Ez egy művész koncepciója a Föld globális mágneses mezőjéről, az íj sokkával együtt. A Föld a kép közepén van, mágneses tere veszi körül, amelyet lila vonalak képviselnek. Az íj sokk a jobb oldalon a kék félhold. A Nap szélében számos, az aranyban ábrázolt energiaszemcsét eltérítik a Föld mágneses "pajzsja".
(Kép: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Goddard űrrepülési központ fogalmi képlabor)
A napszél szétáramolja a plazmát és a részecskéket az űrből. Noha a szél állandó, tulajdonságai nem. Mi okozza ezt a patakot, és hogyan befolyásolja a Földet?
Szeles csillag
A korona, a nap külső rétege 2 millió Fahrenheit-fok (1,1 millió Celsius fok) hőmérsékletet ér el. Ezen a szinten a nap gravitációja nem képes megtartani a gyorsan mozgó részecskéket, és elfolynak a csillagtól.
A nap aktivitása 11 éves ciklusa során változik, a napfolt száma, a sugárzási szint és a kisugárzott anyag az idő múlásával. Ezek a változások befolyásolják a napszél tulajdonságait, ideértve a mágneses mezőt, a sebességet, a hőmérsékletet és a sűrűséget. A szél attól is függ, hogy honnan jön a nap, és milyen gyorsan forog ez a rész.
A napszél sebessége nagyobb a koronális lyukaknál, másodpercenként akár 500 mérföld (800 kilométer) sebességet is elérve. A koronális lyukak hőmérséklete és sűrűsége alacsony, és a mágneses mező gyenge, tehát a mezővonalak nyitva vannak a térben. Ezek a lyukak a pólusoknál és az alacsony szélességi fokon fordulnak elő, és akkor érik el legnagyobbüket, amikor a napsugárzás aktivitása minimális. A gyors szél hőmérséklete elérheti a 800 000 C-ot is.
Az Egyenlítő körüli koronális csíkoknál a napszél lassabban halad, körülbelül 200 mérföld (másodperc) körül. A lassú szél hőmérséklete eléri a 2,9 millió F-ot (1,6 millió C).
A napot és a légkört plazma alkotja, amely pozitív és negatív töltésű részecskék keveréke rendkívül magas hőmérsékleten. De amint az anyag elhagyja a napot, amelyet a napszél szállít, gázszerűbbé válik.
"Ahogyan távolabb jut a napfénytől, a mágneses mező erőssége gyorsabban esik, mint az anyag nyomása." - nyilatkozta Craig DeForest, a Colorado-i Boulder-i Délnyugati Kutatóintézet (SwRI) napfizikusa. "Végül az anyag inkább úgy viselkedik, mint egy gáz, és kevésbé olyan, mint egy mágnesesen szerkezetű plazma."
Érinti a Földet
Ahogy a szél lehajlik a naptól, töltött részecskéket és mágneses felhőket hordoz. Minden irányba bocsátva a napszél egy része állandóan svédasztalosítja bolygónkat, érdekes hatásokkal.
Ha a napszél által szállított anyag eléri a bolygó felületét, akkor a sugárzása súlyos károkat okozna az esetleges életnek. A Föld mágneses mezője pajzsként szolgál, és átirányítja az anyagot a bolygó körül úgy, hogy rajta túlfolyjon. A szél ereje kinyújtja a mágneses mezőt oly módon, hogy a nap oldalán kifelé simuljon, és az éjszakai oldalon kifeszüljön.
Időnként a nap nagy plazmakitöréseket szétoszlat, amelyeket koronális tömegkibocsátásnak (CME) vagy napviharoknak hívnak. A ciklus aktív periódusában, amelyet nap-maximumnak neveznek, a CME-k erősebb hatást fejtenek ki, mint a szokásos napenergia-szél. [Fotók: Lenyűgöző fotók a napsugárzásokról és a napsütéses viharokról]
"A nap-föld kapcsolat a legerősebb hajtóerő a nappali-föld kapcsolat" - mondja a NASA a földi földi kapcsolatok megfigyelőközpontjának (STEREO) honlapján. "Fontosságuk ellenére a tudósok nem értik teljesen a CME-k eredetét és fejlődését, sem azok szerkezetét, sem terjedését a bolygóközi térben." A STEREO misszió reméli, hogy megváltoztatja ezt.
Amikor a napsugár szél CME-ket és más erőteljes sugárzásokat hordoz a bolygó mágneses mezőjében, a hátsó oldalán lévő mágneses mező összekapcsolódhat, ezt mágneses újracsatlakozásnak nevezik. A töltött részecskék ezután visszafolynak a bolygó mágneses pólusai felé, és így gyönyörű kijelzőket képeznek, amelyeket aurora borealisinnak nevez a felső légkörnek. [Fotók: Amazing Auroras 2012]
Bár egyes testeket mágneses mező árnyékolja, másoknak nincs védelme. A Föld holdjának nincs semmi olyasvalaki, amely védi, tehát a teljes feleség. A higanynak, a legközelebbi bolygónak van egy mágneses tere, amely megóvja azt a szokásos széltől, ám az erősebb kitörések, például a CME-k teljes erejét megteszi.
Amikor a nagy és a kis sebességű patakok kölcsönhatásba lépnek egymással, sűrű régiókat képeznek, amelyeket egymással forgó interakciós régióknak (CIR) hívnak, amelyek geomágneses viharokat váltanak ki, amikor kölcsönhatásba lépnek a Föld légkörével.
A napszél és az általa szállított töltött részecskék befolyásolhatják a Föld műholdait és a globális helymeghatározó rendszereket (GPS). Az erőteljes robbantások károsíthatják a műholdakat, vagy a GPS jeleket több tíz méter távolságra bocsáthatják.
A napszél szétvágja a Naprendszer összes bolygóját. A NASA New Horizons missziója folytatta az észlelését, miközben Uránusz és Plútó között haladt.
"A sebesség és a sűrűség átlaga együtt, amikor a napsugár szél távozik" - mondta Heather Elliott, a texasi San Antonio-ban lévő SwRI űrtudós. "De a szél továbbra is melegíti a kompressziót, miközben utazik, tehát még a külső Naprendszerben is láthatók a hőmérséklet hőmérséklete közötti forgási minták.
A napszél tanulmányozása
Az 1950-es évek óta tudtunk a napszélről, ám a Földre és az űrhajósokra gyakorolt kiterjedt hatása ellenére a tudósok még mindig nem tudják, hogyan alakul ki. Az elmúlt évtizedekben számos misszió kísérelte meg magyarázni ezt a rejtélyt.
Az 1990. október 6-án indított NASA Ulysses-missziója különböző szélességi fokon vizsgálta a napot. Több mint egy tucat év alatt megmérte a napszél különféle tulajdonságait.
Az Advanced Composition Explorer (ACE) műholda a Föld és a Nap között, Lagrange-néven ismert egyik speciális ponton kering. Ezen a területen a Nap és a bolygó gravitációja egyformán húzódik, miközben a műholdat stabil pályán tartja. Az 1997-ben elindított ACE méri a napenergia szélét, és valós idejű méréseket végez a részecskék állandó áramlásáról.
A NASA iker űrhajója, a STEREO-A és a STEREO-B megvizsgálja a nap szélét, hogy megtudja, hogyan születik a napszél. A NASA szerint a 2006 októberében elindított STEREO "egyedi és forradalmi képet nyújt a Nap-Föld rendszerről".
Egy új küldetés azt várja el, hogy fényt sugároz a napra és a napszélre. A NASA Parker napenergia-érzékelője, amelyet 2018 nyarán terveznek elindítani, célja, hogy "megérintse a napot". A csillag több éven át tartó szoros keringése után a szonda először merül be a koronába, képalkotó és mérési kombinációk segítségével, hogy forradalmasítsa a koronát és megértse a napszél eredetét és alakulását.
"A Parker Solar Probe válaszol a napfizika kérdéseire, amelyekben már több mint hat évtizedet zavarba ejtünk" - mondta Parker Solar Probe projekt tudós, Nicola Fox, a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának. "Ez egy űrhajó, amely tele van technológiai áttörésekkel, és megoldja a csillagunkkal kapcsolatos legnagyobb rejtélyeket, többek között annak kiderítésével, hogy a Nap koronája miért olyan melegebb, mint a felszíne."
További források
- Valós idejű napenergia szél (NOAA / Űr időjárási előrejelző központ)
- 3 napos előrejelzés (NOAA / Űr Időjárás-előrejelző Központ)
- Heti kiemelt események és 27 napos előrejelzés (NOAA / Space Weather Prediction Center)
