Что такое солнечный ветер?
История изучения явления
Первым о потоке космических частиц, идущих от Солнца, заговорил английский астрофизик Ричард Кэррингтон в середине 19-го века. Он и его коллега Ричард Ходжсон рассмотрели явление на коре Солнца, которое потом назвали солнечной вспышкой. Спустя сутки произошла магнитная буря и Кэррингтон допустил, что существует связь между этими явлениями.
В начале 20-го века норвежский космофизик выдвинул теорию, что материя, излучаемая Солнцем, в своем составе имеет отрицательные и положительные частицы. В последствии, он стал первым ученым доказавшим связь между солнечным ветром и полярным сиянием.
В 1930 годах, при помощи спектроскопических наблюдений, ученые доказали существование солнечной короны – самого разреженного и горячего слоя атмосферы Солнца.
В 1950 годах британский астрофизик Сидни Чепмен провел исследования с целью выяснить, как поведут себя газы при высочайших температурах в короне. Он пришел к выводу, что газ превращается в проводник тепла и в теории должен рассеиваться за границы атмосферы Звезды.
В это же время астронома из Германии Людвига Бирмана заинтересовал вопрос: по какой причине хвосты комет неизменно отвернуты от Солнца? Ученый выдвинул теорию, что Звезда выделяет массу частиц под давлением, что влияет на газ, сопровождающий космическое тело, создавая вытянутый «хвост».
В 1958 году американский ученый Юджин Паркер пришел к выводу, что сверхвысокая корональная температура и мощный поток частиц в совокупности создают такое явление, как «солнечный ветер». Астрофизик говорил о том, Солнце сильно притягивает корону и сохраняет ее тепло на сотни километров. Но при большем отдалении от Звезды, сила гравитации ослабевает и из верхней части короны возникает сверхзвуковое истечение веществ в космическое пространство.
Глубокий анализ и доводы физиков не получили подтверждения в мировой астрономии. Все предложенные гипотезы подвергались жесткой критике. И все же, в 1959 году с помощью орбитальной станции СССР «Луна-1» были проведены первые замеры свойств космического ветра с помощью газового ионизационного волнового определителя. Через несколько лет исследования повторил американский космический зонд «Маринер-2».
В конце 1990 года спутником NASA SOHO провелись исследования источников и причин появления потоков солнечного ветра. Ученые пришли к выводу, что ускорение потока частиц значительно выше, чем считалось раннее.
Виды солнечного ветра
Звездный ветер характеризуется непостоянством. Из-за бурных процессов, происходящих в звездных недрах, он меняет скорость и мощность. Выделяются потоки:
спокойные и медленные;
спокойные и быстрые;
возмущенные.
Быстрый солнечный ветер
Может вытекать из короны в течение нескольких месяцев, достигает скорости 600 – 800 км/с. Образуется при появлении корональной дыры – участка в поверхностном слое Солнца, отличающегося более низкими показателями температуры и плотности вещества.
Спокойные и быстрые ветры составляют во временном отношении большую часть (53%) всех солнечных излучений.
Медленный солнечный ветер
Исходит из спокойных экваториальных областей коронального слоя, имеет скорость 300 – 500 км/с. Достигает Земли минимум за несколько часов, максимум за 3 суток. Он плотнее быстрого, именно его воздействию кометы обязаны появлением горящего хвоста.
Если бы Земля не была защищена магнитным полем, то жизнь на планете была бы уничтожена медленным излучением.
Возмущенные потоки
Представляют собой кратковременные, отличающиеся неоднородностью и структурной сложностью выплески, вызывающие возмущения магнитосферы Земли. То есть это резкие выбросы коронального вещества, перед которыми идет ударная волна, провоцирующая отклонение планетарного магнитного поля.
В процессе корональный слой выбрасывает огромную протонно-электронную массу, включающую ядра гелия и кислорода, небольшой процент тяжелых элементов. Эта масса несется в космическом пространстве с огромной скоростью, поскольку весь энергетический импульс затрачивается на ускорение. Иногда возмущенные потоки фиксируются перед быстрым излучением из корональной дыры.
Магнитная буря, вызванная данным видом ветра, вызывает ухудшение самочувствия у восприимчивых людей, негативно влияет на технику (мобильные и радиоустройства, интернет-связь).
Для Солнечной системы излучаемый Солнцем ветер является надежной защитой от губительных межзвездных газов. Ветровой поток формирует гелиосферу – защитную газовую оболочку, которую не может преодолеть космическое излучение. На нашей планете под воздействием излучения образовались магнитосфера и радиационные пояса, появляются северные сияния.
