Что такое солнечный ветер?

Солнечный ветер - это поток заряженных частиц, вытекающих из Солнца или любой звезды во всех направлениях. Солнечный ветер в основном состоит из свободных протонов и электронов (плазмы) с энергиями около 1 кэВ (килоэлектрон-вольт). Это довольно энергичный, но солнечный ветер обычно безвреден из-за своей низкой плотности. Солнечный ветер распространяется примерно на 100 а.е. (астрономические единицы, расстояния Земля-Солнце), примерно в три раза дальше от Солнца, чем на орбиту Нептуна, и в этот момент он сталкивается с межзвездной средой. Регион, где преобладает солнечный ветер, известен как гелиосфера.

Не совсем известно, как солнечный ветер ускользает от Солнца и распространяется наружу. Частично это происходит из-за чрезвычайно высокой температуры короны, самого высокого слоя атмосферы Солнца, который колеблется от 1 до 3 миллионов Кельвинов (от 1 до 3 миллионов Цельсия, от 1,8 до 5,4 миллионов Фаренгейтов), достигая случайных максимумов в 10 миллионов Кельвинов. Высокая температура короны - нерешенный вопрос в самой физике, но скорость солнечного ветра, излучаемого Солнцем - от 400 до 700 км / с, - еще одна загадка. Даже принимая во внимание высокую температуру короны, эти частицы должны откуда-то получать дополнительную кинетическую энергию, чтобы ускользнуть от Солнца со скоростью, с которой они это делают. Магнитные поля, создаваемые свободными электронами, могут способствовать ускорению протонов от Солнца.

Солнечный ветер является источником различных явлений, видимых с Земли, включая полярные сияния (северное сияние и южное сияние), геомагнитные бури, наиболее сильные из которых могут повредить электрические сети и подвергнуть опасности космонавтов, а также плазменные хвосты комет. Солнце испускает около 6,7 миллиардов тонн солнечного ветра в час, что звучит как много, но становится практически ничем, когда распространяется по обширному пространству космоса. Масса солнечного ветра Земли выбрасывается только каждые 150 миллионов лет, а Солнце потеряло всего 0,01% своей массы за свой возраст 4,57 миллиарда лет. Другие звезды, особенно звезды Вольфа-Райе, со временем теряют из-за солнечного ветра гораздо больше своей массы. В то время как Солнцу потребовалось бы 50 триллионов лет, чтобы изгнать всю свою массу через солнечный ветер, звезде Вольфа-Райе требуется всего около 100 000.

Солнечный ветер - главное явление в космосе на большом расстоянии, но не навсегда. Влияние солнечного ветра начинает давать сбои в результате завершающего удара, примерно в 75 а.е. от Солнца, где скорость солнечного ветра уменьшается от сверхзвукового до дозвукового. Космический зонд Voyager 1 достиг предельного шока 23-24 мая 2005 года. Данные, отправленные с его датчиков, дали ученым лучшее представление о том, как меняется динамика, когда солнечный ветер не является основным влиянием на локальную космическую среду.