Acesta este conceptul unui artist al câmpului magnetic global al Pământului, cu șoc de arc. Pământul este în mijlocul imaginii, înconjurat de câmpul său magnetic, reprezentat de linii purpurii. Șocul arcului este semiluna albastră din dreapta. Multe particule energetice din vântul solar, reprezentate în aur, sunt deviate de „scutul” magnetic al Pământului.
(Imagine: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Space Flight Center Laboratorul conceptual de imagini)
Vântul solar curge plasmă și particule din soare în spațiu. Deși vântul este constant, proprietățile sale nu sunt. Ce provoacă acest flux și cum afectează Pământul?
Steaua cu vânt
Corona, stratul exterior al soarelui, atinge temperaturi de până la 2 milioane de grade Fahrenheit (1,1 milioane de grade Celsius). La acest nivel, gravitația soarelui nu se poate ține de particulele care se mișcă rapid și ele curg departe de stea.
Activitatea soarelui se schimbă pe parcursul ciclului său de 11 ani, cu numerele de spoturi solare, nivelurile de radiații și materialul evacuat în timp. Aceste modificări afectează proprietățile vântului solar, inclusiv câmpul său magnetic, viteza, temperatura și densitatea. De asemenea, vântul diferă în funcție de locul în care vine de la soare și cât de repede se rotește porțiunea respectivă.
Viteza vântului solar este mai mare față de găurile coronale, atingând viteze de până la 500 de mile (800 kilometri) pe secundă. Temperatura și densitatea peste găurile coronare sunt scăzute, iar câmpul magnetic este slab, astfel încât liniile de câmp sunt deschise spațiului. Aceste găuri apar la stâlpi și la latitudini joase, atingând valoarea lor cea mai mare atunci când activitatea pe soare este la minimum. Temperaturile vântului rapid pot ajunge până la 1 milion F (800.000 C).
La cureaua coronariană din jurul ecuatorului, vântul solar călătorește mai lent, la aproximativ 200 de mile (300 km) pe secundă. Temperaturile vântului lent ajung până la 2,9 milioane F (1,6 milioane C).
Soarele și atmosfera sa sunt formate din plasmă, un amestec de particule încărcate pozitiv și negativ la temperaturi extrem de ridicate. Dar pe măsură ce materialul părăsește soarele, purtat de vântul solar, devine mai asemănător cu gazul.
"Pe măsură ce mergeți mai departe de soare, puterea câmpului magnetic scade mai repede decât presiunea materialului", a spus Craig DeForest, un fizician solist la Southwest Research Institute (SwRI) din Boulder, Colorado, într-un comunicat. "În cele din urmă, materialul începe să acționeze mai mult ca un gaz, și mai puțin ca o plasmă structurată magnetic."
Afectarea Pământului
Pe măsură ce vântul călătorește în afara soarelui, transportă particule încărcate și nori magnetici. Emisă în toate direcțiile, o parte a vântului solar este în permanență sărind planeta noastră, cu efecte interesante.
Dacă materialul transportat de vântul solar ar ajunge pe suprafața unei planete, radiațiile sale ar face daune grave oricărei vieți care ar putea exista. Câmpul magnetic al Pământului servește ca scut, redirecționând materialul din jurul planetei, astfel încât să curgă dincolo de el. Forța vântului întinde câmpul magnetic, astfel încât să fie netezită spre interior pe latura soarelui și întinsă pe partea de noapte.
Uneori, soarele scuipe explozii mari de plasmă cunoscute sub numele de ejectii coronale de masă (CME), sau furtuni solare. Mai frecvente în perioada activă a ciclului cunoscut sub numele de maxim solar, CME au un efect mai puternic decât vântul solar standard. [Fotografii: Fotografii uimitoare cu focuri solare și furtuni solare]
"Ejectiile solare sunt cei mai puternici factori ai conexiunii Soare-Pământ", spune NASA pe site-ul său pentru Observatorul Solar Terrestrial Relations (STEREO). „În ciuda importanței lor, oamenii de știință nu înțeleg pe deplin originea și evoluția CME, nici structura sau întinderea lor în spațiul interplanetar.” Misiunea STEREO speră să schimbe asta.
Când vântul solar transportă CME și alte explozii puternice de radiații în câmpul magnetic al unei planete, poate determina apariția împreună a câmpului magnetic din partea din spate, proces cunoscut sub numele de reconectare magnetică. Particulele încărcate apoi curg înapoi spre polii magnetici ai planetei, provocând afișe frumoase cunoscute sub numele de aurora borealisină în atmosfera superioară. [Fotografii: Aurora uimitoare din 2012]
Deși unele corpuri sunt protejate de un câmp magnetic, altele nu au protecție. Luna Pământului nu are nimic care să-l protejeze, așa că este nevoie de maxim. Mercur, cea mai apropiată planetă, are un câmp magnetic care îl protejează de vântul normal obișnuit, dar este nevoie de forța completă a unor izbucniri mai puternice precum CME.
Când fluxurile cu viteză mare și joasă interacționează între ele, ele creează regiuni dense cunoscute sub numele de regiuni de interacțiune co-rotativă (CIR) care declanșează furtuni geomagnetice atunci când interacționează cu atmosfera Pământului.
Vântul solar și particulele încărcate pe care le transportă pot afecta sateliții Pământului și Sistemele de poziționare globală (GPS). O explozie puternică poate deteriora sateliții sau poate împinge semnalele GPS să fie oprite cu zeci de metri.
Vântul solar strică toate planetele din sistemul solar. Misiunea New Horizons a NASA a continuat să o detecteze în timp ce călătorea între Uranus și Pluto.
"Viteza și densitatea medie se unesc pe măsură ce vântul solar se mișcă", a declarat Heather Elliott, un om de știință spațial la SwRI din San Antonio, Texas. "Dar vântul este încă încălzit prin compresie pe măsură ce circulă, astfel încât puteți vedea dovezi ale rotației solare a temperaturii chiar și în sistemul solar exterior.
Studierea vântului solar
Știm despre vântul solar încă din anii 1950, dar, în ciuda efectelor sale extinse asupra Pământului și asupra astronauților, oamenii de știință încă nu știu cum evoluează. Câteva misiuni din ultimele decenii au căutat să explice acest mister.
Lansată pe 6 octombrie 1990, misiunea Ulise a NASA a studiat soarele în diferite latitudini. A măsurat diferitele proprietăți ale vântului solar pe parcursul a mai mult de o duzină de ani.
Satelitul Advanced Composition Explorer (ACE) orbitează într-unul din punctele speciale dintre Pământ și soare, cunoscut sub numele de punct Lagrange. În această zonă, gravitația de la soare și planetă trage în egală măsură, menținând satelitul într-o orbită stabilă. Lansat în 1997, ACE măsoară vântul solar și oferă măsurători în timp real a fluxului constant de particule.
Navele spațiale gemene ale NASA, STEREO-A și STEREO-B studiază marginea soarelui pentru a vedea cum se naște vântul solar. Lansat în octombrie 2006, STEREO a oferit „o viziune unică și revoluționară a sistemului soare-Pământ”, potrivit NASA.
O nouă misiune speră să strălucească lumina soarelui și vântul său solar. Proba Parker Solar din NASA, planificată să se lanseze în vara anului 2018, își propune să „atingă soarele”. După câțiva ani de orbitare strânsă a stelei, sonda se va scufunda în coroană pentru prima dată, folosind o combinație de imagini și măsurători pentru a revoluționa înțelegerea coronei și pentru a crește înțelegerea originii și evoluției vântului solar.
"Parker Solar Probe va răspunde la întrebări despre fizica solară pe care am derulat-o de mai bine de șase decenii", a spus omul de știință al Proiectului Parker Solar Probe, Nicola Fox, al Laboratorului de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins, a declarat într-o declarație. "Este o navă spațială încărcată cu descoperiri tehnologice care va rezolva multe dintre cele mai mari mistere despre steaua noastră, inclusiv să aflăm de ce corona soarelui este atât de mai caldă decât suprafața sa."
Resurse aditionale
- Vânt solar solar în timp real (NOAA / Centrul de predicție a vremii spațiale)
- Prognoza de 3 zile (NOAA / Centrul de predicție a vremii spațiale)
- Repere săptămânale și prognoză de 27 de zile (NOAA / Centrul de predicție a vremii spațiale)
