¿Qué es un viento solar?

En cada momento, el Sol irradia al espacio una corriente de partículas ionizadas emitidas por la capa externa (la corona solar) a una velocidad tremenda que alcanza los 1200 km / s. Sus infinitos "vórtices" rodean la Tierra, impregnan el espacio del sistema solar e incluso van mucho más allá de sus límites. Todas las estrellas pueden emitirlo, y en este caso se llama viento estelar. El flujo de partículas del Sol también se puede llamar el viento estelar del Sol y no habrá ningún error en esto.

La historia del concepto.

La comprensión científica del mundo de una persona está en constante cambio. El proceso de negar dogmas y conceptos previos hace posible echar un nuevo vistazo a la realidad existente.

Durante mucho tiempo, la ciencia consideró la corona estática de cualquier estrella. Es decir, la fuerza de la gravedad parecía equilibrar la fuerza de presión de las explosiones nucleares y termonucleares, y no permitía que se liberaran flujos de materia al rojo vivo en el espacio circundante.

El geofísico y astrónomo inglés Sidney Chapman en su tiempo creó y desarrolló la teoría de la estabilidad de la atmósfera solar. Su hipótesis dividió a la comunidad astrofísica. Todo esto continuaría hasta nuestro tiempo. Sin embargo, se encontró un hombre que refutaba de manera resuelta e irrevocable las opiniones del famoso científico.

Se llama Eugene Newman Parker. El astrofísico estadounidense dio un duro golpe al concepto de su colega inglés. Con sus desarrollos pioneros, pudo demostrar la irreversibilidad del flujo de materia desde la corona. Además, surgió un hecho muy curioso: a medida que te alejas del Sol, la velocidad del viento solar aumenta significativamente, alcanzando valores supersónicos, luego disminuye y se estabiliza. Por cierto, los límites de su distribución aún no se han determinado y están esperando a sus descubridores.

Las mediciones realizadas en la primera nave espacial interplanetaria confirmaron las conclusiones correctas de Y. Parker. Un poco más tarde, los astrónomos descubrieron vientos estelares similares en la inmensidad de varias galaxias.

¿Cómo aparece el viento solar?

La razón de la aparición de una corriente que consiste en una mezcla de partículas cargadas positiva y negativamente es el plasma que se forma constantemente dentro del Sol. Surge como resultado de reacciones de fusión que ocurren interminablemente, calentando el centro de la estrella a varias decenas de millones de grados centígrados. El gas ionizado calentado de esta manera se escapa rápidamente del condicionalmente "volumen limitado", volando mucho más allá de los límites de nuestro sistema estelar.

Hecho interesante: los límites de este volumen se deben a fuerzas de gravedad gigantescas, "como si estuvieran obstruyendo las explosiones de muchas bombas de hidrógeno de un volumen ilimitado", que surgen del enorme tamaño de nuestra luminaria. Y es 109 veces más grande que la Tierra. El resultado del proceso es el calentamiento de la corona del sol a un millón de grados centígrados, debido a una serie de microexplosiones del plasma "estallando libremente".

En septiembre de 2016, los científicos estadounidenses que utilizaron los observatorios STEREO de la NASA por primera vez lograron detectar el proceso de ocurrencia del viento solar. Según su declaración, lo que está sucediendo es idéntico a la liberación de agua: primero la corriente fluye en una corriente, luego se divide en partículas separadas, que se hacen cada vez más pequeñas hasta que se forma una "nube" gaseosa.

Estudio del fenómeno

Siete años antes que Yu. Parker, el astrónomo de Alemania Occidental Ludwig Birman, estudiando la estructura de las colas de los cometas, sugirió la existencia de radiación corpuscular del Sol, ahora llamada viento solar. Una corriente de partículas cargadas, que atraviesa agujeros coronales (áreas en la superficie de nuestra estrella no cubiertas por un campo magnético), se precipita hacia el espacio abierto.

La primera medición de los parámetros técnicos del viento solar se realizó en la estación automática interplanetaria soviética Luna-2 en 1959.

Tres años después, el satélite estadounidense "Mariner-2" realizó meses de investigación sobre un fenómeno espacial único. La estación internacional SOHO y varios programas nacionales de gestión continuaron los estudios, NASA, EE. UU. La actividad científica en el estudio del viento solar ha expandido sus horizontes desde la superficie del Sol hasta el borde del sistema estelar.

Velocidad del viento solar

De gran interés científico y práctico es la medición, así como el estudio de las leyes de movimiento del flujo de plasma de hidrógeno, que forma la base del viento solar.
Originalmente Las partículas ionizadas de helio, hidrógeno, hierro, silicio, azufre y otros elementos químicos se mueven a una velocidad de 300-450 km / s.

Hecho interesante: durante las erupciones solares o las eyecciones de masa coronal, la velocidad del flujo aumenta, ¡hasta 1200 km / s! El viento solar se convierte en un "huracán solar", causando todo un conjunto de fenómenos naturales y físicos únicos.

En el futuro, la velocidad del viento solar de la corriente aumenta, alcanzando 400 - 800 km / s cerca de la Tierra (Aquí es donde termina su aceleración). 1,500,000 km / h (420 km / s) en la región de Marte. A una distancia de hasta 10 mil millones de km de la fuente de radiación, la velocidad de movimiento de las partículas cargadas con energía solar es de aproximadamente - 1,000,000 km / h (280 km / s). Además, bajo la influencia del medio interestelar, se debilita.

La dinámica del viento solar está influenciada por dos factores: las fuerzas atractivas del sol y la presión dentro de la corriente. Los cálculos, respaldados por investigaciones prácticas (vuelos del American Voyager - 1, - 2 "y" Pioneer - 10, - 11 ") mostraron la constancia de la velocidad del flujo de salida de partículas con carga opuesta que ya están fuera de la órbita de nuestro planeta.

Tipos de viento solar

La naturaleza del flujo ionizado del sol se ordena y se divide en dos tipos:

• calma (lento o rápido);
• indignado

Calma - Lenta

El viento solar lento se produce en las entrañas del ecuador de nuestra luminaria, durante los períodos de expansión térmica de los gases ionizados. El proceso dinámico acelera el plasma coronal a velocidades supersónicas de aproximadamente 400 km / s. En su estructura, el flujo lento es más denso y ancho que el rápido.

Calma - Rápido

Los agujeros coronales son el lugar de nacimiento del rápido viento solar. Los flujos de este viento pueden expirar durante meses, "atacando" la Tierra con una periodicidad de rotación del Sol que dura 27 días.

Indignado

La causa de los flujos perturbados es: la manifestación de la eyección coronal en sí misma, así como la aparición de sitios de compresión en el espacio interplanetario antes de las próximas eyecciones de masa coronal o viento solar rápido.

Onda de choque interplanetaria

La aparición de una onda de choque cósmica está precedida por: "Ataque" de un viento solar rápido sobre un "hermano lento", colisión de una corriente cargada de partículas coronales con la magnetosfera de la Tierra, explosión de una supernova, colisión de galaxias.

Hecho interesante: hace un mes y medio, apareció un mensaje de que la NASA pudo medir la fuerza de la onda de choque del viento solar. Colocación secuencial en el espacio 4 especialmente equipado, equipado con el equipo necesario, satélites multiescala; Los investigadores estadounidenses literalmente "atraparon" un momento de éxito científico. Y doble: como resultado del experimento, se obtuvieron datos de la más alta precisión sobre la naturaleza y los parámetros del movimiento de las partículas solares.

Una onda de choque es una región de colisión de un medio (gas) que se mueve rápidamente con algún tipo de obstáculo (por ejemplo: el viento solar con la magnetosfera de la Tierra), que genera un "frente" de un cambio brusco en los parámetros físicos del flujo entrante (presión, densidad, temperatura, nivel de carga de partículas) y una serie de otros indicadores).

Propagación del viento solar en el espacio

Alejándose más de su "progenitor", el Sol, el viento se debilita y pasa por varias zonas fronterizas. El primero de ellos se retira de la luminaria a una distancia de 95 UA (AU - una unidad astronómica igual a la distancia promedio de la Tierra al Sol y que asciende a 149 598 100 ± 750 km).El llamado "límite de onda de choque". Esta en ella frenado del viento solar de velocidades supersónicas.

Habiendo volado otras 40 UA, el flujo de partículas ionizadas bajo la influencia de la materia interestelar se inhibe por completo. El límite de inhibición determinado por los procesos astrofísicos se llama heliopausa. La región espacial limitada por la heliopausa se llama heliosfera. Sus dimensiones no son las mismas:

• 73 a.u. del lado sur;
• 85 a.u. del lado norte

Los datos astrofísicos se obtuvieron gracias al lanzamiento de 2 naves espaciales estadounidenses de la serie Voyager, diseñadas para estudiar los límites del sistema solar. Más recientemente, Voyager 2 confirmó los datos de Voyager 1.

Viento solar y tierra

El cambio constante de las corrientes del viento solar podría destruir fácilmente toda la vida en la superficie de la Tierra. Para protegerse contra tal "arma formidable" hay un "escudo confiable" en forma de una magnetosfera. La paridad de esta confrontación es bastante variable y a menudo causa tormentas geomagnéticas. No es sorprendente que en 1990 el término "clima espacial", que refleja principalmente el estado actual del campo magnético de la Tierra, se hiciera relevante.

El creador de la ciencia de la heliobiología, estudiando el efecto de nuestra luminaria sobre las funciones vitales de los organismos terrestres, fue el científico soviético A. L. Chizhevsky. Gracias a él y a varios otros investigadores, fue posible dilucidar los patrones del efecto de las diferencias en la actividad solar en el cuerpo humano, aumentar y disminuir el rendimiento de las plantas cultivadas, y multiplicar y reducir las poblaciones de aves, peces y animales.

La ciclicidad de los períodos del impacto del Sol en la Tierra fue descubierta y estudiada. Los informes periódicos del nivel de actividad del fondo geomagnético se han convertido en algo común. Las personas que padecen enfermedades crónicas tienen la información necesaria para tomar la medicación adecuada de manera oportuna. La producción moderna de cultivos y ganado también está "armada" con el conocimiento para llevar a cabo sus actividades de manera óptima.
Dato interesante: según las observaciones de N. S. Shcherbinsky, la frecuencia de llegada de la langosta en los campos coincide con el ritmo del sol de 11 años.

La ciencia sigue adelante y llama a los jóvenes. Hoy, cada uno de ellos puede recibir la especialidad de un heliobiólogo, graduándose de una institución de educación superior especializada.

Fenómenos naturales causados ​​por el viento solar.

El viento solar, que vuela alrededor de la Tierra, causa muchos fenómenos naturales. Entre ellos: tormentas magnéticas, auroras, cinturones de radiación del planeta. No hace mucho tiempo, se reveló un patrón en el aumento en el número de rayos a partir de un aumento en el flujo de partículas ionizadas de nuestra estrella.

Hay una serie de fenómenos geofísicos generados por el viento solar. En algunos lugares, aumentará la producción de radón gaseoso desde la superficie de la tierra, lo que puede conducir a un aumento de la radiactividad en la atmósfera. Existe una correlación entre la actividad solar y un aumento en el número de terremotos. Una tormenta magnética cambia significativamente el campo eléctrico en la superficie de la Tierra y conduce a saltos en la presión atmosférica.

Peligro de viento solar

Las potentes emisiones de la superficie de la luminaria interrumpen las comunicaciones de radio, interfieren con el funcionamiento de las computadoras, causan fallas en las redes de ingeniería y generan corrientes eléctricas "dañinas" en estructuras y dispositivos metálicos.

Las amenazas de los ataques de viento solar, que conducen a muchos problemas, crearon la necesidad de una cuidadosa observación y predicción de tormentas magnéticas en nuestro planeta. Los servicios meteorológicos de todo el mundo están equipados con el equipo necesario y señalan constantemente las fluctuaciones del fondo magnético de la Tierra. Se ha desarrollado una tecnología para identificar focos futuros de actividad sísmica y para advertir a la población del peligro inminente.

Hecho interesante: Existe una hipótesis científica de la presencia de agua en la superficie lunar debido a la influencia del viento solar.La detección del líquido genera esperanza y optimismo en las perspectivas para el desarrollo futuro del espacio "vecino" más cercano.

Perspectivas para usar el viento solar

A la luz de todas las características existentes de un fenómeno cósmico tan único como el viento solar, resulta muy interesante encontrar una aplicación práctica para él.
El pionero en la creación de la llamada "vela eléctrica", la "vela solar" (una nave espacial que se mueve debido a la energía de las partículas cargadas del viento solar) fue el científico finlandés - Pekka Janhunen.

En la primavera de 2013, el satélite estonio ESTCube-1 equipado con este dispositivo se puso en órbita. Lamentablemente, el intento no tuvo éxito, ya que la vela no pudo abrirse.

Hay otros proyectos tentadores: el uso de corrientes de materia coronal para transmitir información, o la creación de "ionostatos" en las órbitas de los planetas para generar energía eléctrica.

El futuro de nuestro sol

El análisis científico da un pronóstico para 5 mil millones de años de la existencia de nuestra luminaria. Perdiendo cada segundo hasta 600 millones de toneladas de hidrógeno, está condenado a convertirse primero en un gigante rojo y luego en una enana blanca. En el camino, habiendo agotado todas sus reservas de energía en forma de hidrógeno y helio. Lo más desagradable es que el Sol en constante expansión derretirá Mercurio, Venus y posiblemente la Tierra. En cualquier caso, la vida en el planeta desaparecerá por completo.

Entonces, la humanidad está obligada a pensar en su futuro y organizar el reasentamiento en otros mundos fuera de nuestro sistema solar. Es inevitable Grandes mentes: el científico ruso Tsiolkovsky, el astrofísico británico Stephen Hawking, habló directamente sobre esto. Luna, Marte, Ceres, Plutón: la lista de colonias potenciales se está expandiendo. Entonces: "¡Dejen que el viento solar sople en las velas de las naves espaciales de los terrícolas, asaltando la inmensidad del universo!"