O que é um vento solar?

A cada momento, o Sol irradia para o espaço um fluxo de partículas ionizadas emitidas pela camada externa (a coroa solar) a uma velocidade tremenda, atingindo 1200 km / s. Seus intermináveis ​​“vórtices” cercam a Terra, permeiam o espaço do sistema solar e vão muito além de seus limites. Todas as estrelas podem emiti-lo e, neste caso, é chamado vento estelar. O fluxo de partículas do Sol também pode ser chamado de vento estelar do Sol e não haverá erro.

A história do conceito

A ideia científica de uma pessoa sobre o mundo está constantemente passando por mudanças. O processo de negar dogmas e conceitos anteriores torna possível dar uma nova olhada na realidade existente.

Durante muito tempo, a ciência considerou a coroa estática de qualquer estrela. Ou seja, a força da gravidade, por assim dizer, equilibrou a força de pressão das explosões nucleares e termonucleares, e não permitiu que os fluxos de matéria em brasa fossem liberados de si mesmos para o espaço circundante.

O geofísico e astrônomo inglês Sidney Chapman, em seu tempo, criou e desenvolveu a teoria da estabilidade da atmosfera solar. Sua hipótese dividia a comunidade astrofísica. Tudo isso continuaria até nossos dias. No entanto, foi encontrado um homem que resolutamente e irrevogavelmente refutou as opiniões do famoso cientista.

O nome dele é Eugene Newman Parker. O astrofísico americano deu um golpe esmagador no conceito de seu colega inglês. Com seus desenvolvimentos pioneiros, ele foi capaz de provar a irreversibilidade do fluxo de matéria da coroa. Além disso, surgiu um fato muito curioso: à medida que você se afasta do Sol, a velocidade do vento solar aumenta significativamente, atingindo valores supersônicos, depois diminui e se torna estável. A propósito, os limites de sua distribuição ainda não foram determinados e aguardam seus descobridores.

As medições realizadas na primeira nave espacial interplanetária confirmaram as conclusões corretas de Y. Parker. Um pouco mais tarde, os astrônomos descobriram ventos estelares semelhantes na vastidão de várias galáxias.

Como o vento solar aparece?

A razão para o aparecimento de uma corrente que consiste em uma mistura de partículas carregadas positiva e negativamente é o plasma constantemente formado dentro do Sol. Ela surge como resultado de reações de fusão que ocorrem infinitamente, aquecendo o centro da estrela a várias dezenas de milhões de graus Celsius. O gás ionizado aquecido dessa maneira rompe rapidamente o "volume limitado" condicional, voando muito além dos limites do nosso sistema estelar.

Fato interessante: os limites desse volume são devidos a forças gigantescas de gravidade "como se entupissem as explosões de muitas bombas de hidrogênio de volume ilimitado", decorrentes do enorme tamanho de nossa luminária. E é 109 vezes maior que a Terra. O resultado do processo é o aquecimento da coroa do sol a um milhão de graus Celsius, devido a uma série de microexplosões do plasma da "liberdade escapada".

Em setembro de 2016, os cientistas americanos que usaram observatórios da NASA STEREO pela primeira vez conseguiram detectar o processo de ocorrência do vento solar. De acordo com a declaração deles, o que está acontecendo é idêntico à liberação da água: primeiro o fluxo flui em um fluxo, depois se decompõe em partículas separadas, que se tornam cada vez menores até que uma "nuvem" gasosa se forme.

Estudo do fenômeno

Sete anos antes de Yu. Parker, o astrônomo da Alemanha Ocidental Ludwig Birman, estudando a estrutura das caudas de cometas, sugeriu a existência da radiação corpuscular do Sol, agora chamada de vento solar. Uma corrente de partículas carregadas, rompendo orifícios coronais (regiões na superfície de nossa estrela não cobertas por um campo magnético), corre para o espaço aberto.

A primeira medição dos parâmetros técnicos do vento solar foi feita na estação automática interplanetária soviética Luna-2 em 1959.

Três anos depois, o satélite americano "Mariner-2" realizou meses de pesquisa sobre um fenômeno espacial único. Estudos adicionais foram continuados pela estação internacional SOHO e vários programas nacionais de gerenciamento - NASA, EUA. A atividade científica no estudo do vento solar expandiu seus horizontes desde a superfície do Sol até a extremidade do sistema estelar.

Velocidade do vento solar

De grande interesse científico e prático é a medição, bem como o estudo das leis do movimento do fluxo do plasma de hidrogênio, que forma a base do vento solar.
Originalmente partículas ionizadas de hélio, hidrogênio, ferro, silício, enxofre e vários outros elementos químicos se movem a uma velocidade de 300-450 km / s.

Fato interessante: durante explosões solares ou ejeções de massa coronal, a velocidade do fluxo aumenta até 1200 km / s! O vento solar se transforma em um "furacão solar", causando todo um conjunto de fenômenos naturais e físicos únicos.

No futuro, a velocidade do vento solar do córrego aumenta, atingindo 400 - 800 km / s perto da Terra (é aqui que a aceleração termina). 1.500.000 km / h (420 km / s) na região de Marte. A uma distância de até 10 bilhões de km da fonte de radiação, a velocidade de movimento das partículas carregadas de energia solar é de aproximadamente - 1.000.000 km / h (280 km / s). Além disso, sob a influência do meio interestelar, ele enfraquece.

A dinâmica do vento solar é influenciada por dois fatores: as forças atrativas do sol e a pressão dentro do fluxo. Os cálculos, apoiados por pesquisas práticas (voos da American Voyager - 1, - 2 "e" Pioneer - 10, - 11 "), mostraram a constância da velocidade da saída de partículas de carga oposta já fora da órbita do nosso planeta.

Tipos de vento solar

A natureza do fluxo ionizado do sol é ordenada e dividida em dois tipos:

• calma (lenta ou rápida);
• indignado.

Calmo - Lento

O vento solar lento ocorre nas entranhas do equador de nossa luminária, durante períodos de expansão térmica de gases ionizados. O processo dinâmico acelera o plasma coronal para velocidades supersônicas de aproximadamente 400 km / s. Em sua estrutura, um fluxo lento é mais denso e mais amplo que um rápido.

Calmo - Rápido

Buracos coronais são o berço do vento solar rápido. Os fluxos desse vento podem expirar por meses, “atacando” a Terra com uma periodicidade de rotação do Sol com duração de 27 dias.

Indignado

A causa dos fluxos perturbados é: a manifestação da própria ejeção coronal, bem como o aparecimento de locais de compressão no espaço interplanetário antes das próximas ejeção da massa coronal ou do vento solar rápido.

Onda de choque interplanetária

O aparecimento de uma onda de choque cósmica é precedido por: "Ataque" de um vento solar rápido em um "irmão lento", Colisão de um fluxo carregado de partículas coronais com a magnetosfera da Terra, explosão de uma supernova, colisão de galáxias.

Fato interessante: um mês e meio atrás, apareceu uma mensagem de que a NASA era capaz de medir a força da onda de choque do vento solar. Colocação consistente no espaço 4 especialmente equipado, equipado com o equipamento necessário, satélites multiescala; Os pesquisadores americanos literalmente "capturaram" um momento de sucesso científico. E duplo: como resultado do experimento, foram obtidos dados da mais alta precisão sobre a natureza e os parâmetros do movimento das partículas solares.

Uma onda de choque é uma região de colisão de um meio em movimento rápido (gás) com algum tipo de obstáculo (por exemplo: o vento solar com a magnetosfera da Terra), que gera uma "frente" de uma mudança acentuada nos parâmetros físicos do fluxo de entrada (pressão, densidade, temperatura, nível de carga de partículas) e vários outros indicadores).

Propagação do vento solar no espaço

Afastando-se do seu "progenitor" - o Sol, o vento enfraquece e passa por várias áreas fronteiriças. O primeiro deles é removido da estrela a uma distância de 95 UA (AU - uma unidade astronômica igual à distância média da Terra ao Sol e no valor de 149 598 100 ± 750 km).O chamado "limite da onda de choque". Está nela travagem do vento solar de velocidades supersônicas.

Tendo voado outras 40 AU, o fluxo de partículas ionizadas sob a influência de matéria interestelar é completamente inibido. O limite de inibição determinado por processos astrofísicos é chamado heliopausa. A região espacial delimitada pela heliopausa é chamada heliosfera. Suas dimensões não são as mesmas:

• 73 a.u. do lado sul;
• 85 a.u. do lado norte.

Os dados astrofísicos foram obtidos devido ao lançamento de duas naves espaciais americanas da série Voyager, projetadas para estudar os limites do sistema solar. Mais recentemente, a Voyager 2 confirmou os dados da Voyager 1.

Vento solar e terra

A constante mudança dos fluxos do vento solar poderia facilmente destruir toda a vida na superfície da Terra. Para se proteger contra uma "arma formidável", existe um "escudo confiável" na forma de uma magnetosfera. A paridade desse confronto é bastante variável e freqüentemente causa tempestades geomagnéticas. Não é de surpreender que em 1990 o termo "clima espacial", que reflete principalmente o estado atual do campo magnético da Terra, tenha se tornado relevante.

O criador da ciência da heliobiologia, estudando o efeito de nossa luminária sobre as funções vitais dos organismos terrestres, foi o cientista soviético A. L. Chizhevsky. Graças a ele e a vários outros pesquisadores, foi possível elucidar as leis que regem os efeitos das diferenças na atividade solar no corpo humano, aumentar e diminuir o rendimento das plantas cultivadas e multiplicar e reduzir as populações de pássaros, peixes e animais.

A ciclicidade dos períodos do impacto do Sol na Terra foi descoberta e estudada. Relatórios regulares do nível de atividade do fundo geomagnético tornaram-se comuns. Pessoas que sofrem de doenças crônicas têm as informações necessárias para tomar o medicamento certo em tempo hábil. A produção agrícola e pecuária moderna também é “armada” de conhecimento, a fim de conduzir suas atividades da melhor maneira possível.
Fato interessante: de acordo com as observações de N. S. Shcherbinsky, a frequência de chegada de gafanhotos nos campos coincide com o ritmo de 11 anos do Sol.

A ciência avança e chama os jovens. Hoje, cada um deles pode receber a especialidade de um heliobiologista, formado em uma instituição de ensino superior especializada.

Fenômenos naturais causados ​​pelo vento solar

O vento solar, voando ao redor da Terra, causa muitos fenômenos naturais. Entre eles: tempestades magnéticas, auroras, cintos de radiação do planeta. Não faz muito tempo, um padrão foi revelado no aumento do número de raios devido ao aumento no fluxo de partículas ionizadas de nossa estrela.

Existem vários fenômenos geofísicos gerados pelo vento solar. Em alguns lugares, a produção de radônio gasoso da superfície da Terra aumentará, o que pode levar a um aumento da radioatividade na atmosfera. Existe uma correlação entre a atividade solar e um aumento no número de terremotos. Uma tempestade magnética altera significativamente o campo elétrico na superfície da Terra e leva a saltos na pressão atmosférica.

Perigo de vento solar

As emissões poderosas da superfície da luminária interrompem as radiocomunicações, interferem na operação dos computadores, causam mau funcionamento nas redes de serviços públicos e geram correntes elétricas “prejudiciais” nas estruturas e dispositivos metálicos.

As ameaças dos ataques do vento solar, levando a muitos problemas, criaram a necessidade de observação cuidadosa e previsão de tempestades magnéticas em nosso planeta. Os serviços meteorológicos em todo o mundo estão equipados com o equipamento necessário e sinalizam constantemente as flutuações do fundo magnético da Terra. Uma tecnologia foi desenvolvida para identificar futuros focos de atividade sísmica e alertar a população sobre um perigo iminente.

Fato interessante: Existe uma hipótese científica da ocorrência de água na superfície lunar devido à influência do vento solar.A detecção do líquido gera esperança e otimismo nas perspectivas de desenvolvimento futuro do espaço "vizinho" mais próximo.

Perspectivas para o uso do vento solar

À luz de todas as características existentes de um fenômeno cósmico único como o vento solar, torna-se muito interessante encontrar aplicações práticas para ele.
O pioneiro na criação da chamada "vela elétrica", a "vela solar" (uma nave espacial em movimento devido à energia das partículas carregadas do vento solar) foi o cientista finlandês - Pekka Janhunen.

Na primavera de 2013, o satélite estoniano ESTCube-1 equipado com este dispositivo foi lançado em órbita. Infelizmente, a tentativa não teve êxito, pois a vela não pôde abrir.

Existem outros projetos tentadores: o uso de correntes de matéria coronal para transmitir informações ou a criação de "ionostations" nas órbitas dos planetas para gerar energia elétrica.

O futuro do nosso sol

A análise científica fornece uma previsão para 5 bilhões de anos da existência de nossa luminária. Perdendo a cada segundo até 600 milhões de toneladas de hidrogênio, está fadado a se tornar primeiro um gigante vermelho e depois uma anã branca. Ao longo do caminho, esgotou todas as suas reservas de energia na forma de hidrogênio e hélio. O mais desagradável é que o Sol em constante expansão derreterá Mercúrio, Vênus e, possivelmente, a Terra. De qualquer forma, a vida no planeta desaparecerá completamente.

Portanto, a humanidade é obrigada a pensar em seu futuro e organizar o reassentamento em outros mundos fora do nosso sistema solar. É inevitável. Grandes mentes: o cientista russo Tsiolkovsky, o astrofísico britânico Stephen Hawking, falou diretamente sobre isso. Lua, Marte, Ceres, Plutão - a lista de colônias em potencial está se expandindo. Então: "Deixe o vento solar soprar nas velas das naves espaciais dos terráqueos, invadindo a vastidão do universo!"