Co to jest wiatr słoneczny?

Wiatr słoneczny to strumień naładowanych cząstek wypływających ze Słońca lub dowolnej gwiazdy we wszystkich kierunkach. Wiatr słoneczny składa się głównie z wolnych protonów i elektronów (plazmy) o energii około 1 keV (kilo-elektron-wolt). Ten dość energetyczny, ale wiatr słoneczny jest zwykle nieszkodliwy ze względu na jego małą gęstość. Wiatr słoneczny rozciąga się na zewnątrz około 100 AU (jednostki astronomiczne, odległości Ziemia-Słońce), około trzy razy dalej od Słońca niż orbita Neptuna, w którym to punkcie zderza się z ośrodkiem międzygwiezdnym. Region, w którym dominuje wiatr słoneczny, znany jest jako heliosfera.

Nie do końca wiadomo, w jaki sposób wiatr słoneczny ucieka przed Słońcem i przemieszcza się na zewnątrz. Jest to częściowo spowodowane ekstremalnie wysoką temperaturą korony, najwyższej warstwy atmosfery Słońca, która waha się między 1 a 3 milionami Kelwinów (1 do 3 milionów Celsjusza, 1,8 i 5,4 miliona Fahrenheita), osiągając od czasu do czasu maksima 10 milionów Kelwinów. Wysoka temperatura korony jest nierozwiązanym pytaniem w samej fizyce, ale prędkość wiatru słonecznego wyrzucanego ze Słońca - między 400 a 700 km / s - jest kolejną zagadką. Nawet biorąc pod uwagę wysoką temperaturę korony, cząstki te muszą uzyskać dodatkową energię kinetyczną skądś, by uciec przed Słońcem z prędkością, którą wykonują. Pola magnetyczne generowane przez wolne elektrony mogą przyczyniać się do przyspieszenia protonów z dala od Słońca.

Wiatr słoneczny jest źródłem różnych zjawisk widocznych z Ziemi, w tym zorzy polarnej (Northern Lights i Southern Lights), burz geomagnetycznych, z których najpoważniejsze mogą uszkodzić sieci energetyczne i narazić astronautów na niebezpieczeństwo, a także ogony plazmy komet. Słońce emituje około 6,7 miliarda ton wiatru słonecznego na godzinę, co wydaje się dużo, ale staje się praktycznie niczym po rozłożeniu na ogromnej przestrzeni kosmicznej. Ziemska masa wiatru słonecznego jest wyrzucana co 150 milionów lat, a Słońce straciło zaledwie 0,01% swojej masy w wieku 4,57 miliarda lat. Inne gwiazdy, zwłaszcza gwiazdy Wolfa-Rayeta, tracą z czasem znacznie więcej swojej masy na wiatr słoneczny. Podczas gdy Słońce wymagałoby 50 trylionów lat, aby wyrzucić całą swoją masę za pomocą wiatru słonecznego, gwiazda Wolfa-Rayeta wymaga tylko około 100 000.

Wiatr słoneczny jest podstawowym zjawiskiem w kosmosie na dużą odległość, ale nie na zawsze. Wpływ wiatru słonecznego zaczyna słabnąć przy szoku termicznym, około 75 jednostek AU od Słońca, gdzie prędkość wiatru słonecznego maleje z naddźwiękowego do poddźwiękowego. Sonda kosmiczna Voyager 1 osiągnęła szok termiczny w dniach 23–24 maja 2005 r. Dane wysłane z jej czujników dały naukowcom lepsze pojęcie o tym, jak zmienia się dynamika, gdy wiatr słoneczny nie jest głównym wpływem na lokalne środowisko kosmiczne.