ลมสุริยะคืออะไร?

Send

นี่คือแนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กโลกของโลกด้วยการกระแทกโค้ง โลกอยู่ตรงกลางของภาพล้อมรอบด้วยสนามแม่เหล็กของมันแสดงด้วยเส้นสีม่วง การกระแทกโค้งเป็นรูปพระจันทร์เสี้ยวสีน้ำเงินทางขวา อนุภาคพลังงานจำนวนมากในลมสุริยะที่แสดงด้วยทองคำถูกเบี่ยงเบนโดย "เกราะ" แม่เหล็กของโลก

(ภาพ: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Space Flight Center แนวคิดภาพแล็บ)

ลมสุริยะไหลผ่านพลาสมาและอนุภาคจากดวงอาทิตย์สู่อวกาศ แม้ว่าลมจะคงที่คุณสมบัติของมันจะไม่ ทำให้เกิดกระแสนี้คืออะไรและมันมีผลต่อโลกอย่างไร

ลมแรงดาว

โคโรนาซึ่งอยู่ชั้นนอกของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงถึง 2 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ (1.1 ล้านองศาเซลเซียส) ในระดับนี้แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะไม่สามารถจับกับอนุภาคที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและมันจะไหลออกจากดาวฤกษ์

กิจกรรมของดวงอาทิตย์เปลี่ยนไปตลอดวัฏจักร 11 ปีโดยมีหมายเลขจุดดวงอาทิตย์ระดับรังสีและวัสดุที่ถูกผลักออกเมื่อเวลาผ่านไป การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีผลต่อคุณสมบัติของลมสุริยะรวมถึงสนามแม่เหล็กความเร็วอุณหภูมิและความหนาแน่น ลมยังแตกต่างกันไปตามที่ดวงอาทิตย์มาจากและส่วนที่หมุนอย่างรวดเร็ว

ความเร็วของลมสุริยะนั้นสูงกว่าหลุมโคโรนาถึงความเร็วสูงถึง 500 ไมล์ (800 กิโลเมตร) ต่อวินาที อุณหภูมิและความหนาแน่นเหนือหลุมโคโรนาลต่ำและสนามแม่เหล็กอ่อนดังนั้นเส้นสนามจึงเปิดสู่อวกาศ หลุมเหล่านี้เกิดขึ้นที่เสาและละติจูดต่ำสุดถึงสุดเมื่อกิจกรรมบนดวงอาทิตย์อยู่ในระดับต่ำสุด อุณหภูมิในลมที่รวดเร็วสามารถเข้าถึงสูงถึง 1 ล้าน F (800,000 C)

ที่เข็มขัดลำแสงเวียนรอบ ๆ เส้นศูนย์สูตรลมสุริยะจะเดินทางช้ากว่าที่ประมาณ 200 ไมล์ (300 กิโลเมตร) ต่อวินาที อุณหภูมิในลมที่ช้านั้นสูงถึง 2.9 ล้าน F (1.6 ล้าน C)

ดวงอาทิตย์และบรรยากาศประกอบด้วยพลาสมาซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบที่อุณหภูมิสูงมาก แต่เมื่อวัสดุถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ซึ่งถูกลมพัดผ่านจากดวงอาทิตย์ทำให้กลายเป็นเหมือนก๊าซมากขึ้น

"เมื่อคุณไปไกลจากดวงอาทิตย์ความแรงของสนามแม่เหล็กจะลดลงเร็วกว่าแรงกดของวัสดุ" Craig DeForest นักฟิสิกส์แสงอาทิตย์ที่สถาบันวิจัย Southwest (SwRI) ใน Boulder รัฐโคโลราโดกล่าวในแถลงการณ์ "ในที่สุดวัสดุก็เริ่มทำตัวคล้ายกับแก๊สมากขึ้นและน้อยลงเหมือนพลาสมาที่มีโครงสร้างแบบแม่เหล็ก"

ส่งผลกระทบต่อโลก

เมื่อลมพัดออกจากดวงอาทิตย์มันก็มีอนุภาคที่มีประจุและเมฆแม่เหล็ก ปล่อยออกมาในทุกทิศทางลมสุริยะบางดวงกำลังกระแทกดาวเคราะห์ของเราอยู่เสมอด้วยเอฟเฟกต์ที่น่าสนใจ

หากวัสดุที่ดำเนินการโดยลมสุริยะไปถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์รังสีของมันจะสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อชีวิตใด ๆ ที่อาจมีอยู่ สนามแม่เหล็กของโลกทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการเปลี่ยนเส้นทางวัตถุรอบ ๆ ดาวเคราะห์ พลังของลมเหยียดออกจากสนามแม่เหล็กเพื่อที่จะถูก smooshed ด้านในด้านดวงอาทิตย์และยืดออกในด้านกลางคืน

บางครั้งดวงอาทิตย์พ่นควันออกมาจากพลาสมาจำนวนมากที่รู้จักกันในชื่อการปล่อยมวลโคโรนา (CMEs) หรือพายุสุริยะ พบมากในช่วงระยะเวลาที่ใช้งานของวัฏจักรที่รู้จักกันในชื่อสุริยสุดสุริย CMEs มีผลที่ดีกว่าลมสุริยะมาตรฐาน [ภาพถ่าย: ภาพถ่ายอันน่าทึ่งของ Solar Flares & Solar Storms]

"การปลดปล่อยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวขับเคลื่อนที่ทรงพลังที่สุดในการเชื่อมต่อดวงอาทิตย์ - โลก" NASA กล่าวในเว็บไซต์ของหอสังเกตการณ์พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (STEREO) นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจที่มาและวิวัฒนาการของ CMEs อย่างเต็มที่ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างหรือขอบเขตของดาวเคราะห์อวกาศ ภารกิจ STEREO หวังที่จะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น

เมื่อลมสุริยะถือ CME และการแผ่รังสีอันทรงพลังอื่น ๆ เข้าไปในสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์มันสามารถทำให้สนามแม่เหล็กทางด้านหลังกดเข้าด้วยกันซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุแล้วไหลกลับไปยังขั้วแม่เหล็กของดาวเคราะห์ทำให้เกิดการแสดงที่สวยงามที่เรียกว่าออโรร่า borealisin ในชั้นบรรยากาศ [ภาพถ่าย: Auroras ที่น่าทึ่งของปี 2012]

แม้ว่าร่างกายบางส่วนจะถูกป้องกันด้วยสนามแม่เหล็ก แต่บางส่วนก็ขาดการป้องกัน ดวงจันทร์ของโลกไม่มีอะไรที่จะปกป้องมันได้ดังนั้นจงใช้ความรุนแรงอย่างเต็มที่ ดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ที่สุดมีสนามแม่เหล็กที่ป้องกันมันจากลมมาตรฐานทั่วไป แต่ใช้แรงเต็มกำลังของการระเบิดที่ทรงพลังเช่น CME

เมื่อกระแสสูงและความเร็วต่ำมีปฏิกิริยาต่อกันพวกมันจะสร้างบริเวณที่หนาแน่นที่รู้จักกันในชื่อ Co-interaction interaction (CIRs) ซึ่งจะก่อให้เกิดพายุ geomagnetic เมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศของโลก

ลมสุริยะและอนุภาคที่มีประจุจะมีผลต่อดาวเทียมของโลกและระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS) การระเบิดที่ทรงพลังสามารถสร้างความเสียหายให้กับดาวเทียมหรือสามารถผลักดันสัญญาณ GPS ให้ปิดลงได้หลายสิบเมตร

ลมสุริยะก่อให้เกิดดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ ภารกิจนิวฮอริซอนส์ของนาซ่ายังคงตรวจจับได้ขณะเดินทางระหว่างดาวยูเรนัสและพลูโต

Heather Elliott นักวิทยาศาสตร์ด้านอวกาศของ SwRI ในเมืองซานอันโตนิโอรัฐเท็กซัสกล่าวว่าความเร็วและความหนาแน่นเฉลี่ยร่วมกันในขณะที่ลมสุริยะเคลื่อนตัวออกมา แต่ลมยังคงถูกทำให้ร้อนโดยการบีบอัดขณะเดินทางดังนั้นคุณสามารถเห็นหลักฐานของรูปแบบการหมุนของดวงอาทิตย์ในอุณหภูมิแม้ในระบบสุริยจักรวาลด้านนอก

ศึกษาลมสุริยะ

เรารู้จักลมสุริยะมาตั้งแต่ทศวรรษ 1950 แต่ถึงแม้จะมีผลกระทบอย่างกว้างขวางต่อโลกและในอวกาศ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่รู้ว่ามันวิวัฒนาการมาอย่างไร หลายภารกิจในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาพยายามอธิบายความลึกลับนี้

ภารกิจยูลิสซิสของนาซ่าเปิดตัวเมื่อวันที่ 6 ต.ค. 2533 ศึกษาดวงอาทิตย์ตามละติจูดต่าง ๆ มันวัดคุณสมบัติต่าง ๆ ของลมสุริยะตลอดระยะเวลากว่าสิบปี

ดาวเทียมสำรวจองค์ประกอบขั้นสูง (ACE) โคจรรอบจุดหนึ่งในจุดพิเศษระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ที่รู้จักกันในชื่อจุดลากรองจ์ ในบริเวณนี้แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์จะดึงเท่า ๆ กันทำให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจรที่มั่นคง เปิดตัวในปี 1997 ACE วัดลมสุริยะและให้การวัดแบบเรียลไทม์ของการไหลคงที่ของอนุภาค

ยานอวกาศคู่ของนาซ่า STEREO-A และ STEREO-B ศึกษาขอบดวงอาทิตย์เพื่อดูว่าลมสุริยะเกิดขึ้นได้อย่างไร นาซาเปิดตัวในเดือนตุลาคม 2549 "ให้มุมมองที่เป็นเอกลักษณ์และการปฏิวัติระบบสุริยะ" ตามที่องค์การนาซ่าระบุ

ภารกิจใหม่หวังว่าจะส่องแสงบนดวงอาทิตย์และลมสุริยะของมัน Parker Solar Probe ของนาซ่าวางแผนที่จะเปิดตัวในฤดูร้อนปี 2018 โดยมีจุดประสงค์เพื่อ "สัมผัสดวงอาทิตย์" หลังจากหลายปีของการโคจรรอบดาวฤกษ์อย่างใกล้ชิดโพรบจะจุ่มลงไปในโคโรนาเป็นครั้งแรกโดยใช้การรวมกันของการถ่ายภาพและการวัดเพื่อปฏิวัติความเข้าใจของโคโรนาและเพิ่มความเข้าใจกำเนิดและวิวัฒนาการของลมสุริยะ

"Parker Solar Probe กำลังจะตอบคำถามเกี่ยวกับฟิสิกส์ของดวงอาทิตย์ที่เรางงงวยมานานกว่าหกสิบปีแล้ว" Nicola Fox นักวิทยาศาสตร์ของ Parker Solar Probe Project จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins กล่าวในแถลงการณ์ ยานอวกาศที่เต็มไปด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่จะไขปริศนาที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับดาวของเรารวมถึงการค้นหาว่าทำไมโคโรน่าของดวงอาทิตย์ถึงร้อนกว่าพื้นผิวของมันมาก

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม