Hva er solvind?

sol-vind

Dette er et kunstners begrep om Jordens globale magnetfelt, med baugstøt. Jorden er i midten av bildet, omgitt av magnetfeltet, representert med lilla linjer. Baugsjokket er den blå halvmånen til høyre. Mange energiske partikler i solvinden, representert i gull, avbøyes av jordens magnetiske 'skjold'. (Bildekreditt: Walt Feimer (HTSI)/NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

Solvinden strømmer plasma og partikler fra solen ut i verdensrommet. Selv om vinden er konstant, er dens egenskaper ikke det. Hva forårsaker denne strømmen, og hvordan påvirker den jorden?



Vindfull stjerne

De Krone , solens ytre lag, når temperaturer på opptil 2 millioner grader Fahrenheit (1,1 millioner grader Celsius). På dette nivået kan ikke solens tyngdekraft holde fast i de raskt bevegelige partiklene, og de strømmer vekk fra stjernen.

Solens aktivitet skifter i løpet av sin 11-årige syklus, med solflekk-tall, strålingsnivåer og utkastet materiale som endres over tid. Disse endringene påvirker egenskapene til solvinden, inkludert magnetfelt, hastighet, temperatur og tetthet. Vinden varierer også basert på hvor på solen det kommer fra og hvor raskt den delen roterer.

Solvindens hastighet er høyere over koronale hull og når hastigheter på opptil 800 kilometer per sekund. Temperaturen og tettheten over koronale hull er lave, og magnetfeltet er svakt, så feltlinjene er åpne for plass. Disse hullene forekommer ved polene og lave breddegrader og når sitt største når aktiviteten på solen er på det minste. Temperaturene i den raske vinden kan nå opptil 1 million F (800 000 C).

koronalt streamerbelte rundt ekvator beveger solvinden seg saktere, med rundt 300 kilometer i sekundet. Temperaturene i den langsomme vinden når opp til 2,9 millioner F (1,6 millioner C).

Solen og atmosfæren består av plasma, en blanding av positivt og negativt ladede partikler ved ekstremt høye temperaturer. Men når materialet forlater solen, båret av solvind, blir det mer gasslignende.

'Når du går lenger fra solen, faller magnetfeltstyrken raskere enn trykket i materialet gjør,' sa Craig DeForest, en solfysiker ved Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado, i en uttalelse . 'Etter hvert begynner materialet å virke mer som en gass, og mindre som et magnetisk strukturert plasma.'

Påvirker jorden

Når vinden beveger seg fra solen, bærer den ladede partikler og magnetiske skyer . Noen av solvindene slippes ut i alle retninger, og bufferer stadig planeten vår med interessante effekter.

Hvis materialet som bæres av solvinden nådde en planets overflate, ville dens stråling gjøre alvorlig skade på liv som måtte eksistere. Jordens magnetfelt fungerer som et skjold, som omdirigerer materialet rundt planeten slik at det strømmer utover det. Vindkraften strekker seg ut magnetfeltet slik at det smøses innover på solsiden og strekkes ut på nattsiden.

Noen ganger spytter solen ut store plasmautbrudd, kjent som koronale masseutstøtninger (CME), eller solstormer. Mer vanlig i den aktive perioden av syklusen, kjent som solmaksimum, har CME en sterkere effekt enn standard solvind. [ Bilder: Fantastiske bilder av soloppblåsninger og solstormer ]

'Solutløsninger er de mest kraftfulle driverne for sol-jordforbindelsen,' sier NASA på sitt nettsted for Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) . 'Til tross for deres betydning, forstår ikke forskerne opprinnelsen og utviklingen til CME -er, og heller ikke strukturen eller omfanget i det interplanetære rommet.' STEREO -oppdraget håper å endre det.

Når solvinden bærer CME -er og andre kraftige utbrudd av stråling inn i planetens magnetfelt, kan det føre til at magnetfeltet på baksiden presses sammen, en prosess som kalles magnetisk gjenkobling. Ladede partikler strømmer deretter tilbake mot planetens magnetiske poler, og forårsaker vakre skjermer kjent som aurora borealis i den øvre atmosfæren. [ Bilder: Fantastiske Auroras fra 2012 ]

Selv om noen kropper er skjermet av et magnetfelt, mangler andre deres beskyttelse. Jordens måne har ingenting å beskytte den, så den tar full belastning. Merkur, den nærmeste planeten, har et magnetfelt som beskytter den mot vanlig standardvind, men den tar full kraft av kraftigere utbrudd som CME.

Når høy- og lavhastighetsstrømmene samhandler med hverandre, skaper de tette områder kjent som ko-roterende interaksjonsregioner (CIR) som utløser geomagnetiske stormer når de samhandler med jordens atmosfære.

Solvinden og de ladede partiklene den bærer kan påvirke Jordens satellitter og Globale posisjoneringssystemer (GPS). Kraftige utbrudd kan skade satellitter, eller kan presse GPS -signaler til å være av flere titalls meter.

Solvinden volder alle planetene i solsystemet. NASAs New Horizons -oppdrag fortsatte å oppdage det mens det reiste mellom Uranus og Pluto.

'Hastighet og tetthet gjennomsnitt gjennomsnittlig når solvinden beveger seg ut,' sa Heather Elliott, en romforsker ved SwRI i San Antonio, Texas, i en uttalelse . 'Men vinden varmes fortsatt opp av kompresjon mens den beveger seg, så du kan se tegn på solens rotasjonsmønster i temperaturen selv i det ytre solsystemet.

Studerer solvinden

Vi har kjent om solvinden siden 1950 -tallet, men til tross for dens omfattende effekter på jorden og på astronauter, vet forskere fremdeles ikke hvordan den utvikler seg. Flere oppdrag de siste tiårene har forsøkt å forklare dette mysteriet.

Lansert 6. oktober 1990, NASAs Ulysses -oppdrag studerte solen på forskjellige breddegrader. Den målte de forskjellige egenskapene til solvinden i løpet av mer enn et dusin år.

De Advanced Composition Explorer (ACE) satellitt går i bane rundt et av de spesielle punktene mellom jorden og solen, kjent som Lagrange -punktet. I dette området trekker tyngdekraften fra solen og planeten likt, og holder satellitten i en stabil bane. ACE ble lansert i 1997 og måler solvinden og gir sanntidsmålinger av den konstante partikkelflyten.

NASAs doble romfartøy, STEREO-A og STEREO-B studerer solkanten for å se hvordan solvinden blir født. STEREO ble lansert i oktober 2006 og har gitt 'et unikt og revolusjonerende syn på sol-jordsystemet'. ifølge NASA .

Et nytt oppdrag håper å skinne lys på solen og solvinden. NASAs Parker Solar Probe , planlagt å lansere sommeren 2018, har som mål å 'berøre solen'. Etter flere år med tett bane rundt stjernen, vil sonden dyppe inn i koronaen for første gang, ved å bruke en kombinasjon av avbildning og målinger for å revolusjonere forståelsen av koronaen og øke forståelsen av solvindens opprinnelse og utvikling.

'Parker Solar Probe kommer til å svare på spørsmål om solfysikk som vi har lurt på i mer enn seks tiår,' sa forsker fra Parker Solar Probe Project, forskeren Nicola Fox fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. uttalelse . 'Det er et romfartøy lastet med teknologiske gjennombrudd som vil løse mange av de største mysteriene om stjernen vår, inkludert å finne ut hvorfor solens korona er så mye varmere enn overflaten.'

Tilleggsressurser

Følg Nola Taylor Redd kl @NolaTRedd , Facebook , eller Google+ . Følg oss på @Spacedotcom , Facebook eller Google+ .