باد های خورشیدی(طوفان خورشیدی) جریان پیوسته ای از ذرات باردار و زیر اتمی است که از خورشید ساطع می شود. برای انسان ها، این جریان نوعی موهبت است. سیگنالهای جیپیاس که اکنون به آنها وابسته هستیم، ممکن است توسط باد خورشیدی مختل شوند.
زمین تنها جایی نیست که تحت تأثیر ذرات جریانی قرار گرفته است. داده‌های تازه جمع‌آوری‌شده نشان می‌دهد که باد های خورشیدی ممکن است چهره نمادین ماه را به وضوح تغییر داده باشد. به علاوه به شکل گیری یک حباب کیهانی کمک می کند که کل همسایگی سیاره ما را در بر می گیرد در ادامه این مقاله از مجله علمی دانستنی نمیدونستم همراه ما باشید.
پلاسما اکستراواگانزا
هیدروژن و هلیوم دو عنصر اصلی طوفان خورشیدی هستند. تصادفی نیست که این دو عنصر نیز حدود 98 درصد از ترکیب شیمیایی خورشید را نشان می دهند.
دماهای بسیار بالای مرتبط با این ستاره مقادیر زیادی از اتم های هیدروژن و هلیوم و همچنین اتم های دیگر عناصر مختلف مانند اکسیژن را تجزیه می کند.
الکترون‌ها که در اثر گرمای شدید انرژی می‌گیرند، شروع به دور شدن از هسته‌های اتمی می‌کنند که زمانی به دور آن می‌چرخند.
این امر پلاسما را ایجاد می کند، فازی از ماده که شامل مخلوطی از الکترون های آزاد و هسته هایی است که از خود به جا گذاشته اند. هر دو حامل بار هستند: الکترون های رومینگ بار منفی دارند در حالی که آن هسته های رها شده دارای بار مثبت هستند.
باد های خورشیدی و هاله خورشیدی(حلقه نور دور خورشید) از پلاسما ساخته شده است. هاله یک لایه ضعیف از جو خورشید است که، تقریباً از 1300 مایل (2100 کیلومتر) بالاتر از سطح خورشید شروع می شود و به سمت فضا بیرون زده است.
بالاترین بخش جو خورشید هاله خورشیدی نامیده می شود. هزاران کیلومتر بالاتر از سطح مرئی خورشید گسترش می یابد و به تدریج به باد خورشیدی تبدیل می شود که از طریق منظومه شمسی ما به بیرون جریان می یابد. باد خورشیدی در واقع فقط امتداد جو خورشید است که تمام سیارات را در بر می گیرد. زمین در واقع در جو یک ستاره می چرخد!
حتی با توجه به استانداردهای خورشیدی، هوا بسیار داغ است. دمای درون هاله می تواند به مراتب از ۲ میلیون درجه فارنهایت (۱.۱ میلیون درجه سانتیگراد) فراتر رود و این لایه را صدها برابر گرمتر از سطح واقعی خورشید در زیر آن می کند.
در فاصله 20 میلیون مایلی (32 میلیون کیلومتری) از آن سطح، بخش هایی از هاله به باد خورشیدی تبدیل می شود. در اینجا، میدان مغناطیسی خورشید تسلط خود را بر ذرات زیراتمی سریع السیر که هاله را تشکیل می دهند، ضعیف می کند.
در نتیجه، ذرات شروع به تغییر رفتار خود می کنند. در داخل هاله ، الکترون ها و هسته ها به شکلی منظم در اطراف حرکت می کنند.
اما کسانی که از آن نقطه گذار عبور می کنند، پس از انجام این کار، مانند طوفان های زمستانی رفتار نامنظم تری دارند. به محض ریزش هاله، ذرات به صورت باد های خورشیدی به فضا می روند.
نقاط شروع
جریان های طوفان خورشیدی منفرد با سرعت های متفاوتی حرکت می کنند. آهسته تر ها تقریباً 186 تا 310 مایل (300 تا 500 کیلومتر) در ثانیه را طی می کنند.
همتایان سریع‌تر آنها این اعداد را بیشتر کرده و با سرعت 373 تا 497 مایل (600 تا 800 کیلومتر) در ثانیه پرواز می‌کنند.
سریع‌ترین بادها از سوراخ‌های هاله ها می‌آیند، تکه‌های موقتی پلاسمای خنک و کم چگالی که در تاج ظاهر می‌شوند. اینها به عنوان خروجی عالی برای ذرات باد خورشیدی عمل می کنند زیرا خطوط میدان مغناطیسی باز از طریق سوراخ ها عبور می کنند.
اساساً خطوط باز بزرگراه‌هایی هستند که ذرات باردار را به بیرون از تاج و به آسمان‌های فراتر پرتاب می‌کنند. (آنها را با خطوط میدان مغناطیسی بسته، کانال‌های حلقه‌ای که در امتداد آنها پلاسما از سطح خورشید بیرون می‌آید و سپس دوباره در آن فرو می‌رود، اشتباه نگیرید.)
در مورد چگونگی شکل گیری بادهای آهسته اطلاعات کمتری وجود دارد. با این حال، به نظر می رسد که نقطه مبدا آنها در هر زمان معین تحت تأثیر جمعیت لکه های خورشیدی باشد.
وقتی این چیزها کمیاب هستند، ستاره شناسان بادهای آهسته ای را مشاهده می کنند که از ناحیه استوایی خورشید بیرون می آیند و بادهای سریعی که از قطب ها بیرون می آیند.
اما هنگامی که لکه های خورشیدی رایج تر می شوند، این دو نوع باد خورشیدی در مجاورت یکدیگر در سراسر کروی درخشان ظاهر می شوند.
به هلیوسفر خوش آمدید
مهم نیست که وزش طوفان خورشیدی در هنگام “وداع” هاله با چه سرعتی در حال حرکت باشد، در نهایت سرعت آن کاهش خواهد یافت.
باد های خورشیدی در همه جهات از خورشید خارج می شوند. با این کار، آنها کپسولی از فضا را حفظ می کنند که خورشید، ماه و هر جسم دیگری در منظومه شمسی را در خود جای داده است. این چیزی است که دانشمندان به آن هلیوسفر می گویند.
فضاهای خالی بین ستارگان در کهکشان ما در واقع مملو از محیط بین‌ستاره‌ای (ISM) هستند، یک مخلوط که شامل هیدروژن، هلیوم و ذرات گرد و غبار بسیار کوچک است. در واقع، هلیوسفر یک حفره عظیم است که توسط این مواد احاطه شده است.
هلیوسفر مانند یک پیاز با لایه‌های مختلف فراگیر است . شوک پایانی یک منطقه حائل بسیار فراتر از پلوتون و کمربند کویپر است که در آن سرعت باد خورشیدی به سرعت کاهش می‌یابد.
در این نقطه، مرز بیرونی هلیوسفر قرار دارد، جایی که محیط بین‌ستاره‌ای و طوفان های خورشیدی به نسبت قدرتشان همپوشانی دارند.
شفق های قطبی، ماهواره ها و زمین شناسی قمری
نزدیک‌تر به خانه، ذرات در باد خورشیدی مسئول ایجاد نورهای شمالی (شفق قطبی) و نورهای جنوبی هستند. زمین دارای یک میدان مغناطیسی است که دو قطب توأم آن بالای مناطق قطبی شمالی و جنوبی واقع شده‌اند.
وقتی باد خورشیدی با این میدان تماس می‌گیرد، ذرات باردار شده به سمت این دو ناحیه رانده می‌شوند. اتم‌ها در جو زمین پس از برخورد با بادهای خورشیدی انرژی می‌گیرند. این انرژی نمایش‌های نورانی دلنشین را فعال می‌کند.
هرچند سایر سیارات مانند ونوس و زحل نیز شاهد نورهای شفقی هستند، قمر زمین اینطور نیست. با این حال، بادهای خورشیدی ممکن است وجود “چرخش‌های ماه” را توضیح دهد، قسمت‌هایی از ماه ما که تمایل به تاریک یا روشن‌تر بودن نسبت به منطقه اطراف دارند.
منشأ آنها راز است، اما شواهد جمع‌آوری شده توسط یک ماموریت فضایی مداوم ناسا نشان می‌دهد که لکه‌های رنگارنگ در واقع علامت‌های بزرگ آفتاب‌سوختگی هستند.
بخش‌هایی از سطح ماه توسط میدان‌های مغناطیسی کوچک و جدا شده محافظت می‌شوند. اما مناطق دیگر در معرض دید قرار می گیرند. بنابراین در نظریه، زمانی بادها به این نقاط برخورد می‌کنند، ممکن است واکنش‌های شیمیایی را آغاز کنند که رنگ سنگ‌های خاص را تغییر دهند.
دستگاه‌های ساخته شده توسط انسان نیز در معرض پلاسمای سفر کننده هستند. قطعات الکتریکی روی ماهواره‌های مصنوعی پس از تحت حملات ذرات باردار و زیر اتمی با منشاء خورشیدی دچار اختلال در کار می شوند.
اثر های باد های خورشیدی
اثرات بادهای خورشیدی می تواند قابل توجه و گسترده باشد و بر اجرام آسمانی و پدیده های مختلف در منظومه شمسی و فراتر از آن تأثیر بگذارد. در اینجا برخی از اثرات کلیدی بادهای خورشیدی آورده شده است:
1. محیط بین سیاره ای
بادهای خورشیدی چیزی را ایجاد می کنند که به عنوان محیط بین سیاره ای شناخته می شود و فضای بین سیارات را با ذرات باردار پر می کند. این محیط بسیار فراتر از مدار پلوتون است و جزء حیاتی محیط فضایی است.
2. شفق قطبی
بادهای خورشیدی در شکل گیری شفق های قطبی که به عنوان شفق های شمالی و جنوبی نیز شناخته می شوند، در زمین و سایر سیارات دارای میدان مغناطیسی نقش اساسی دارند.
هنگامی که ذرات باد خورشیدی با مگنتوسفر سیاره تعامل می کنند، می توانند باعث شوند که گازهای موجود در اتمسفر نور ساطع کنند و نمایش رنگ های خیره کننده ای در آسمان ایجاد کنند.
3. برهم کنش مگنتوسفر
برهمکنش بادهای خورشیدی و مگنتوسفر یک سیاره می تواند اثرات قابل توجهی بر جو و میدان مغناطیسی آن داشته باشد. ذرات باد خورشیدی می توانند مغناطیس کره سیاره را فشرده یا منحرف کنند و منجر به پدیده هایی مانند طوفان های مغناطیسی و طوفان های فرعی شوند.
4. آب و هوای فضایی
بادهای خورشیدی محرک اصلی آب و هوای فضا هستند که به شرایط محیطی در فضا اشاره دارد که می تواند فضاپیماها، ماهواره ها و سیستم های ارتباطی را تحت تاثیر قرار دهد.
اختلالات باد خورشیدی، مانند پرتاب جرم هاله ای (CMEs) و شراره های خورشیدی، می توانند طوفان های ژئومغناطیسی و اختلالات یونوسفر ایجاد کنند که بر زیرساخت های تکنولوژیکی روی زمین تأثیر می گذارد.
5. ایجاد دم دنباله دار
بادهای خورشیدی مسئول ایجاد دم دنباله دارها هستند. با نزدیک شدن یک دنباله‌دار به خورشید، ذرات باد خورشیدی با هسته دنباله‌دار برهمکنش می‌کنند و باعث می‌شوند گاز و غبار از خورشید دور شوند و دمی را تشکیل دهند که به سمت خورشید است.
6. خطر تشعشع
ذرات باد خورشیدی می توانند برای فضانوردان و فضاپیماهایی که فراتر از حفاظت از مگنتوسفر زمین سفر می کنند، خطر تشعشع ایجاد کنند. ذرات پرانرژی در جریان بادهای خورشیدی می توانند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برسانند و سلامتی انسان ها را در فضا به خطر بیندازند.
سخن پایانی
به طور کلی، بادهای خورشیدی یک جنبه اساسی از محیط فضا هستند و نقش مهمی در شکل دادن به پویایی منظومه شمسی ما دارند. درک اثرات آنها برای اکتشافات فضایی، ارتباطات ماهواره‌ای و پیش‌بینی پدیده‌های آب و هوایی فضایی که میتوانند بر فناوری و زیرساخت‌های روی زمین تأثیر بگذارند، ضروری است.
سوالات متداول
1. باد های خورشیدی ناشی از چیست؟
هاله خورشید که لایه ای ضعیف از جو خورشید است، تقریباً از 1300 مایل بالاتر از سطح خورشید شروع می شود و به سمت فضا بیرون زده است.
در حدود 20 میلیون مایل دورتر از آن سطح، بخش هایی از انتقال هاله به باد خورشیدی تبدیل می شود. در اینجا، میدان مغناطیسی خورشید تسلط خود را بر ذرات زیراتمی سریع السیر که هاله را تشکیل می دهند، ضعیف می کند.
2. طوفان های خورشیدی بیشتر از چه چیزی ساخته شده است؟
هیدروژن و هلیوم دو عنصر اصلی باد خورشیدی هستند.
3. آیا شراره های خورشیدی بر انسان تأثیر می گذارد؟
سیگنالهای جیپیاس که اکنون به آنها وابسته هستیم، میتوانند توسط باد خورشیدی مختل شوند. اما باد خورشیدی همچنین یک مکانیسم محرک در پشت آن شفق های قطبی خیرهکننده و همتایان جنوبی به همان اندازه زرق و برقدار آنها است.
4. وقتی میدان مغناطیسی زمین با باد خورشیدی در تعامل است چه اتفاقی میافتد؟
هنگامی که باد های خورشیدی با این میدان تماس می گیرد، ذرات باردار آن به سمت قطب شمال و جنوب مغناطیسی زمین رانده می شوند. اتم های جو ما پس از تماس با بادها انرژی می گیرند. انرژی گفته شده، نمایش های نوری مسحورکننده را راه اندازی می کند.
نظرات کاربران