Solar Wind Reading resume el contenido principal de este artículo.

El viento solar es un flujo continuo de plasma procedente del sol que se mueve a una velocidad de 200-800 km/s. Aunque este material es diferente del aire de la Tierra, no está compuesto de moléculas de gas. Pero formados por partículas elementales más simples, como protones y electrones, son un nivel más pequeños que los átomos, pero el efecto que producen al fluir es muy similar al del aire, por eso se le llama viento solar. Por supuesto, la densidad del viento solar es muy, muy fina e insignificante en comparación con la densidad del viento en la Tierra. En general, en el espacio interplanetario cercano a la Tierra hay entre varias y decenas de partículas por centímetro cúbico, mientras que la densidad de los vientos en contra en la Tierra es de 268,7 mil millones de moléculas por centímetro cúbico. Aunque el viento solar es muy tenue, sopla mucho más violentamente que los vientos de la Tierra. En la Tierra, la velocidad del viento de los 12 tifones es de más de 32,5 metros por segundo, pero la velocidad del viento solar cerca de la Tierra a menudo se mantiene entre 350 y 450 kilómetros por segundo, que es decenas de miles de veces la velocidad del viento. de la tierra. En su momento más violento, puede alcanzar más de 800 kilómetros por segundo. El viento solar es constantemente expulsado al espacio desde la corona, la capa más externa de la atmósfera solar. Este flujo de partículas es expulsado por el agujero de la corona y sus componentes principales son partículas de hidrógeno y partículas de helio. La otra es la radiación cuando el sol está activo, que es rápida y tiene un alto contenido de partículas. Este tipo de viento solar se llama "viento solar perturbado". El viento solar perturbado tiene un gran impacto en la Tierra. Cuando llega a la Tierra, suele provocar enormes tormentas magnéticas e intensas auroras, además de perturbaciones ionosféricas. La existencia del viento solar nos brinda comodidad para estudiar la relación entre el sol y la tierra.

Causa

Para poder expresar claramente cómo se forma el viento solar es necesario comprender la estratificación de la atmósfera solar.

En general, dividimos la atmósfera solar en seis capas, que se nombran de dentro a fuera: núcleo solar, cinturón de radiación, troposfera, fotosfera, cromosfera y corona. El radio del núcleo solar es aproximadamente una cuarta parte del radio del sol. Concentra la mayor parte de la masa del sol y es donde se produce más del 99% de la energía solar. La fotosfera es la superficie circular brillante del sol que normalmente vemos. Toda la luz visible del sol se emite desde la fotosfera.

La corona se encuentra en la capa más externa del sol y pertenece a la atmósfera exterior del sol. Aquí se forma y emite el viento solar.

A través de fotografías tomadas por satélites y detectores espaciales, se puede encontrar que existen algunas áreas oscuras de gran área en forma de franjas a largo plazo en la corona. La intensidad de los rayos X en estas áreas es mucho menor que en otras áreas y parecen agujeros en la corona, que llamamos agujeros coronales.

Un agujero coronal es un área abierta del campo magnético solar, donde las líneas del campo magnético se extienden hacia el espacio y una gran cantidad de plasma fluye hacia afuera a lo largo de las líneas del campo magnético, formando una partícula de alta velocidad. fluir. La velocidad del flujo de partículas en el fondo del agujero coronal es de unos 16 kilómetros por segundo, y la velocidad puede alcanzar más de 800 kilómetros por segundo cuando alcanza la órbita terrestre. Este flujo de plasma de alta velocidad es lo que llamamos viento solar.

Después de que el viento solar sale del agujero coronal, rápidamente sopla con el campo magnético solar atrapado en su interior. Ahora sabemos con certeza que el viento solar sopla al menos en todo el sistema solar.

Cuando el viento solar llega a las proximidades de la Tierra, interactúa con el campo magnético dipolo de la Tierra y hace volar las líneas del campo magnético de la Tierra hacia atrás. Sin embargo, la presión magnética del campo magnético terrestre bloquea el movimiento del flujo de plasma, evitando que el viento solar entre en la atmósfera terrestre y continúe moviéndose alrededor del campo magnético terrestre. Esto crea una cavidad en la que está contenido el campo magnético de la Tierra. En este momento, la forma del campo magnético de la Tierra es como un huevo, con una cabeza grande y otra pequeña.

Sin embargo, cuando el sol tiene una actividad violenta repentina, la situación cambia. En este momento, la cantidad de iones de alta energía en el viento solar aumentará y estos iones de alta energía pueden invadir las regiones polares de la Tierra a lo largo de las líneas del campo magnético. Y descargas en la atmósfera superior en los polos terrestres, produciendo auroras espectaculares.

En 1850, un astrónomo británico llamado Carrington observó las manchas solares y descubrió un pequeño destello en la superficie del sol que duraba unos 5 minutos. Carrington pensó que había visto un gran meteorito caer sobre el sol.

Una breve historia de la observación

En la década de 1920, a medida que los instrumentos para estudiar el sol se volvieron más sofisticados, la gente descubrió que esta "luz solar" era algo común, y su aparición a menudo Relacionado con las manchas solares. Por ejemplo, en 1899, el astrónomo estadounidense Hall inventó el "espectrógrafo solar", que podía utilizarse para observar la luz de una determinada longitud de onda emitida por el sol. De este modo se puede confiar en el hidrógeno y la luz de la atmósfera solar.

Las linternas pequeñas son muy comunes. En lugares con manchas solares densas, se pueden realizar hasta 100 observaciones al día, especialmente cuando las manchas solares están "creciendo". Los destellos enormes como el que vio Carrington son raros y ocurren sólo unas pocas veces al año.

A veces, el destello ocurre justo en el centro de la superficie del sol, por lo que la dirección de su explosión apunta hacia la Tierra. Después de tal explosión, aparecerán cosas extrañas en la tierra una y otra vez. Las auroras pueden ser muy intensas durante varios días, a veces incluso en zonas templadas. La aguja de la brújula se moverá y oscilará violentamente, por lo que a este efecto a veces se le llama "tormenta magnética". Con el avance de la ciencia y la tecnología, el misterio de la aurora es cada vez más conocido por nosotros. Esta hermosa escena es obra del sol y la atmósfera. Entre las diversas formas de energía creadas por el sol, como la luz y el calor, existe una energía llamada "viento solar". El viento solar, una poderosa corriente de partículas subatómicas cargadas expulsadas del sol, puede cubrir la Tierra. El viento solar fluye alrededor de la Tierra por encima de la Tierra, golpeando el campo magnético de la Tierra a una velocidad de unos 400 kilómetros por segundo.

El campo magnético de la Tierra tiene forma de embudo. La punta está orientada hacia los polos norte y sur de la Tierra, por lo que las partículas cargadas emitidas por el Sol se hunden a lo largo del "embudo" del campo geomagnético y entran en las regiones polares de la Tierra. La atmósfera superior en los polos es bombardeada por el viento solar y emite luz formando auroras. Las que se forman en la región antártica se llaman auroras australes y las que se forman en la región ártica se denominan auroras boreales.

Antes de este siglo, esta situación no tenía impacto en los seres humanos. Sin embargo, en el siglo XX se descubrió que las tormentas magnéticas pueden afectar la recepción de radio y diversos dispositivos electrónicos. A medida que los humanos se vuelven cada vez más dependientes de estos dispositivos, las tormentas magnéticas se vuelven cada vez más importantes. Por ejemplo, durante una tormenta geomagnética, las transmisiones de radio y televisión se interrumpen y el radar no funciona.

Los astrónomos estudiaron más de cerca los destellos del Sol y descubrieron que en estos estallidos, aparentemente el hidrógeno caliente era arrojado muy lejos, y una parte del mismo era expulsado al espacio contra la enorme gravedad del Sol. El núcleo de hidrógeno es un protón, por lo que hay una nube de protones alrededor del Sol (así como algunos núcleos complejos). En 1958+0958, el físico estadounidense Parker llamó a esta nube de protones saliente "viento solar".

Cuando los protones que vuelan hacia la Tierra lleguen a la Tierra, la mayoría de ellos serán empujados por el propio campo magnético de la Tierra. Pero una parte entrará en la atmósfera, provocando auroras y diversos fenómenos eléctricos. Una explosión sobrenatural de una poderosa nube de protones que se dirige hacia la Tierra produciría un fenómeno llamado "tormenta solar" y luego se produciría el efecto de tormenta magnética.

Es el viento solar el que crea la cola del cometa. Cuando un cometa se acerca al Sol, el viento solar devuelve el polvo y el gas que rodean la estrella. Este efecto también se ha confirmado en los satélites. Satélites tan grandes y livianos como Echo-1 pueden ser expulsados ​​de sus órbitas precalculadas por el viento solar.

Impactos relacionados

Aunque el viento solar es violento, no soplará hacia la tierra. Esto se debe a que la Tierra tiene su propio paraguas protector: el campo magnético terrestre. El campo magnético de la Tierra mantiene el viento solar alejado de la Tierra. Sin embargo, todavía habrá algunos elementos que se escaparán de la red, aunque sean sólo un número muy pequeño, todavía traerán una serie de daños a la tierra; Interferirá con el campo magnético terrestre y provocará cambios significativos en la intensidad del campo magnético terrestre. También afectará la atmósfera superior de la tierra, destruirá la estructura de la ionosfera terrestre, haciendo que ésta pierda la capacidad de reflejar las ondas de radio sin cables, provocando la interrupción de nuestras comunicaciones por radio; también afectará los cambios químicos de la atmósfera; capa de ozono, que se irá transmitiendo capa a capa hasta llegar a la superficie terrestre, provocando cambios anormales en el clima terrestre que afectan aún más la corteza terrestre, desencadenando erupciones volcánicas y terremotos. Por ejemplo, el 15 de julio de 1959, la gente observó que el sol emitía repentinamente una llama enorme (esta es la fuente del viento solar). Unos días más tarde, en julio de 2655, al mismo tiempo, el campo geomagnético también se vio gravemente perturbado por la llamada "tormenta magnética". Las comunicaciones globales se interrumpieron repentinamente, lo que provocó que algunos aviones y barcos que dependían de brújulas y radionavegación se detuvieran. de repente se vuelven "ciegos" y "sordos".

El impacto del viento solar sobre la Tierra sólo es causado por moléculas que se deslizan a través de la red, lo que demuestra cuán poderoso es el viento solar en el espacio interestelar sin obstáculos.

Donde el viento solar se encuentra con el material interestelar del exterior, se genera una onda de choque. Se dice que la Voyager 1, lanzada en 1977, se topó con una onda de choque de este tipo en 2003. La onda de choque se encuentra a unos 12,8 mil millones de kilómetros del sol.

Investigación científica

Una casa cuyas ventanas son abiertas por el viento puede resistir el ataque de tormentas violentas en su conjunto, pero el viento que irrumpe por las ventanas volará la casa en un desastre. Las últimas investigaciones muestran que el campo magnético de la Tierra es como una casa propensa a tener fugas ante el viento solar. La fuga durará varias horas, brindando una oportunidad para que las partículas cargadas del sol entren en la atmósfera de la Tierra y se alteren. Comunicaciones y sistemas de energía.

En el último número de la revista británica Nature, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, publicaron los resultados de este estudio. Los investigadores dicen que los nuevos resultados ayudarán a predecir mejor el posible impacto del "clima espacial" severo, como las tormentas solares, en la Tierra.

De vez en cuando, un viento solar compuesto de partículas cargadas eléctricamente sopla desde el sol. Si la actividad solar se vuelve intensa, el viento solar también lo será. La propia Tierra tiene un campo magnético en el espacio que se extiende a decenas de miles de kilómetros, formando una barrera protectora contra el viento solar. Sin embargo, esta barrera no está exenta de defectos. Ya en 1961, el Dr. Deng Gai del Imperial College de Londres predijo que cuando la dirección del campo magnético contenido en el viento solar es parcialmente opuesta a la dirección del campo magnético de la Tierra, el proceso de "reconexión magnética" de los dos campos magnéticos provocará brechas en la barrera protectora del campo magnético de la Tierra, lo que permitirá que las partículas cargadas del viento solar lo aprovechen. Otros científicos confirmaron más tarde la existencia de la brecha, pero los científicos nunca supieron si la brecha en el campo magnético de la Tierra era intermitente o si permanecía abierta durante largos períodos de tiempo.

Frei, de la Universidad de California en Berkeley, dijo que él y sus colegas descubrieron por primera vez la brecha en el campo magnético de la Tierra con la ayuda de detectores de imágenes de la NASA y datos de observación de satélites pertenecientes a la Unión Europea. y el proyecto de la cooperativa estadounidense "Star Cluster" permanecerá en marcha durante unas horas. Según sus cálculos, en el límite de la barrera del campo magnético de la Tierra, a unos 60.000 kilómetros de la superficie de la Tierra, el área de la brecha puede ser el doble del área de la Tierra, y el viento solar que entra desde allí eventualmente creará un área del tamaño de California en la ionosfera sobre el Polo Norte.

Importancia científica

El descubrimiento del viento solar es uno de los descubrimientos más importantes en la exploración espacial del siglo XX. Después de casi 40 años de investigación, las propiedades físicas del viento solar se han comprendido básicamente, pero la gente aún no sabe cómo se origina el viento solar y cómo se acelera.

Cómo proporcionar plasma y energía al viento solar es una cuestión fundamental desde hace mucho tiempo en el campo de la física espacial.