زمن انتقال الرياح الشمسية إلى الأرض. ما هي الرياح الشمسية وكيف تنشأ؟ هل يمكن للإنسان أن يشعر بالرياح الشمسية؟

يمكن أن تصل إلى قيم تصل إلى 1.1 مليون درجة مئوية. لذلك، مع وجود درجة الحرارة هذه، تتحرك الجزيئات بسرعة كبيرة. ولا تستطيع جاذبية الشمس أن تمسكهم، فيتركون النجم.

يختلف نشاط الشمس خلال دورة مدتها 11 عامًا. وفي الوقت نفسه، يتغير عدد البقع الشمسية ومستويات الإشعاع وكتلة المواد المقذوفة إلى الفضاء. وتؤثر هذه التغييرات على خصائص الرياح الشمسية - مجالها المغناطيسي وسرعتها ودرجة حرارتها وكثافتها. لهذا الرياح المشمسةقد يكون لها خصائص مختلفة. أنها تعتمد على المكان الذي يقع فيه مصدره بالضبط على الشمس. وتعتمد أيضًا على مدى سرعة دوران هذه المنطقة.

وسرعة الرياح الشمسية أعلى من سرعة حركة مادة الثقوب الإكليلية. وتصل سرعتها إلى 800 كيلومتر في الثانية. وتظهر هذه الثقوب عند قطبي الشمس وفي دوائر عرضها المنخفضة. تصبح أكبر حجمًا خلال الفترات التي يكون فيها النشاط الشمسي في حده الأدنى. يمكن أن تصل درجات حرارة المواد التي تحملها الرياح الشمسية إلى 800000 درجة مئوية.

وفي حزام التدفق الإكليلي الواقع حول خط الاستواء، تتحرك الرياح الشمسية بشكل أبطأ - حوالي 300 كيلومتر. في الثانية. وقد ثبت أن درجة حرارة المادة التي تتحرك في الرياح الشمسية البطيئة تصل إلى 1.6 مليون درجة مئوية.

تتكون الشمس وغلافها الجوي من البلازما وخليط من الجسيمات الموجبة والسالبة الشحنة. لديهم درجات حرارة عالية للغاية. لذلك، تترك المادة الشمس باستمرار، وتحملها الرياح الشمسية.

التأثير على الأرض

عندما تغادر الرياح الشمسية الشمس، فإنها تحمل جسيمات مشحونة ومجالات مغناطيسية. تؤثر جزيئات الرياح الشمسية المنبعثة في جميع الاتجاهات باستمرار على كوكبنا. تنتج هذه العملية تأثيرات مثيرة للاهتمام.

إذا وصلت المواد التي تحملها الرياح الشمسية إلى سطح الكوكب، فسوف تتسبب في أضرار جسيمة لأي شكل من أشكال الحياة الموجودة عليه. ولذلك، فإن المجال المغناطيسي للأرض بمثابة درع، يعيد توجيه المسارات جزيئات شمسيةحول الكوكب. يبدو أن الجسيمات المشحونة "تتدفق" خارجها. يؤدي تأثير الرياح الشمسية إلى تغيير المجال المغناطيسي للأرض بحيث يتشوه ويمتد على الجانب الليلي من كوكبنا.

في بعض الأحيان تقذف الشمس كميات كبيرة من البلازما المعروفة باسم الانبعاثات الكتلية الإكليلية (CMEs)، أو العواصف الشمسية. ويحدث هذا غالبًا خلال الفترة النشطة للدورة الشمسية، والمعروفة بالحد الأقصى للطاقة الشمسية. تتمتع الانبعاث الإكليلي بتأثير أقوى من الرياح الشمسية القياسية.

بعض الأجسام في النظام الشمسي، مثل الأرض، محمية بمجال مغناطيسي. لكن الكثير منهم ليس لديهم مثل هذه الحماية. لا يتمتع القمر الصناعي لأرضنا بأي حماية لسطحه. ولذلك، فإنها تواجه أقصى قدر من التعرض للرياح الشمسية. عطارد، الكوكب الأقرب إلى الشمس، لديه مجال مغناطيسي. إنه يحمي الكوكب من الرياح القياسية العادية، لكنه غير قادر على تحمل التوهجات الأكثر قوة مثل الانبعاث الإكليلي الإكليلي.

عندما تتفاعل الرياح الشمسية عالية ومنخفضة السرعة مع بعضها البعض، فإنها تخلق مناطق كثيفة تعرف باسم المناطق المتفاعلة الدوارة (CIRs). وهذه المناطق هي التي تسبب العواصف المغناطيسية الأرضية عندما تصطدم بالغلاف الجوي للأرض.

يمكن للرياح الشمسية والجسيمات المشحونة التي تحملها أن تؤثر على الأقمار الصناعية الأرضية وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS). يمكن أن تؤدي الانفجارات القوية إلى إتلاف الأقمار الصناعية أو التسبب في أخطاء في الموقع عند استخدام إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على بعد عشرات الأمتار.

تصل الرياح الشمسية إلى جميع الكواكب في . اكتشفته مهمة نيوهورايزنز التابعة لناسا أثناء سفرها بين و.

دراسة الرياح الشمسية

لقد عرف العلماء بوجود الرياح الشمسية منذ الخمسينيات. ولكن على الرغم من تأثيره الخطير على الأرض ورواد الفضاء، إلا أن العلماء ما زالوا يجهلون الكثير من خصائصه. وقد حاولت العديد من البعثات الفضائية في العقود الأخيرة تفسير هذا اللغز.

انطلقت بعثة يوليسيس التابعة لناسا إلى الفضاء في 6 أكتوبر 1990، حيث قامت بدراسة الشمس عند خطوط عرض مختلفة. قامت بقياس خصائص مختلفة للرياح الشمسية لأكثر من عشر سنوات.

كان لمهمة Advanced Composition Explorer مدار مرتبط بإحدى النقاط الخاصة الواقعة بين الأرض والشمس. ومن المعروف باسم نقطة لاغرانج. في هذه المنطقة، تتمتع قوى الجاذبية للشمس والأرض بنفس القدر من الأهمية. وهذا يسمح للقمر الصناعي بأن يكون له مدار مستقر. بدأت تجربة ACE في عام 1997، وهي تدرس الرياح الشمسية وتوفر قياسات للتدفق المستمر للجزيئات في مقياس حقيقيوقت.

تدرس المركبة الفضائية STEREO-A وSTEREO-B التابعة لناسا حواف الشمس من زوايا مختلفة لمعرفة كيفية توليد الرياح الشمسية. وفقًا لوكالة ناسا، قدم ستيريو "رؤية فريدة وثورية لنظام الأرض والشمس".

مهمات جديدة

تخطط ناسا لإطلاق مهمة جديدة لدراسة الشمس. إنه يمنح العلماء الأمل في معرفة المزيد عن طبيعة الشمس والرياح الشمسية. ناسا باركر المسبار الشمسي المقرر إطلاقه ( تم إطلاقه بنجاح في 12/08/2018 – Navigator) في صيف عام 2018، سيعمل بطريقة "تلمس الشمس" حرفيًا. وبعد عدة سنوات من الطيران في مدار قريب من نجمنا، سيغوص المسبار في الهالة الشمسية لأول مرة في التاريخ. سيتم ذلك من أجل الحصول على مجموعة من الصور والقياسات الرائعة. وستعمل التجربة على تعزيز فهمنا لطبيعة الهالة الشمسية، وتحسين فهم أصل الرياح الشمسية وتطورها.

التدفق الشعاعي المستمر للبلازما الشمسية. التيجان في الإنتاج بين الكواكب. يؤدي تدفق الطاقة القادمة من أعماق الشمس إلى تسخين بلازما الهالة إلى 1.5-2 مليون كلفن تيار مستمر. ولا يتوازن التسخين مع فقدان الطاقة بسبب الإشعاع، لأن كثافة الإكليل منخفضة. الطاقة الزائدة تعني. تم نقل الدرجات إلى القرن S.. (=1027-1029 إرج/ثانية). وبالتالي فإن التاج ليس في وضع هيدروستاتيكي. التوازن، فإنه يتوسع باستمرار. وفقا لتكوين القرن S. لا تختلف عن بلازما الإكليل (تحتوي البلازما الشمسية بشكل أساسي على البروتونات والإلكترونات وبعض نوى الهيليوم والأكسجين والسيليكون والكبريت وأيونات الحديد). عند قاعدة الإكليل (على بعد 10 آلاف كيلومتر من الغلاف الضوئي للشمس)، تتمتع الجسيمات بسرعة شعاعية تصل إلى مئات المتر/الثانية، على مسافة عدة. شمسي نصف قطرها تصل إلى سرعة الصوت في البلازما (100 - 150 كم / ثانية)، وبالقرب من مدار الأرض تبلغ سرعة البروتونات 300 - 750 كم / ثانية، ومساحاتها. التركيز - من عدة. ح-TS لعدة عشرات الساعاتفي 1 سم3. بمساعدة الفضاء بين الكواكب. محطات ثبت أن تصل إلى مدار زحل الكثافة تدفق ح-ج S. V. يتناقص وفقا للقانون (r0/r)2، حيث r هي المسافة من الشمس، وr0 هو المستوى الأولي. S. V. يحمل معه حلقات خطوط الطاقة الشمسية. ماج. المجالات التي تشكل المجال المغناطيسي بين الكواكب. مجال. مزيج من الحركة الشعاعية h-c S. v. ومع دوران الشمس يعطي هذه الخطوط شكلاً حلزونياً. هيكل واسع النطاق من ماج. الحقول القريبة من الشمس لها شكل قطاعات، يتجه فيها المجال من الشمس أو نحوها. حجم التجويف الذي يشغله S. v. غير معروف بدقة (يبدو أن نصف قطره لا يقل عن 100 وحدة فلكية). عند حدود هذا التجويف هناك ديناميكية ضغط الدم يجب أن تكون متوازنة من خلال ضغط الغاز بين النجوم، المجرة. ماج. الحقول والمجرة فضاء أشعة. في محيط الأرض، اصطدام تدفق h-c S. v. مع المغناطيسية الأرضية يولد المجال موجة صدمة ثابتة أمام الغلاف المغناطيسي للأرض (من جانب الشمس، الشكل).

تأثير الرياح الشمسية على الغلاف المغناطيسي للأرض: 1- خطوط المجال المغناطيسي. حقول الشمس. 2 - موجة الصدمة. 3 - الغلاف المغناطيسي للأرض؛ 4 - حدود الغلاف المغناطيسي؛ 5 - مدار الأرض. 6- مسار الرياح الشمسية . S. V. يتدفق حول الغلاف المغناطيسي، مما يحد من امتداده في الفضاء. التغيرات في كثافة الطاقة الشمسية المرتبطة بالتوهجات الشمسية والظواهر. أساسي سبب الاضطرابات الجيومغناطيسية. الحقول والغلاف المغناطيسي (العواصف المغناطيسية). وعلى مدار عام، تفقد الشمس اتجاهها من الشمال. =2X10-14 جزء من كتلته مسول. من الطبيعي أن نفترض أن التدفق الخارجي للمادة المشابه لـ S.E موجود أيضًا في النجوم الأخرى (). وينبغي أن تكون شديدة بشكل خاص في النجوم الضخمة (التي لها كتلة = عدة عشرات من المسولنس) وذات درجات حرارة سطحية مرتفعة (= 30-50 ألف كلفن) وفي النجوم ذات الغلاف الجوي الممتد (العمالقة الحمراء)، لأنه في الحالة الأولى، تمتلك جزيئات الإكليل النجمي المتطورة طاقة عالية بما يكفي للتغلب على جاذبية النجم، وفي الثانية تكون الطاقة المكافئة منخفضة. السرعة (سرعة الهروب؛ (انظر سرعات الفضاء)). وسائل. فقدان الكتلة مع الرياح النجمية (= 10-6 مسول/سنة وأكثر) يمكن أن يؤثر بشكل كبير على تطور النجوم. بدورها، تخلق الرياح النجمية غازًا ساخنًا في الوسط البينجمي - مصادر الأشعة السينية. إشعاع.

تيار مستمر من البلازما ذات الأصل الشمسي، ينتشر بشكل شعاعي تقريبًا من الشمس ويملأ النظام الشمسي حتى مركز الشمس. المسافات R ~ 100 أ. إي.س.ف. يتم تشكيل ديناميكية الغاز. توسع الهالة الشمسية (انظر شمس) في الفضاء بين الكواكب. عند درجات الحرارة المرتفعة التي تتواجد في الإكليل الشمسي (1.5*109K) فإن ضغط الطبقات التي تعلوها لا يستطيع موازنة ضغط الغاز الخاص بمادة الإكليل، فيتمدد الإكليل.

أول دليل على وجود البريد. تم الحصول على تدفقات البلازما من الشمس بواسطة L. إل بيرمان في الخمسينيات. على تحليل القوى المؤثرة على ذيول البلازما للمذنبات. في عام 1957، أظهر يو باركر (إي. باركر)، الذي قام بتحليل ظروف توازن مادة الإكليل، أن الإكليل لا يمكن أن يكون في ظروف هيدروستاتيكية. في عام 1959. وظيفة الوجود. تم إثبات تدفق البلازما من الشمس نتيجة لعدة أشهر من القياسات في أمريكا. فضاء الجهاز عام 1962

تزوج. خصائص S. v. ترد في الجدول. 1. تدفقات س. يمكن تقسيمها إلى فئتين: بطيئة - بسرعة 300 كم/ث، وسريعة - بسرعة 600-700 كم/ث. وتأتي التدفقات السريعة من مناطق الإكليل الشمسي، حيث توجد بنية المجال المغناطيسي. الحقول قريبة من شعاعي. الثقوب الإكليلية. تيارات بطيئة الخامس. ويبدو أنها مرتبطة بمناطق التاج، حيث يوجد، بالتالي، طاولة 1. - متوسط ​​خصائص الرياح الشمسية في مدار الأرض

سرعة
تركيز البروتون
درجة حرارة البروتون
درجة حرارة الإلكترون
توتر حقل مغناطيسي
كثافة تدفق بايثون ....	2.4*10 8 سم-2*ج-1
كثافة تدفق الطاقة الحركية	0.3 أرج*سم-2*ث-1

طاولة 2.- التركيب الكيميائي النسبي للرياح الشمسية

	المحتوى النسبي

	المحتوى النسبي

بالإضافة إلى الرئيسية مكونات الماء الشمسي - البروتونات والإلكترونات، كما تم العثور على جزيئات في تركيبه - قياسات التأين. درجة حرارة الأيونات S. v. جعل من الممكن تحديد درجة حرارة الإلكترون للإكليل الشمسي.

في القرن الشمالي. لوحظت الاختلافات. أنواع الموجات: لانجميور، الصفير، الموجات الأيونية الصوتية، موجات البلازما). تتولد بعض موجات من نوع ألفين في الشمس، وبعضها يستثار في الوسط بين الكواكب. يؤدي توليد الموجات إلى تنعيم انحرافات وظيفة توزيع الجسيمات عن وظيفة ماكسويل، بالإضافة إلى تأثير المغناطيسية. الحقول إلى البلازما تؤدي إلى حقيقة أن S. v. يتصرف وكأنه وسيلة مستمرة. تلعب موجات من نوع ألففين دورًا كبيرًا في تسريع المكونات الصغيرة لموجات S.

أرز. 1. الطيف الكتلي للرياح الشمسية. على طول المحور الأفقي توجد نسبة كتلة الجسيم إلى شحنته، وعلى طول المحور الرأسي يوجد عدد الجزيئات المسجلة في نافذة الطاقة للجهاز خلال 10 ثوانٍ. تشير الأرقام ذات الأيقونة إلى شحنة الأيون.

تيار N. في. هو أسرع من الصوت بالنسبة لسرعات تلك الأنواع من الموجات التي توفر التأثير. نقل الطاقة إلى القرن S. (الفين والموجات الصوتية والمغنطيسية). الفين والصوت رقم ماخ C.الخامس. 7. عندما يتدفق حول الجانب الشمالي. العوائق القادرة على تشتيت انتباهها بشكل فعال (المجالات المغناطيسية لعطارد أو الأرض أو المشتري أو زحل أو الأيونوسفير الموصل للزهرة والمريخ على ما يبدو) تتشكل موجة صدمة القوس المغادرة. الغلاف المغناطيسي للأرض، الغلاف المغناطيسي للكواكب). في حالة التفاعل مع S. v. مع جسم غير موصل (على سبيل المثال، القمر)، لا تحدث موجة الصدمة. يمتص السطح تدفق البلازما، ويتشكل تجويف خلف الجسم، يمتلئ تدريجياً بالبلازما C. الخامس.

يتم فرض العملية الثابتة لتدفق بلازما الهالة من خلال عمليات غير ثابتة مرتبطة بـ مشاعل على الشمس.أثناء التوهجات القوية، يتم إطلاق المواد من الأسفل. مناطق الاكليل في الوسط بين الكواكب. الاختلافات المغناطيسية).

أرز. 2. انتشار موجة الصدمة بين الكواكب والقذف من التوهج الشمسي. تشير الأسهم إلى اتجاه حركة بلازما الرياح الشمسية،

أرز. 3. أنواع الحلول لمعادلة تمدد الإكليل. تم تطبيع السرعة والمسافة إلى السرعة الحرجة vk والمسافة الحرجةRk.الحل 2 يتوافق مع الرياح الشمسية.

تم وصف توسع الإكليل الشمسي بواسطة نظام معادلات حفظ الكتلة، v k) عند نقطة حرجة. المسافة R إلى والتوسع اللاحق بسرعة تفوق سرعة الصوت. يعطي هذا الحل قيمة صغيرة جدًا للضغط عند اللانهاية، مما يجعل من الممكن التوفيق بينها وبين الضغط المنخفض للوسط بين النجوم. هذا النوع من التدفق كان يسمى S. بواسطة يو باركر. ، حيث m هي كتلة البروتون، وهي الأس ثابت الحرارة، وهي كتلة الشمس. في التين. ويبين الشكل 4 التغير في معدل التوسع من مركزية الشمس.

أرز. 4. ملامح سرعة الرياح الشمسية لنموذج الإكليل متساوي الحرارة عند قيم مختلفة لدرجة حرارة الإكليل.

S. V. يوفر الأساسية تدفق الطاقة الحرارية من الإكليل، منذ انتقال الحرارة إلى الكروموسفير، el.-magn. إشعاع كورونا والتوصيل الحراري الإلكتروني. الخامس. غير كافية لإنشاء التوازن الحراري للإكليل. تضمن التوصيل الحراري الإلكتروني انخفاضًا بطيئًا في درجة الحرارة المحيطة. مع المسافة. لمعان الشمس.

S. V. يحمل المجال المغناطيسي الإكليلي معه إلى الوسط بين الكواكب. مجال. تشكل خطوط القوة لهذا المجال المجمدة في البلازما مجالًا مغناطيسيًا بين الكواكب. المجال (MMP). بالرغم من أن كثافة صندوق النقد الدولي منخفضة وكثافة طاقته تبلغ حوالي 1% من الكثافة الحركية. طاقة الطاقة الشمسية، أنها تلعب دورا هاما في الديناميكا الحرارية. الخامس. وفي ديناميكيات تفاعلات S. v. مع أجسام النظام الشمسي، وكذلك تيارات الشمال. بين أنفسهم. مزيج من التوسع في القرن S. مع دوران الشمس يؤدي إلى حقيقة أن ماج. خطوط القوة المجمدة في شمال القرن لها الشكل B R والمكونات المغناطيسية السمتية. تتغير الحقول بشكل مختلف مع المسافة بالقرب من مستوى مسير الشمس:

أين أنج. سرعة دوران الشمس, و -المكون الشعاعي للسرعة C ج.، الفهرس 0 يتوافق مع المستوى الأولي. وعلى مسافة مدار الأرض تكون الزاوية بين الاتجاه المغناطيسي. الحقول و رحوالي 45 درجة. بحجم كبير L مغناطيسي.

أرز. 5. شكل خط المجال المغناطيسي بين الكواكب. - السرعة الزاوية لدوران الشمس، و - المكون الشعاعي لسرعة البلازما، R - مسافة مركزية الشمس.

S. v.، تنشأ فوق مناطق الشمس المختلفة. التوجه المغناطيسي المجالات، والسرعة، ودرجة الحرارة، وتركيز الجسيمات، وما إلى ذلك) أيضًا في راجع. التغير الطبيعي في المقطع العرضي لكل قطاع والذي يرتبط بوجود تدفق سريع للمياه الشمسية داخل القطاع. تقع حدود القطاعات عادة ضمن التدفق البطيء للقرن الشمالي. في أغلب الأحيان، يتم ملاحظة قطاعين أو 4 قطاعات، تدور مع الشمس. يتكون هذا الهيكل عندما يتم سحب S. للخارج. على نطاق واسع. حقول الاكليل، يمكن ملاحظتها لعدة. دورات الشمس. الهيكل القطاعي لصندوق النقد الدولي هو نتيجة لوجود صفيحة تيار (CS) في الوسط بين الكواكب، والتي تدور مع الشمس. TS يخلق طفرة مغناطيسية. الحقول - المكونات الشعاعية لصندوق النقد الدولي لها علامات مختلفة على جوانب مختلفة من السيارة. يمر هذا TC، الذي تنبأ به H. Alfven، عبر تلك الأجزاء من الإكليل الشمسي المرتبطة بالمناطق النشطة في الشمس، ويفصل هذه المناطق عن المناطق المختلفة. علامات المكون الشعاعي للمغناطيس الشمسي. مجالات. يقع TS تقريبًا على مستوى خط الاستواء الشمسي وله هيكل مطوي. يؤدي دوران الشمس إلى التواء طيات TC في شكل حلزوني (الشكل 6). كونه بالقرب من مستوى مسير الشمس، يجد المراقب نفسه إما أعلى أو أسفل TS، مما يجعله يقع في قطاعات ذات علامات مختلفة للمكون الشعاعي لصندوق النقد الدولي.

بالقرب من الشمس في الشمال. هناك تدرجات طولية وعرضية لسرعة موجات الصدمة غير الاصطدامية (الشكل 7). أولاً، تتشكل موجة صدمة، وتنتشر للأمام من حدود القطاعات (موجة صدمة مباشرة)، ثم تتشكل موجة صدمة عكسية، وتنتشر نحو الشمس.

أرز. 6. شكل الطبقة الحالية للغلاف الشمسي. تقاطعه مع مستوى مسير الشمس (يميل إلى خط الاستواء الشمسي بزاوية ~ 7 درجات) يعطي هيكل القطاع المرصود للمجال المغناطيسي بين الكواكب.

أرز. 7. هيكل قطاع المجال المغناطيسي بين الكواكب. تُظهر الأسهم القصيرة اتجاه تدفق بلازما الرياح الشمسية، وتشير الخطوط السهمية إلى خطوط المجال المغناطيسي، وتشير الخطوط المنقطة إلى حدود القطاع (تقاطع مستوى الرسم مع الورقة الحالية).

وبما أن سرعة موجة الصدمة أقل من سرعة الطاقة الشمسية، فإن البلازما تقوم بتحريك موجة الصدمة العكسية في الاتجاه البعيد عن الشمس. تتشكل موجات الصدمة بالقرب من حدود القطاع على مسافات تبلغ حوالي 1 وحدة فلكية. هـ ويمكن تتبعها إلى مسافات عدة. أ. هـ- تعمل موجات الصدمة هذه، بالإضافة إلى موجات الصدمة بين الكواكب الناتجة عن التوهجات الشمسية وموجات الصدمة المحيطة بالكواكب، على تسريع الجسيمات، وبالتالي فهي مصدر للجسيمات النشطة.

S. V. يمتد إلى مسافات ~ 100 AU. على سبيل المثال، حيث يوازن ضغط الوسط بين النجوم الديناميكية. ضغط الدم التجويف الذي اجتاحت S. v. البيئة بين الكواكب). توسيعS. الخامس. جنبا إلى جنب مع المغناطيس المجمدة فيه. يمنع المجال تغلغل جزيئات المجرة في النظام الشمسي. فضاء أشعة ذات طاقات منخفضة وتؤدي إلى تغيرات كونية. أشعة عالية الطاقة. وقد تم اكتشاف ظاهرة مشابهة لظاهرة S.V. في بعض النجوم الأخرى (انظر: الرياح النجمية).

مفهوم الرياح المشمسةتم إدخاله إلى علم الفلك في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين، عندما لاحظ عالم الفلك الأمريكي إس. فوربوش، وهو يقيس شدة الأشعة الكونية، أنها تنخفض بشكل ملحوظ مع زيادة النشاط الشمسيوينخفض ​​بشكل حاد خلال .

بدا هذا غريبًا جدًا. بل كان من المتوقع العكس. بعد كل شيء، الشمس نفسها هي المورد للأشعة الكونية. لذلك، يبدو أنه كلما زاد نشاط ضوء النهار، كلما زاد عدد الجزيئات التي ينبعث منها في الفضاء المحيط.

يبقى أن نفترض أن الزيادة في النشاط الشمسي تؤثر بطريقة تبدأ في انحراف جزيئات الأشعة الكونية - للتخلص منها.

عندها نشأ الافتراض بأن المسببين للتأثير الغامض هم تيارات من الجسيمات المشحونة الهاربة من سطح الشمس وتخترق الفضاء النظام الشمسي. تعمل هذه الرياح الشمسية الغريبة على تنظيف الوسط بين الكواكب، و"تكسح" جزيئات الأشعة الكونية منه.

وقد تم دعم هذه الفرضية أيضًا من خلال الظواهر التي لوحظت في. كما تعلمون، يتم توجيه ذيول المذنبات دائمًا بعيدًا عن الشمس. في البداية، كان هذا الظرف مرتبطا بالضغط الخفيف أشعة الشمس. ومع ذلك، فقد وجد أن الضغط الخفيف وحده لا يمكن أن يسبب كل الظواهر التي تحدث في المذنبات. أظهرت الحسابات أنه من أجل تكوين ذيول المذنبات وانحرافها الملحوظ، لا يلزم عمل الفوتونات فحسب، بل أيضًا جزيئات المادة.

في الواقع، كان من المعروف من قبل أن الشمس تبعث تيارات من الجسيمات المشحونة - الجسيمات. ومع ذلك، كان من المفترض أن هذه التدفقات كانت عرضية. لكن ذيول المذنبات تتجه دائما في الاتجاه المعاكس للشمس، وليس فقط خلال فترات اشتداد الشمس. وهذا يعني أن الإشعاع الجسيمي الذي يملأ مساحة النظام الشمسي يجب أن يكون موجودًا باستمرار. ويشتد مع زيادة النشاط الشمسي، ولكنه موجود دائما.

وهكذا تهب الرياح الشمسية بشكل مستمر حول الفضاء الشمسي. مما تتكون هذه الرياح الشمسية، وتحت أي ظروف تنشأ؟

الطبقة الخارجية للغلاف الجوي الشمسي هي "الإكليل". هذا الجزء من الغلاف الجوي لنهارنا نادر بشكل غير عادي. لكن ما يسمى بـ"درجة الحرارة الحركية" للإكليل، والتي تحددها سرعة حركة الجسيمات، مرتفعة للغاية. يصل إلى مليون درجة. ولذلك فإن الغاز الإكليلي متأين بالكامل وهو عبارة عن خليط من البروتونات وأيونات العناصر المختلفة والإلكترونات الحرة.

أفيد مؤخرًا أن الرياح الشمسية تحتوي على أيونات الهيليوم. يلقي هذا الظرف الضوء على الآلية التي يتم من خلالها قذف الجسيمات المشحونة من سطح الشمس. إذا كانت الرياح الشمسية تتكون فقط من الإلكترونات والبروتونات، فلا يزال من الممكن افتراض أنها تشكلت بسبب العمليات الحرارية البحتة وهي شيء مثل البخار، الذي تم تشكيله فوق سطح الماء المغلي. ومع ذلك، فإن نواة ذرات الهيليوم أثقل بأربع مرات من البروتونات، وبالتالي من غير المرجح أن يتم قذفها عن طريق التبخر. على الأرجح، يرتبط تكوين الرياح الشمسية بالعمل القوى المغناطيسية. يبدو أن السحب البلازمية، التي تطير بعيدًا عن الشمس، تأخذ معها مجالات مغناطيسية. هذه الحقول هي التي تعمل بمثابة هذا النوع من "الأسمنت" الذي "يربط" الجزيئات ذات الكتل والشحنات المختلفة معًا.

وأظهرت الملاحظات والحسابات التي أجراها علماء الفلك أنه كلما ابتعدنا عن الشمس، تنخفض كثافة الإكليل تدريجياً. لكن اتضح أنه في منطقة مدار الأرض لا يزال يختلف بشكل ملحوظ عن الصفر. بمعنى آخر، يقع كوكبنا داخل الغلاف الجوي الشمسي.

إذا كانت الهالة أكثر أو أقل استقرارًا بالقرب من الشمس، فمع زيادة المسافة فإنها تميل إلى التوسع في الفضاء. وكلما ابتعدنا عن الشمس زادت سرعة هذا التوسع. وفقا لحسابات عالم الفلك الأمريكي إي. باركر، بالفعل على مسافة 10 ملايين كيلومتر، تتحرك الجزيئات الإكليلية بسرعات تتجاوز السرعة.

وهكذا فإن الاستنتاج يشير إلى أن الإكليل الشمسي هو الرياح الشمسية التي تهب عبر فضاء نظامنا الكوكبي.

تم تأكيد هذه الاستنتاجات النظرية بالكامل من خلال القياسات التي أجريت على الصواريخ الفضائية والأقمار الصناعية الأرضية. اتضح أن الرياح الشمسية موجودة دائمًا بالقرب من الأرض، فهي "تهب" بسرعة حوالي 400 كيلومتر في الثانية.

إلى أي مدى تهب الرياح الشمسية؟ بناءً على الاعتبارات النظرية، في إحدى الحالات يتبين أن الرياح الشمسية تنحسر بالفعل في منطقة المدار، وفي الحالة الأخرى - أنها لا تزال موجودة على مسافة كبيرة جدًا خارج مدار الكوكب الأخير بلوتو. لكن هذه مجرد حدود متطرفة من الناحية النظرية للانتشار المحتمل للرياح الشمسية. الملاحظات فقط هي التي يمكن أن تشير إلى الحدود الدقيقة.

هناك دفق مستمر من الجسيمات المنبعثة من الغلاف الجوي العلوي للشمس. نرى أدلة على وجود الرياح الشمسية في كل مكان حولنا. يمكن للعواصف المغناطيسية الأرضية القوية أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية والأنظمة الكهربائية على الأرض، وتتسبب في شفق جميل. ولعل أفضل دليل على ذلك هو ذيول المذنبات الطويلة عند مرورها بالقرب من الشمس.

تنحرف جزيئات الغبار الصادرة عن المذنب بفعل الرياح وتحملها بعيدًا عن الشمس، ولهذا السبب يتم توجيه ذيول المذنبات دائمًا بعيدًا عن نجمنا.

الرياح الشمسية: الأصل والخصائص

ويأتي من الغلاف الجوي العلوي للشمس، ويسمى الإكليل. تبلغ درجة الحرارة في هذه المنطقة أكثر من مليون كلفن، وتمتلك الجسيمات شحنة طاقة تزيد عن 1 كيلو إلكترون فولت. يوجد في الواقع نوعان من الرياح الشمسية: بطيئة وسريعة. ويمكن رؤية هذا الاختلاف في المذنبات. إذا نظرت إلى صورة المذنب عن كثب، سترى أنه غالبًا ما يكون له ذيلان. أحدهما مستقيم والآخر أكثر انحناءً.

سرعة الرياح الشمسية على الإنترنت بالقرب من الأرض، بيانات آخر 3 أيام

الرياح الشمسية السريعة

ويتحرك بسرعة 750 كيلومترا في الثانية، ويعتقد علماء الفلك أنه ينشأ من الثقوب الإكليلية - وهي المناطق التي تشق فيها خطوط المجال المغناطيسي طريقها إلى سطح الشمس.

الرياح الشمسية البطيئة

وتبلغ سرعته حوالي 400 كيلومتر في الثانية، ويأتي من الحزام الاستوائي لنجمنا. يصل الإشعاع إلى الأرض، حسب السرعة، من عدة ساعات إلى 2-3 أيام.

يحظى الناس بمزيد من الاهتمام حقائق مثيرة للاهتمام حول الرياح الشمسية. ما هي هذه الظاهرة؟ في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي، خلص علماء الفيزياء الفلكية الأذكياء إلى أن الشمس كانت تتجمع المواد الغازيةمن الفضاء الخارجي بين النجوم. ولهذا السبب تم طرح نظرية وجود الرياح الموجهة نحو الشمس. وبعد مرور بعض الوقت، تمكن العلماء من تأكيد وجود الرياح الشمسية، ولكن مع تعديل طفيف: فالرياح تأتي من الشمس في اتجاهات مختلفة. دعونا ننظر إلى عدد قليل حقائق مثيرة للاهتمامحول هذه الظاهرة:

1. بداية، عليك أن تعلم أن تعريف “الرياح الشمسية” يصف ظاهرة فيزيائية فلكية، وليس ظاهرة جوية. هذه العملية عبارة عن إشعاع مستمر للبلازما في الفضاء المحيط. من خلال هذه الرياح، يبدو أن الشمس تزيل الطاقة الزائدة الموجودة فيها.
2. وفي الواقع، بدلًا من تراكم المواد من الفضاء الخارجي المحيط بها، تقذف الشمس المادة التي تحتويها في اتجاهات مختلفة بحجم يعادل مليون طن في كل فترة تقابل دورة واحدة للأرض حول محورها.
3. تتزايد باستمرار سرعة الجزيئات التي تتحرك بعيدًا عن الشمس، حيث يتم دفعها بواسطة مادة مماثلة تكون درجة حرارتها أعلى بكثير. بالإضافة إلى ذلك، تتوقف قوة جاذبية الشمس تدريجيا عن التأثير على جزيئات البلازما، وهي مكونات التدفقات.

   3
   

4. وعلى بعد حوالي 20 ألف كيلومتر من السطح، يمكن أن تصل سرعة جزيئات البلازما إلى عشرات الآلاف من الأمتار في الثانية. وبعد السفر مسافة تعادل عدة أقطار من الشمس، تصبح سرعة جزيئات البلازما أكبر بألف مرة. وبالقرب من كوكبنا، تصبح هذه السرعة أعلى بمئات المرات، وتصبح كثافتها أقل بكثير من كثافة الغلاف الجوي.

   4
   

5. يتضمن التدفق في الغالب البروتونات والإلكترونات، ولكنه يحتوي أيضًا على نوى الهيليوم وعناصر أخرى.

   5
   

6. درجة حرارة جزيئات البلازما الموجودة في بداية التدفقات الرياح الشمسيةيتوافق مع ما يقرب من مليوني درجة كلفن. عندما تبتعد، ترتفع درجة الحرارة أولاً إلى 20 مليون درجة، وعندها فقط تبدأ في الانخفاض. عندما تصل تدفقات الرياح إلى كوكبنا، تبرد جزيئات البلازما إلى حوالي 10000 درجة.
7. عندما تحدث التوهجات الشمسية، فإن درجة حرارة البلازما بالقرب من الأرض تتوافق مع 100 ألف درجة.

   7
   

8. يحمينا المجال المغناطيسي لكوكبنا جيدًا من هذا الإشعاع. تتدفق تيارات الرياح الشمسية حرفيًا حول الغلاف الجوي للأرض وتكتسح الفضاء المحيط بها، مما يقلل كثافتها تدريجيًا.
9. من وقت لآخر، تكون شدة مرور تيارات جزيئات البلازما عالية جدًا بحيث يواجه الغلاف الجوي لكوكبنا صعوبة في عكس تأثيرها. وبطبيعة الحال، تنحسر تدفقات الرياح الشمسية، ولكن بعد مرور بعض الوقت.

   9
   

10. عندما تتفاعل تيارات الرياح الشمسية القوية بشكل مكثف مع المجال المغناطيسي لكوكبنا، يمكننا مراقبة الشفق القطبي في المناطق القطبية، وكذلك تسجيل تكوين العواصف المغناطيسية.

    10
    

11. لا يمكن وصف توزيع الرياح الشمسية بشكل موحد. ويمكن أن تصل سرعة التوزيع إلى الحد الأقصى عندما تمر الرياح فوق ما يسمى بالثقوب الإكليلية. يمكن تسجيل أبطأ تدفق للتدفقات فوق اللافتات. تتقاطع الجداول ذات معدلات التدفق المختلفة مع بعضها البعض ومع كوكبنا.

    11
    

12. لقد تعلمنا الحصول على أكبر قدر من المعلومات حول الرياح الشمسية بفضل الأجهزة المطورة خصيصًا مركبة فضائية. تتضمن قائمة هذه الأجهزة التكنولوجية القمر الصناعي الشهير "يوليسيس"، والذي بفضله تغيرت معرفتنا بالرياح الشمسية بشكل كبير. التركيب الكيميائيوتمت دراسة سرعة تدفق البلازما بفضل هذا الجهاز الرائع. بالإضافة إلى ذلك، بمساعدة القمر الصناعي، كان من الممكن تحديد مستوى المجال المغناطيسي لكوكبنا.
13. تم إطلاق قمر صناعي آخر من طراز ACE إلى مداره في عام 1997 بالقرب من نقطة L1 Lagrange. عند هذه النقطة تكون الجاذبية الشمسية والأرضية متوازنة. توجد على متن هذه الآلة أجهزة تراقب بشكل مستمر تدفق الرياح الشمسية حتى يتمكن الأشخاص من استكشاف المعلومات حول جزيئات البلازما الاتجاهية في الوقت الفعلي، ويقتصر ذلك على أراضي قطاع L1.
14. في الآونة الأخيرة، تسببت الرياح الشمسية في حدوث عاصفة مغنطيسية أرضية على الأرض. خرجت تدفقات مكثفة من فتحة الشريان التاجي إلى الجو الشمسي. يمكن أن تتشكل مثل هذه الثقوب في النجم حتى في الحالات التي يكون فيها الغياب التام للمناطق النشطة.
15. اليوم، تشكل ثقب إكليلي على الشمس.. وصلت تيارات جزيئات البلازما ذات كثافة توزيع عالية إلى الكوكب بحلول منتصف يونيو، مما تسبب في تطور العواصف المغنطيسية الأرضية.