ما هي الرياح الشمسية؟

الرياح الشمسية

هذا مفهوم فنان عن المجال المغناطيسي العالمي للأرض ، مع صدمة القوس. تقع الأرض في منتصف الصورة ، وتحيط بها مجالها المغناطيسي ، ممثلة بخطوط أرجوانية. صدمة القوس هي الهلال الأزرق على اليمين. العديد من الجسيمات النشطة في الرياح الشمسية ، ممثلة بالذهب ، تنحرف عن طريق 'الدرع' المغناطيسي للأرض. (رصيد الصورة: Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)



تقوم الرياح الشمسية بتدفق البلازما والجزيئات من الشمس إلى الفضاء. على الرغم من أن الرياح ثابتة ، إلا أن خصائصها ليست كذلك. ما الذي يسبب هذا التيار وكيف يؤثر على الأرض؟



نجم عاصف

ال تاج تصل درجة حرارة الطبقة الخارجية للشمس إلى 2 مليون درجة فهرنهايت (1.1 مليون درجة مئوية). عند هذا المستوى ، لا تستطيع جاذبية الشمس التمسك بالجسيمات سريعة الحركة ، وتتدفق بعيدًا عن النجم.

يتغير نشاط الشمس على مدار دورة مدتها 11 عامًا ، مع تغير أرقام بقعة الشمس ومستويات الإشعاع والمواد المقذوفة بمرور الوقت. تؤثر هذه التغييرات على خصائص الرياح الشمسية ، بما في ذلك مجالها المغناطيسي وسرعتها ودرجة حرارتها وكثافتها. تختلف الرياح أيضًا بناءً على أين الشمس يأتي من ومدى سرعة دوران هذا الجزء.



تكون سرعة الرياح الشمسية أعلى من الثقوب الإكليلية ، حيث تصل سرعتها إلى 500 ميل (800 كيلومتر) في الثانية. درجة الحرارة والكثافة أكثر الثقوب الاكليلية منخفضة ، والمجال المغناطيسي ضعيف ، لذا فإن خطوط المجال مفتوحة على الفضاء. تحدث هذه الثقوب عند القطبين وخطوط العرض المنخفضة ، وتصل إلى أكبر حد لها عندما يكون النشاط على الشمس في أدنى مستوياته. يمكن أن تصل درجات الحرارة في الرياح السريعة إلى مليون فهرنهايت (800000 درجة مئوية).

في ال حزام غاسل الاكليلية حول خط الاستواء ، تنتقل الرياح الشمسية بشكل أبطأ ، حوالي 200 ميل (300 كم) في الثانية. تصل درجات الحرارة في الرياح البطيئة إلى 2.9 مليون فهرنهايت (1.6 مليون درجة مئوية).

تتكون الشمس والغلاف الجوي من البلازما ، وهي مزيج من الجزيئات الموجبة والسالبة الشحنة في درجات حرارة عالية للغاية. ولكن عندما تغادر المادة الشمس ، تحملها الرياح الشمسية ، فإنها تصبح أشبه بالغاز.



قال كريج دي فورست ، عالم فيزياء الطاقة الشمسية في معهد ساوث ويست للأبحاث (SwRI) في بولدر ، كولورادو: `` كلما ابتعدت عن الشمس ، تنخفض قوة المجال المغناطيسي بشكل أسرع من ضغط المادة ''. بيان . في النهاية ، تبدأ المادة في التصرف مثل الغاز ، وليس مثل البلازما ذات البنية المغناطيسية.

تؤثر على الأرض

عندما تتحرك الرياح بعيدًا عن الشمس ، فإنها تحمل الجسيمات المشحونة والسحب المغناطيسية . تنبعث بعض الرياح الشمسية في جميع الاتجاهات ، وتضرب كوكبنا باستمرار ، مع تأثيرات مثيرة للاهتمام.

إذا وصلت المادة التي تحملها الرياح الشمسية إلى سطح الكوكب ، فإن إشعاعها من شأنه أن يلحق أضرارًا بالغة بأي حياة قد تكون موجودة. يعمل المجال المغناطيسي للأرض كدرع ، حيث يعيد توجيه المواد حول الكوكب بحيث تتدفق وراءه. تمتد قوة الرياح خارج المجال المغناطيسي بحيث يتم صقلها للداخل على جانب الشمس وتمتد على الجانب الليلي.



تطلق الشمس أحيانًا دفعات كبيرة من البلازما تُعرف باسم الانبعاث الكتلي الإكليلي (CMEs) أو العواصف الشمسية. أكثر شيوعًا خلال الفترة النشطة للدورة المعروفة باسم الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، يكون تأثير CME أقوى من الرياح الشمسية القياسية. [ الصور: صور مذهلة للتوهجات الشمسية والعواصف الشمسية ]

تقول وكالة ناسا على موقعها على الإنترنت: 'إن الانبعاث الشمسي هو أقوى المحركات للاتصال بين الشمس والأرض' مرصد العلاقات الأرضية الشمسية (STEREO) . 'على الرغم من أهميتها ، فإن العلماء لا يفهمون تمامًا أصل وتطور الكواكب الإكليلية المقذوفة ، ولا هيكلها أو مدى انتشارها في الفضاء بين الكواكب.' تأمل مهمة STEREO في تغيير ذلك.

عندما تحمل الرياح الشمسية الكتل الإكليلية المقذوفة وغيرها من رشقات الإشعاع القوية الأخرى في المجال المغناطيسي للكوكب ، يمكن أن تتسبب في ضغط المجال المغناطيسي على الجانب الخلفي معًا ، وهي عملية تُعرف باسم إعادة الاتصال المغناطيسي. ثم تتدفق الجسيمات المشحونة مرة أخرى نحو الأقطاب المغناطيسية للكوكب ، مما يتسبب في ظهور عروض جميلة تُعرف باسم الشفق القطبي في الغلاف الجوي العلوي. [ الصور: الشفق القطبي المذهل لعام 2012 ]

على الرغم من أن بعض الأجسام محمية بمجال مغناطيسي ، إلا أن البعض الآخر يفتقر إلى الحماية. قمر الأرض ليس لديه ما يحميه ، لذلك يتحمل العبء الأكبر. يمتلك كوكب عطارد ، أقرب كوكب ، مجالًا مغناطيسيًا يحميه من الرياح القياسية العادية ، ولكنه يأخذ القوة الكاملة للانفجارات الأكثر قوة مثل CMEs.

عندما تتفاعل التيارات عالية ومنخفضة السرعة مع بعضها البعض ، فإنها تخلق مناطق كثيفة تُعرف باسم مناطق التفاعل المشترك (CIRs) التي تؤدي إلى عواصف مغنطيسية أرضية عندما تتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض.

يمكن أن تؤثر الرياح الشمسية والجسيمات المشحونة التي تحملها على أقمار الأرض و نظم تحديد المواقع العالمية (GPS). يمكن أن تتسبب الانفجارات القوية في إتلاف الأقمار الصناعية ، أو يمكن أن تدفع إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لإيقاف تشغيلها بعشرات الأمتار.

تزعج الرياح الشمسية جميع الكواكب في النظام الشمسي. واصلت مهمة نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا اكتشافها أثناء انتقالها بين أورانوس وبلوتو.

قالت هيذر إليوت ، عالمة الفضاء في SwRI في سان أنطونيو ، تكساس ، إن 'متوسط ​​السرعة والكثافة معًا مع خروج الرياح الشمسية' بيان . لكن الرياح لا تزال تسخن بالضغط أثناء انتقالها ، لذا يمكنك أن ترى دليلاً على نمط دوران الشمس في درجة الحرارة حتى في النظام الشمسي الخارجي.

دراسة الرياح الشمسية

لقد عرفنا عن الرياح الشمسية منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، ولكن على الرغم من آثارها الواسعة على الأرض وعلى رواد الفضاء ، لا يزال العلماء لا يعرفون كيف تتطور. سعت عدة بعثات على مدى العقود القليلة الماضية إلى تفسير هذا اللغز.

تم إطلاقه في 6 أكتوبر 1990 ، مهمة أوليسيس التابعة لناسا درس الشمس في خطوط العرض المختلفة. قام بقياس الخصائص المختلفة للرياح الشمسية على مدار أكثر من اثني عشر عامًا.

ال ساتل مستكشف التكوين المتقدم (ACE) يدور في إحدى النقاط الخاصة بين الأرض والشمس المعروفة باسم نقطة لاغرانج. في هذه المنطقة ، تجذب الجاذبية من الشمس والكوكب بالتساوي ، مما يحافظ على القمر الصناعي في مدار مستقر. تم إطلاق ACE في عام 1997 ، وهو يقيس الرياح الشمسية ويوفر قياسات في الوقت الفعلي للتدفق المستمر للجسيمات.

تدرس المركبة الفضائية التوأم التابعة لناسا ، STEREO-A و STEREO-B حافة الشمس لترى كيف تولد الرياح الشمسية. تم إطلاق STEREO في أكتوبر 2006 ، وقد قدم 'رؤية فريدة وثورية لنظام الشمس والأرض ،' وفقًا لوكالة ناسا .

مهمة جديدة تأمل في تسليط الضوء على الشمس ورياحها الشمسية. وكالة ناسا باركر سولار بروب ، المخطط إطلاقه في صيف 2018 ، يهدف إلى 'لمس الشمس'. بعد عدة سنوات من الدوران حول النجم عن قرب ، سوف يغوص المسبار في الإكليل لأول مرة ، باستخدام مزيج من التصوير والقياسات لإحداث ثورة في فهم الإكليل وزيادة فهم أصل وتطور الرياح الشمسية.

قال نيكولا فوكس ، عالم مشروع باركر سولار بروب ، من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، في بيان . 'إنها مركبة فضائية مليئة بالاختراقات التكنولوجية التي ستحل العديد من أكبر الألغاز حول نجمنا ، بما في ذلك معرفة سبب ارتفاع درجة حرارة الهالة الشمسية عن سطحها.'

مصادر إضافية

اتبع نولا تايلور ريد في تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك ، أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google .