太陽風とは?
太陽は、外層(太陽コロナ)から放出された電離粒子のストリームを、毎秒1200 km /秒という驚異的な速度で空間に放射します。その無限の「旋風」が地球を取り囲み、太陽系の空間に浸透し、さらにそれをはるかに超えています。すべての星がそれを放出することができ、この場合それは恒星風と呼ばれます。太陽の粒子の流れは、太陽の恒星風と呼ばれることもあり、これにはエラーはありません。
コンセプトの歴史
世界についての人の科学的アイデアは常に変化しています。以前の教義と概念を否定するプロセスは、既存の現実を新たに見ることを可能にします。
長い間、科学はあらゆる星の静的な冠を考えていました。つまり、重力は核爆発と熱核爆発の圧力と釣り合っているように見え、赤熱物質の流れがそれ自体から周囲の空間に放出されることを許可しませんでした。
イギリスの地球物理学者で天文学者のシドニーチャップマンは、当時、太陽大気の安定性の理論を作成し、発展させてきました。彼の仮説は天体物理学の共同体を分けた。これはすべて私たちの時代に続きます。しかし、有名な科学者の見解を断固として、取り返しのつかない形で否定する男が見つかりました。
彼の名前はユージーンニューマンパーカーです。アメリカの天体物理学者は彼の英国の同僚の概念に壊滅的な打撃を与えました。彼の先駆的な発展により、彼は冠からの物質の流出の不可逆性を証明することができました。さらに、非常に奇妙な事実が浮上しました。太陽から離れると、太陽風の速度が大幅に増加し、超音速の値に達した後、減少して安定します。ところで、その分布の境界はまだ決定されておらず、発見者を待っています。
最初の惑星間宇宙船で行われた測定は、Yパーカーの正しい結論を裏付けました。少し後、天文学者たちは多くの銀河の広大さの中で同様の恒星風を発見しました。
太陽風はどのように現れますか?
正および負に帯電した粒子の混合からなるストリームが出現する理由は、プラズマが常に太陽の内部で形成されるためです。これは、熱核融合の無限に進行する反応の結果として発生し、星の中心を数千万度にまで加熱します。このようにして加熱されたイオン化ガスは、条件付きの「制限された体積」から急速に抜け出し、星系の境界をはるかに超えて飛行します。
興味深い事実:この体積の制限は、巨大なサイズの発光体から生じる、「無制限の体積の多くの水素爆弾の爆発を詰まらせるかのように」、巨大な重力によるものです。そしてそれは地球より109倍大きいです。このプロセスの結果、「脱出した自由」プラズマの一連の微小爆発により、太陽のコロナが摂氏100万度に加熱されます。
2016年9月、NASA STEREO観測所を初めて使用したアメリカの科学者は、太陽風の発生の過程を検出することに成功しました。彼らの声明によると、起こっていることは水の放出と同じです:最初に小川が1つの小川に入り、次に別の粒子に分割され、気体の「雲」が形成されるまで粒子は小さくなっていきます。
現象の研究
西ドイツの天文学者ルートヴィヒバーマンが彗星の尾の構造を研究しているパーカーユウパーカーの7年前に、現在太陽風と呼ばれている太陽からの微粒子放射の存在を示唆していました。コロナの穴(星の表面で磁場に覆われていない領域)を突破する荷電粒子の流れが、オープンスペースに突入します。
太陽風の技術的パラメータは、1959年にソビエトの惑星間自動観測所Luna-2で初めて測定されました。
3年後、アメリカの衛星「マリナー2」は、ユニークな宇宙現象に関する数ヶ月の研究を行いました。国際局SOHOと多数の国家管理プログラム(NASA、米国)によるさらなる研究が続けられました。太陽風の研究に関する科学的活動は、その地平を太陽の表面から星系のまさに端まで拡大しました。
太陽風速
太陽風の基礎を形成する水素プラズマの流れの運動の法則の研究と同様に、科学的および実用的に非常に興味深いものです。
もともと ヘリウム、水素、鉄、シリコン、硫黄およびその他の多くの化学元素のイオン化粒子は、300〜450 km / sの速度で移動します。
興味深い事実:太陽フレアまたはコロナ質量の放出中、流れの速度は最大1200 km / sに増加します。太陽風は「太陽のハリケーン」に変わり、一連の独特な自然現象と物理現象を引き起こします。
将来的には、ストリームの太陽風速が増加し、 地球の近くで400〜800 km / s (ここで加速が終了します)。 火星地域では1,500,000 km / h(420 km / s)。放射線源から最大100億kmの距離で、太陽荷電粒子の移動速度は約-1,000,000 km / h(280 km / s)です。さらに、星間媒体の影響下で、それは弱まります。
太陽風のダイナミクスは、太陽の引力とストリーム内の圧力という2つの要因の影響を受けます。実用的な研究(アメリカのボイジャー-1、-2、「パイオニア-10、-11」の飛行)に裏打ちされた計算は、すでに地球の軌道の外側にある反対に帯電した粒子の流出速度の不変性を示しました。
太陽風の種類
太陽のイオン化された流れの性質は秩序があり、2つのタイプに分けられます。
- 穏やか(遅いまたは速い);
- 激怒。
穏やか-遅い
電離ガスの熱膨張の期間中、低速の太陽風が私たちの照明器具の赤道の腸内で発生します。動的プロセスは、コロナプラズマを約400 km / sの超音速に加速します。その構造では、低速ストリームは高速ストリームよりも密度が高く、幅が広いです。
穏やか-速い
コロナホールは速い太陽風の発祥の地です。この風の流れは数か月で終了し、27日間続く太陽の回転の周期で地球を「攻撃」します。
激怒
乱流の原因は、次のとおりです。コロナ噴出自体の発現、および次のコロナ質量噴出または高速太陽風の前の惑星間空間における圧縮サイトの出現。
惑星間衝撃波
宇宙の衝撃波の出現は、「遅い兄弟」への速い太陽風の「攻撃」、地球の磁気圏とのコロナ粒子の帯電した流れの衝突、超新星の爆発、銀河の衝突が先行します。
興味深い事実:1か月半前に、NASAが太陽風の衝撃波の強さを測定できたというメッセージが表示されました。必要な設備を備えた特別装備のマルチスケール衛星4を一貫してスペースに配置します。アメリカの研究者たちは文字通り科学的成功の瞬間を「捉えた」。そして二重:実験の結果として、太陽粒子の運動の性質とパラメータに関する最高の精度のデータが得られました。
衝撃波は、急速に移動する媒体(ガス)と何らかの障害(たとえば、地球の磁気圏を伴う太陽風)の衝突領域であり、流入する流れの物理的パラメータ(圧力、密度、温度、粒子電荷レベル)の急激な変化の「前線」を生成します。および他の多くの指標)。
宇宙での太陽風伝播
その「前駆細胞」である太陽からさらに離れると、風は弱まり、いくつかの境界領域を通過します。それらの最初のものは95 AUの距離で星から取り除かれます(AU-地球から太陽までの平均距離に等しい天文単位で、149 598 100±750 kmになります)。いわゆる「衝撃波境界」。それは彼女にあります 太陽風の制動 超音速から。
さらに40 AU飛行すると、星間物質の影響下でのイオン化粒子の流れが完全に抑制されます。天体物理学的プロセスによって決定される抑制の境界は、ヘリオポーズと呼ばれます。太陽圏界面で囲まれた空間領域は太陽圏と呼ばれます。その寸法は同じではありません:
- 73 a.u.南側から;
- 85 a.u.北側から。
太陽系の境界を研究するために設計された、Voyagerシリーズの2つのアメリカの宇宙船の打ち上げにより、天体物理学データが取得されました。最近では、Voyager 2がVoyager 1のデータを確認しました。
太陽風と地球
絶えず変化する太陽風の流れは、地球表面のすべての生命を容易に破壊する可能性があります。そのような「形成可能な武器」から保護するために、磁気圏の形の「信頼できるシールド」があります。この対立の平等は非常に変化しやすく、しばしば磁気嵐を引き起こします。当然のことながら、1990年に、主に地球の磁場の現在の状態を反映する「宇宙天気」という用語が関連するようになりました。
陸生生物の生命機能に対する私たちの著名人の影響を研究するヘリオバイオロジーの科学の創設者は、ソビエトの科学者A. L.チジェフスキーでした。彼と他の多くの研究者のおかげで、太陽活動の違いが人体に及ぼす影響を支配する法律を解明し、栽培植物の収量を増減させ、鳥、魚、動物の個体数を増やし、減らすことができました。
太陽が地球に及ぼす影響の周期の周期性が発見され、研究されました。地磁気背景の活動レベルの定期的な報告は、当たり前になっています。慢性疾患に苦しむ人々は、適切な薬を適時に服用するために必要な情報を持っています。現代の作物や家畜の生産も、その活動を最も最適に行うために知識を備えています。
興味深い事実:N. S.シェルビンスキーの観測によると、畑にバッタが到着する頻度は、太陽の11年のリズムと一致しています。
科学は進んで、若者を求めます。今日、彼らはそれぞれ、専門の高等教育機関を卒業したヘリバイオロジストの専門知識を受け取ることができます。
太陽風によって引き起こされる自然現象
地球の周りを飛ぶ太陽風は、多くの自然現象を引き起こします。それらの中で:磁気嵐、オーロラ、惑星の放射線帯。つい最近まで、私たちの星のイオン化された粒子の流れの増加による雷の数の増加にパターンが明らかになりました。
太陽風によって生成される地球物理学的現象はいくつかあります。多くの場所で、地表からのガス状ラドンの出力が増加し、大気中の放射能の増加につながる可能性があります。太陽活動と地震数の増加の間には相関関係があります。磁気嵐は地球表面の電界を大幅に変化させ、大気圧の急激な変化を引き起こします。
太陽風の危険
発光体の表面からの強力な放出は、無線通信を妨害し、コンピューターの動作を妨害し、エンジニアリングネットワークに誤動作を引き起こし、金属構造物およびデバイスに「有害な」電流を生成します。
多くの問題につながる太陽風攻撃の脅威により、私たちの惑星での磁気嵐の注意深い観測と予測の必要性が生じました。世界中の気象サービスは必要な機器を備えており、常に地球の磁気的背景の変動を知らせています。地震活動の将来の焦点を特定し、差し迫った危険を住民に警告する技術が開発されました。
興味深い事実:太陽風の影響による月面での水の発生に関する科学的仮説があります。液体の検出は、最も近い空間「隣人」の将来の発展の見通しに希望と楽観をもたらします。
太陽風利用の展望
太陽風のようなユニークな宇宙現象のすべての既存の特徴に照らして、その実用的なアプリケーションを見つけることは非常に興味深いものになります。
いわゆる「電気帆」、「太陽帆」(太陽風の荷電粒子のエネルギーによって移動する宇宙船)を開発した先駆者は、フィンランドの科学者、ペッカヤンフネンでした。
2013年春、この装置を搭載したエストニアの衛星ESTCube-1が軌道に打ち上げられました。残念ながら、帆を開けることができなかったため、この試みは失敗しました。
他の魅力的なプロジェクトがあります。情報を送信するための冠状物質の流れの使用、または電気エネルギーを生成するための惑星の軌道での「電離」の作成。
私たちの太陽の未来
科学的分析は、私たちの著名人の存在の50億年の予測を与えます。毎秒最大6億トンの水素を失い、最初に赤い巨人になり、次に白い矮星になる運命にあります。その過程で、水素とヘリウムの形ですべてのエネルギー貯蔵を使い果たしました。最も不愉快なことは、絶えず拡大する太陽が水星、金星、そしておそらく地球を溶かすということです。いずれにせよ、地球上の生命は完全に消滅します。
したがって、人類はその将来について考え、私たちの太陽系外の他の世界への再定住を組織する義務があります。やむを得ない。偉大な心:ロシアの科学者ツィオルコフスキー(イギリスの天体物理学者、スティーブンホーキング)がこれについて直接話しました。月、火星、セレス、冥王星-潜在的なコロニーのリストは拡大しています。 「太陽の風が地球人の宇宙船の帆に吹き込み、宇宙の広大さを襲うようにしましょう!」