Qu'est-ce qu'un vent solaire?

À chaque instant, le Soleil rayonne dans l'espace un flux de particules ionisées émises par la couche externe (la couronne solaire) à une vitesse énorme atteignant 1200 km / s. Ses "tourbillons" sans fin entourent la Terre, imprègnent l'espace du système solaire et vont même bien au-delà. Toutes les étoiles peuvent en émettre et, dans ce cas, on parle de vent stellaire. Le flux de particules du Soleil peut également être appelé le vent stellaire du Soleil et il n'y aura aucune erreur à cet égard.

L'histoire du concept

L'idée scientifique d'une personne sur le monde est en constante évolution. Le fait de nier les dogmes et concepts antérieurs permet de jeter un regard neuf sur la réalité existante.

Pendant longtemps, la science a considéré la couronne statique de toute étoile. C'est-à-dire que la force de gravité semblait équilibrer la force de pression des explosions nucléaires et thermonucléaires et ne permettait pas aux flux de matière chauffée au rouge d'être libérés de lui-même dans l'espace environnant.

Le géophysicien et astronome anglais Sidney Chapman à son époque a créé et développé la théorie de la stabilité de l'atmosphère solaire. Son hypothèse a divisé la communauté astrophysique. Tout cela continuerait jusqu'à notre époque. Cependant, un homme a été trouvé qui a réfuté résolument et irrévocablement les vues du célèbre scientifique.

Son nom est Eugene Newman Parker. L'astrophysicien américain a porté un coup fatal au concept de son collègue anglais. Grâce à ses développements pionniers, il a pu prouver l'irréversibilité de la sortie de matière de la couronne. De plus, un fait très curieux est apparu: lorsque vous vous éloignez du Soleil, la vitesse du vent solaire augmente considérablement, atteignant des valeurs supersoniques, puis diminue et devient stable. Soit dit en passant, les limites de sa distribution n'ont pas encore été déterminées et attendent leurs découvreurs.

Les mesures effectuées sur le premier vaisseau spatial interplanétaire ont confirmé les conclusions correctes de Y. Parker. Un peu plus tard, les astronomes ont découvert des vents stellaires similaires dans l'immensité d'un certain nombre de galaxies.

Comment le vent solaire apparaît-il?

La raison de l'apparition d'un flux constitué d'un mélange de particules chargées positivement et négativement est le plasma qui se forme constamment à l'intérieur du Soleil. Elle survient à la suite des réactions sans fin de la fusion thermonucléaire, chauffant le centre de l'étoile à plusieurs dizaines de millions de degrés Celsius. Le gaz ionisé ainsi chauffé s'échappe rapidement du "volume limité" conditionnellement, volant bien au-delà des limites de notre système stellaire.

Fait intéressant: les limites de ce volume sont dues à des forces de gravité gigantesques, "comme si elles obstruaient les explosions de nombreuses bombes à hydrogène d'un volume illimité", résultant de l'énorme taille de notre luminaire. Et elle est 109 fois plus grande que la Terre. Le résultat de ce processus est le chauffage de la couronne du soleil à un million de degrés Celsius, en raison d'une série de microexplosions du plasma de «liberté échappée».

En septembre 2016, des scientifiques américains utilisant pour la première fois les observatoires NASA STEREO ont réussi à détecter le processus d'apparition du vent solaire. Selon leur déclaration, ce qui se passe est identique à la libération d'eau: d'abord le ruisseau va dans un ruisseau, puis il se décompose en particules séparées, qui deviennent de plus en plus petites jusqu'à ce qu'un «nuage» gazeux se forme.

Etude du phénomène

Sept ans avant Yu. Parker, l'astronome ouest-allemand Ludwig Birman, étudiant la structure des queues de comètes, a suggéré l'existence d'un rayonnement corpusculaire du Soleil, désormais appelé vent solaire. Un flux de particules chargées, traversant les trous coronaux (zones à la surface de notre étoile non couvertes par un champ magnétique), se précipite dans l'espace ouvert.

La première mesure des paramètres techniques du vent solaire a été effectuée à la station automatique interplanétaire soviétique Luna-2 en 1959.

Trois ans plus tard, le satellite américain «Mariner-2» a effectué des mois de recherche sur un phénomène spatial unique. D'autres études ont été poursuivies par la station internationale SOHO et un certain nombre de programmes nationaux de gestion - NASA, États-Unis. L'activité scientifique sur l'étude du vent solaire a élargi ses horizons de la surface du Soleil jusqu'au bord même du système stellaire.

Vitesse du vent solaire

Un grand intérêt scientifique et pratique est la mesure, ainsi que l'étude des lois de mouvement du flux de plasma d'hydrogène, qui constitue la base du vent solaire.
Initialement les particules ionisées d'hélium, d'hydrogène, de fer, de silicium, de soufre et d'un certain nombre d'autres éléments chimiques se déplacent à une vitesse de 300 à 450 km / s.

Fait intéressant: lors des éruptions solaires ou des éjections de masse coronale, la vitesse du flux augmente, jusqu'à 1200 km / s! Le vent solaire se transforme en "ouragan solaire", provoquant tout un ensemble de phénomènes naturels et physiques uniques.

Dans le futur, la vitesse du vent solaire du ruisseau augmentera, atteignant 400 - 800 km / s près de la Terre (c'est là que s'arrête son accélération). 1 500 000 km / h (420 km / s) dans la région de Mars. À une distance pouvant atteindre 10 milliards de km de la source de rayonnement, la vitesse de déplacement des particules chargées solaires est d'environ - 1 000 000 km / h (280 km / s). De plus, sous l'influence du milieu interstellaire, il s'affaiblit.

La dynamique du vent solaire est influencée par deux facteurs: les forces attractives du soleil et la pression à l'intérieur du ruisseau. Les calculs, étayés par des recherches pratiques (vols de l'American Voyager - 1, - 2 "et" Pioneer - 10, - 11 ") ont montré la constance de la vitesse de sortie des particules de charges opposées déjà en dehors de l'orbite de notre planète.

Types de vent solaire

La nature du flux ionisé du soleil est ordonnée et divisée en deux types:

• calme (lent ou rapide);
• indigné.

Calme - lent

Un vent solaire lent se produit dans les entrailles de l'équateur de notre luminaire, pendant les périodes de dilatation thermique des gaz ionisés. Le processus dynamique accélère le plasma coronal à des vitesses supersoniques d'environ 400 km / s. Dans sa structure, un cours d'eau lent est plus dense et plus large qu'un cours d'eau rapide.

Calme - Rapide

Les trous coronaux sont le berceau des vents solaires rapides. Les flux de ce vent peuvent expirer pendant des mois, «attaquant» la Terre avec une périodicité de rotation du Soleil de 27 jours.

Outré

La cause des écoulements perturbés est: la manifestation de l'éjection coronale elle-même, ainsi que l'apparition de sites de compression dans l'espace interplanétaire avant les éjections de masse coronales à venir ou le vent solaire rapide.

Onde de choc interplanétaire

L'apparition d'une onde de choc cosmique est précédée de: "Attaque" d'un vent solaire rapide sur un "frère lent", Collision d'un flux chargé de particules coronales avec la magnétosphère terrestre, explosion d'une supernova, collision de galaxies.

Fait intéressant: il y a un mois et demi, un message est apparu que la NASA a pu mesurer la force de l'onde de choc du vent solaire. Placer systématiquement dans l'espace 4 des satellites multi-échelles spécialement équipés, équipés des équipements nécessaires; Des chercheurs américains ont littéralement «attrapé» un moment de réussite scientifique. Et double: à la suite de l'expérience, des données de la plus haute précision sur la nature et les paramètres du mouvement des particules solaires ont été obtenues.

Une onde de choc est une région de collision d'un milieu (gaz) en mouvement rapide avec une sorte d'obstacle (par exemple: le vent solaire avec la magnétosphère terrestre), générant un «front» d'un changement brusque des paramètres physiques du flux entrant (pression, densité, température, niveau de charge des particules et un certain nombre d'autres indicateurs).

Propagation du vent solaire dans l'espace

S'éloignant de son "ancêtre" - le Soleil, le vent s'affaiblit et traverse plusieurs zones frontalières. Le premier d'entre eux est retiré de l'étoile à une distance de 95 UA (AU - unité astronomique égale à la distance moyenne de la Terre au Soleil et s'élevant à 149 598 100 ± 750 km).La soi-disant «frontière des ondes de choc». C'est sur elle freinage du vent solaire des vitesses supersoniques.

Après avoir volé encore 40 UA, le flux de particules ionisées sous l'influence de la matière interstellaire est complètement inhibé. La limite d'inhibition déterminée par les processus astrophysiques est appelée héliopause. La région spatiale délimitée par l'héliopause est appelée l'héliosphère. Ses dimensions ne sont pas les mêmes:

• 73 a.u. du côté sud;
• 85 a.u. du côté nord.

Les données astrophysiques ont été obtenues grâce au lancement de 2 vaisseaux spatiaux américains de la série Voyager, conçus pour étudier les limites du système solaire. Plus récemment, Voyager 2 a confirmé les données de Voyager 1.

Vent solaire et terre

Les courants du vent solaire en constante évolution pourraient facilement détruire toute vie à la surface de la Terre. Pour se protéger contre une telle "arme redoutable", il existe un "bouclier fiable" en forme de magnétosphère. La parité de cette confrontation est assez variable et provoque souvent des tempêtes géomagnétiques. Il n’est pas surprenant qu’en 1990, le terme de «météo spatiale», qui reflète principalement l’état actuel du champ magnétique terrestre, soit devenu pertinent.

Le créateur de la science de l'héliobiologie, étudiant l'effet de notre luminaire sur les fonctions vitales des organismes terrestres, était le scientifique soviétique A. L. Chizhevsky. Grâce à lui et à plusieurs autres chercheurs, il a été possible d'élucider les schémas de l'effet des différences d'activité solaire sur le corps humain, d'augmenter et de diminuer le rendement des plantes cultivées, et de multiplier et de réduire les populations d'oiseaux, de poissons et d'animaux.

La cyclicité des périodes d'impact du Soleil sur la Terre a été découverte et étudiée. Des rapports réguliers sur le niveau d'activité du fond géomagnétique sont devenus monnaie courante. Les personnes souffrant de maladies chroniques disposent des informations nécessaires pour prendre le bon médicament en temps opportun. La production agricole et animale moderne est également «armée» de connaissances afin de mener ses activités de la manière la plus optimale.
Fait intéressant: Selon les observations de N. S. Shcherbinsky, la fréquence d'arrivée des criquets dans les champs coïncide avec le rythme de 11 ans du Soleil.

La science va de l'avant et appelle les jeunes. Aujourd'hui, chacun d'eux peut recevoir la spécialité d'un héliobiologiste, diplômé d'un établissement d'enseignement supérieur spécialisé.

Phénomènes naturels causés par le vent solaire

Le vent solaire, volant autour de la Terre, provoque de nombreux phénomènes naturels. Parmi eux: orages magnétiques, aurores, ceintures de radiation de la planète. Il n'y a pas si longtemps, une tendance a été révélée dans l'augmentation du nombre d'éclairs suite à une augmentation du flux de particules ionisées de notre étoile.

Il existe un certain nombre de phénomènes géophysiques générés par le vent solaire. À certains endroits, la production de radon gazeux de la surface de la Terre augmentera, ce qui peut entraîner une augmentation de la radioactivité dans l'atmosphère. Il existe une corrélation entre l'activité solaire et l'augmentation du nombre de tremblements de terre. Une tempête magnétique modifie considérablement le champ électrique à la surface de la Terre et entraîne des sauts de pression atmosphérique.

Risque de vent solaire

Les émissions puissantes de la surface du luminaire perturbent les communications radio, interfèrent avec le fonctionnement des ordinateurs, provoquent des dysfonctionnements dans les réseaux d'ingénierie et génèrent des courants électriques «nocifs» dans les structures et appareils métalliques.

Les menaces d'attaques du vent solaire, conduisant à de nombreux problèmes, ont créé la nécessité d'une observation attentive et de la prévision des tempêtes magnétiques sur notre planète. Les services météorologiques du monde entier sont équipés des équipements nécessaires et signalent en permanence les fluctuations du fond magnétique de la Terre. Une technologie a été développée pour identifier les futurs foyers d'activité sismique et pour avertir la population d'un danger imminent.

Fait intéressant: Il existe une hypothèse scientifique de la présence d'eau sur la surface lunaire due à l'influence du vent solaire.La détection du liquide suscite espoir et optimisme quant aux perspectives de développement futur du plus proche "voisin" spatial.

Perspectives d'utilisation du vent solaire

À la lumière de toutes les caractéristiques existantes d'un phénomène cosmique aussi unique que le vent solaire, il devient très intéressant de lui trouver des applications pratiques.
Le pionnier de la création de la soi-disant «voile électrique», «voile solaire» (un vaisseau spatial se déplaçant en raison de l'énergie des particules chargées du vent solaire) était le scientifique finlandais - Pekka Jahunen.

Au printemps 2013, le satellite estonien ESTCube-1 équipé de cet appareil a été lancé en orbite. Malheureusement, la tentative a échoué, car la voile n'a pas pu s'ouvrir.

Il existe d'autres projets tentants: l'utilisation de flux de matière coronale pour transmettre des informations, ou la création d '«ionostations» dans les orbites des planètes pour générer de l'énergie électrique.

L'avenir de notre soleil

L'analyse scientifique donne une prévision pour 5 milliards d'années de l'existence de notre luminaire. Perdant chaque seconde jusqu'à 600 millions de tonnes d'hydrogène, il est voué à devenir d'abord une géante rouge, puis une naine blanche. En chemin, ayant épuisé toutes ses réserves d'énergie sous forme d'hydrogène et d'hélium. La chose la plus désagréable est que le Soleil en constante expansion fera fondre Mercure, Vénus et peut-être la Terre. En tout cas, la vie sur la planète disparaîtra complètement.

Ainsi, l'humanité est obligée de penser à son avenir et d'organiser la réinstallation dans d'autres mondes en dehors de notre système solaire. C'est inévitable. Grands esprits: le scientifique russe Tsiolkovsky et l'astrophysicien britannique Stephen Hawking en ont parlé directement. Lune, Mars, Cérès, Pluton - la liste des colonies potentielles s'allonge. Donc: "Laissez le vent solaire souffler dans les voiles des vaisseaux spatiaux des terriens, prenant d'assaut l'immensité de l'univers!"