Влияние солнечного ветра.




Определение и характеристики солнечного ветра.

Солнечный ветер представляет собой поток полностью ионизированной водородной плазмы, состоящего из электронов протонов примерно одинаковой плотности, который со скоростью приблизительно 300-1200 км/ч движется от солнечной короны и увлекающий за собой силовые линии магнитных полей Солнца, и обтекающий магнитосферу Земли.

Концентрация протонов (или электронов) 10-20 частиц в кубическом сантиметре, а их температура примерно 100 000 К. (температура электронов несколько выше), также вместе с ветром в межпланетное пространство переносятся и солнечные магнитные поля. Солнечный ветер является одним из основных компонентов межпланетной среды и влияет на множество природных явлений, такие как явления космической погоды, магнитные бури и полярные сияния. В отношении других звёзд употребляется термин звёздный ветер, так что по отношению к солнечному ветру можно сказать «звёздный ветер Солнца». Следует также различать такие понятия как «солнечный ветер» (поток ионизированных частиц) и «солнечный свет» (поток фотонов).

Солнечный ветер разделяют на две компоненты — медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру 1,4—1,6×106 К и по составу близко соответствует короне. Быстрый солнечный ветер имеет скорость около 750 км/с, температуру 8×105 К, и по составу похож на вещество фотосферы. Медленный солнечный ветер вдвое более плотный и менее постоянный, чем быстрый.

Источниками быстрого солнечного ветра являются корональные дыры — области с низкой плотностью, возникающие над поверхностью там, где магнитное поле Солнца открывается в межпланетное пространство. Потоки испускаются Солнцем в течение нескольких месяцев и имеют период повторяемости при наблюдениях с Земли в 27 суток (период вращения Солнца).Медленный солнечный ветер порождается «спокойной» частью солнечной короны (больших структурах, называемых корональные стримеры).

Также с солнечным ветром связаны возмущенные потоки. Они относятся к межпланетным проявлениям корональных выбросов массы (называемыми в англоязычной литературе Coronal mass ejection – CME), а также с областями сжатия перед быстрыми СМЕ (анг. Sheath) и перед быстрыми потоками из корональных дыр (анг. Corotating interaction region - CIR).Около половины случаев наблюдений Sheath и CIR могут иметь впереди себя межпланетную ударную волну. Именно в возмущенных типах солнечного ветра межпланетное магнитное поле может приводит ко многим эффектам космической погоды (геомагнитной активности, включая магнитные бури). Ранее предполагалось, что возмущенные потоки вызываются солнечными вспышками, однако в настоящее время считается, что потоки в солнечном ветре обусловлены корональными выбросами. Вместе с тем следует отметить, что и солнечные вспышки, и корональные выбросы связаны с одними и теми же источниками энергии на Солнце и между ними существует зависимость.

В среднем Солнце излучает с ветром около 1,3×1036 частиц в секунду. Следовательно — полная потеря массы Солнцем (на данный вид излучения) составляет за год 2—3×10−14 солнечных масс, или 6,7 тонн в час. Это эквивалентно потере массы, равной земной, за 150 млн лет.

Вероятно, что первым предсказал существование солнечного ветра норвежский исследователь Кристиан Биркланд в 1916 г. «С физической точки зрения наиболее вероятно, что солнечные лучи не являются ни положительными, ни отрицательными, но и теми и другими вместе». Другими словами, солнечный ветер состоит из отрицательных электронов и положительных ионов. Три года спустя, в 1919 Фридерик Линдеманн также предположил, что частицы обоих зарядов, протоны и электроны, приходят от Солнца.

В 1957 профессор Чикагского университета Е.Паркер сделал вывод, что горячее течение от Солнца и поток частиц, сдувающий кометные хвосты - это два проявления одного и того же явления, которое он назвал «солнечным ветром». Понадобилось два года, чтобы эта теория была подтверждена экспериментально при помощи приборов, установленных на советских космических аппаратах «Луна-2» и «Луна-3» группой К.И.Грингауза.

Влияние солнечного ветра.

Солнечный ветер оказывает огромное влияние на Землю и на все живые организмы, населяющие ее, в том числе и человека. Так, например, возмущённые потоки солнечного ветра при взаимодействии с магнитосферой Земли вызывают магнитные бури длительностью от нескольких часов до несколько суток. Магнитные бури являются одним из важнейших элементов космической погоды и влияют на многие области деятельности человека, из которых можно выделить нарушение связи, систем навигации космических кораблей, возникновения поверхностных зарядов на трансформаторах и трубопроводах и даже разрушение энергетических систем.

Магнитные бури также влияют на здоровье и самочувствие людей. Известно и о влиянии бурь на психику человека: так, в периоды максимума этой активности возрастает количество случаев суицида, а также маниакально-депрессивного психоза, причем переход в маниакальную стадию происходит именно в эпохи высокой геомагнитной возмущенности.

Чрезвычайно интересны исследования в области связи творческой активности людей с данным явлением. В максимальные периоды магнитных бурь обостряются иррациональные компоненты в поведении, как отдельных людей, так и масс. Так, всплески творческой активности и исследовательской работы приурочены именно к ним. По мнению психологов, в это время у творческих личностей, многие из которых относятся к маниакально-депрессивному типу, осуществляется переход от депрессивного к маниакальному состоянию а, следовательно, и к лихорадочной деятельности и озарениям в работе. Помимо вышеперечисленных проявлений на человеческую жизнь, магнитные бури уже давно стали считать планетарным экологическим фактором, так как, например, с ней связывают изменение частоты ряда инфекционных заболеваний — например, в тех случаях, когда переносчиками являются насекомые. Раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца и вызываемых ею в земной магнитосфере возмущений на земные организмы, называется гелиобиологией.

Также солнечный ветер участвует в образовании полярного сияния. Полярное сияние — свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-07-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: