See on kunstniku kontseptsioon Maa globaalsest magnetväljast koos vibu šokiga. Maa asub pildi keskel, ümbritsetud selle magnetväljaga, mida esindavad lillad jooned. Vöörišokk on paremal asuv sinine poolkuu. Paljud päikesetuule energeetilised osakesed, mis on esindatud kullas, suunatakse Maa magnetilise "kilbi" abil ümber.
(Pilt: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddardi kosmoselennukeskuse kontseptuaalse pildi labor)
Päikesetuul voolab plasma ja osakesed päikesest kosmosesse. Kuigi tuul on püsiv, pole selle omadusi. Mis põhjustab seda voogu ja kuidas see mõjutab Maad?
Tuuline täht
Päikese välimine kiht, koroona, jõuab temperatuurini kuni 2 miljonit kraadi Fahrenheiti järgi (1,1 miljonit kraadi Celsiuse järgi). Sellel tasemel ei suuda päikese gravitatsioon kiiresti liikuvaid osakesi kinni hoida ja need voolavad tähest eemale.
Päikese aktiivsus kogu 11-aastase tsükli jooksul muutub, päikese ajapunktide arv, kiirgustase ja väljutatud materjal muutuvad aja jooksul. Need muutused mõjutavad päikesetuule omadusi, sealhulgas selle magnetvälja, kiirust, temperatuuri ja tihedust. Tuul erineb ka selle järgi, kust päike tuleb ja kui kiiresti see osa pöörleb.
Päikesetuule kiirus on suurem koronaalaukude kohal, ulatudes kiiruseks kuni 500 miili (800 kilomeetrit) sekundis. Koronaalsete aukude temperatuur ja tihedus on madalad ning magnetväli on nõrk, seetõttu on väljaliinid kosmosesse avatud. Need augud tekivad poolustel ja madalatel laiuskraadidel, ulatudes kõige suuremateni, kui päikese käes aktiivsus on minimaalne. Temperatuur kiire tuule käes võib ulatuda kuni 800 miljoni C-ni.
Ekvaatori ümber paikneva koronaalse vöötme vööndi korral liigub päikesetuul aeglasemalt, kiirusega umbes 300 miili sekundis. Temperatuurid aeglases tuules ulatuvad kuni 2,9 miljoni F (1,6 miljoni C).
Päike ja selle atmosfäär koosnevad plasmast, positiivse ja negatiivse laenguga osakeste segust äärmiselt kõrgetel temperatuuridel. Kuid kuna materjal väljub päikesest, mida kannab päikesetuul, muutub see gaasiliseks.
"Päikesest kaugemale minnes langeb magnetvälja tugevus kiiremini kui materjali rõhk," ütles Colorado Boulderis asuva Edela-uuringute instituudi (SwRI) päikesefüüsik Craig DeForest avalduses. "Lõpuks hakkab materjal käituma pigem nagu gaas ja vähem nagu magnetiliselt struktureeritud plasma."
Mõjutavad Maad
Kui tuul liigub päikesest eemale, kannab see laetud osakesi ja magnetpilvi. Mõnedes suundades kiirgav päikesepuhver puhub pidevalt meie planeeti, millel on huvitavaid tagajärgi.
Kui päikesetuule poolt kantav materjal jõuaks planeedi pinnale, kahjustaks selle kiirgus tõsist ohtu elule. Maa magnetväli toimib kilbina, suunates materjali ümber planeedi nii, et see voolab sellest kaugemale. Tuule jõud venitab magnetvälja nii, et see on päikesepoolsel küljel tasandatud ja ööküljel välja sirutatud.
Mõnikord sülitab päike välja suuri plasmapurskeid, mida nimetatakse koronaalseks ejektsiooniks (CME), või päikesetorme. Päikese maksimumina tuntud tsükli aktiivsel perioodil on CME-d tavalise päikesetuulega võrreldes tugevamad. [Fotod: Päikesevalgustuse ja päikesetormi suurepärased fotod]
"Päikese väljutamine on päikese-Maa ühenduse võimsamad mootorid," väidab NASA oma maapealsete suhete vaatluskeskuse (STEREO) veebisaidil. "Vaatamata nende olulisusele ei mõista teadlased täielikult CME-de päritolu ja arengut ega nende struktuuri ega ulatust planeetidevahelises ruumis." STEREO missioon loodab seda muuta.
Kui päikesetuul kannab planeedi magnetväljas CME-sid ja muid võimsaid kiirguspurskeid, võib see põhjustada tagumise külje magnetvälja kokkusurumise, mida nimetatakse magnetiliseks taasühenduseks. Seejärel voolavad laetud osakesed tagasi planeedi magnetiliste pooluste poole, põhjustades kauni atmosfääri, mida aurora borealisiinina tuntakse. [Fotod: 2012. aasta hämmastavad aurorad]
Kuigi mõned kehad on varjatud magnetväljaga, puuduvad teistel nende kaitse. Maa kuul pole midagi selle kaitsmiseks, nii et võtab täie hoobi. Merkuuril, lähimal planeedil, on magnetväli, mis kaitseb seda tavalise tavatuule eest, kuid see võtab võimsamate puhangute, näiteks CME-de, täieliku jõu.
Kui kiir- ja kiirevoolud üksteisega suhestuvad, loovad nad tihedad piirkonnad, mida tuntakse koos pöörlevate interaktsioonipiirkondadena (CIR), mis Maa atmosfääri vastasmõjul vallandavad geomagnetilised tormid.
Päikesetuul ja tema poolt laetud osakesed võivad mõjutada Maa satelliite ja globaalseid positsioneerimissüsteeme (GPS). Võimsad purunemised võivad kahjustada satelliite või GPS-signaale kümnete meetrite võrra välja lülitada.
Päikesetuul tuhiseb kõik päikesesüsteemi planeedid. NASA missioon New Horizons jätkas selle avastamist, kui see rändas Uraani ja Pluuto vahel.
"Kiirus ja tihedus on keskmiselt koos päikesetuule väljaviimisega," ütles Texase San Antonios asuva SwRI kosmoseteadlane Heather Elliott oma avalduses. "Kuid tuult soojendab endiselt liikumisel tihendamine, nii et näete päikese pöörlemismustri temperatuuri isegi välise päikesesüsteemi korral.
Päikesetuule uurimine
Päikesetuule kohta oleme teada juba alates 1950. aastatest, kuid hoolimata selle ulatuslikust mõjust Maale ja astronautidele, ei tea teadlased ikkagi, kuidas see areneb. Selle mõistatuse selgitamiseks on püütud mitut missiooni viimase paarikümne aasta jooksul.
NASA Ulysses'i missioon, mis käivitati 6. oktoobril 1990, uuris päikest erinevatel laiuskraadidel. See mõõtis päikesetuule erinevaid omadusi enam kui tosina aasta jooksul.
Advanced Composition Explorer (ACE) satelliit tiirleb ümber Maa ja Päikese vahel asuvas spetsiaalses punktis, mida nimetatakse Lagrange'i punktiks. Selles piirkonnas tõmbuvad päikese ja planeedi gravitatsioon võrdselt, hoides satelliidi stabiilsel orbiidil. 1997. aastal käivitatud ACE mõõdab päikesetuult ja võimaldab osakeste konstantse voolu mõõtmist reaalajas.
NASA kaksikkosmoselaevad STEREO-A ja STEREO-B uurivad päikese serva, et näha, kuidas päikesetuul sünnib. 2006. aasta oktoobris käivitatud STEREO on NASA teatel andnud "ainulaadse ja revolutsioonilise vaate päikese-maa süsteemile".
Uus missioon loodab paista päikest ja selle päikesetuult. NASA Parker Solar Probe, mis plaanitakse käivitada 2018. aasta suvel, eesmärk on "päikest puudutada". Pärast mitmeaastast tähe lähedast tiirutamist sukeldub sond esimest korda korooni, kasutades kujutise ja mõõtmiste kombinatsiooni, et muuta koroona mõistmine keerukamaks ja suurendada mõistmist päikesetuule päritolu ja arengu kohta.
"Parker Solar Probe kavatseb vastata päikesefüüsika küsimustele, mille üle oleme enam kui kuus aastakümmet hämmingus olnud," ütles Parker Solar Probe projekti teadlane Nicola Fox Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika laborist. "See on kosmoselaev, mis on laetud tehnoloogiliste läbimurretega ja mis lahendab paljusid suurimaid saladusi meie tähe kohta, sealhulgas saab teada, miks päikesekoroon on tema pinnast nii palju kuumem."
Lisaressursid
- Päikesetuul reaalajas (NOAA / Kosmose ilmateadete ennustuskeskus)
- 3-päevane prognoos (NOAA / Kosmose ilmateadete ennustuskeskus)
- Nädala tähtsündmused ja 27-päevane prognoos (NOAA / Kosmose ilmateadete ennustuskeskus)
