk bumi, menyerbu luasnya alam semesta!"
