Ҡояш еле
| Ҡояш еле | |
 | |
| Вики-проект | Проект:Астрономия[d], Проект:Ҡояш системаһы[d], WikiProject Space weather[d] һәм Проект:Физика[d] |
|---|---|
 Ҡояш еле Викимилектә | |
Ҡояш еле — Ҡояш тажынан 300—1200 км/с тиҙлек менән тирә-яҡ йыһан киңлегенә ағып сыҡҡан ионлаштырылған киҫәксәләр (тәү сиратта гелий-водород плазмаһы) ағымы. Ул планета-ара мөхиттең төп компоненттарының береһе булып тора.
Сағыштырыу өсөн, ҡояш еленең тиҙлеге яҡтылыҡ тиҙлегенән ни бары 250—1000 тапҡырға кәмерәк.
Ҡояш еле менән күп тәбиғи күренештәре бәйле, шул иҫәптән йыһан һауа торошоноң магнит дауылдары һәм һаҙағай (поляр балҡыш) кеүек күренештәр.
Башҡа йондоҙҙарға ҡарата йондоҙло ел термины ҡулланыла, шуға күрә Ҡояш еленә ҡарата «Ҡояштың йондоҙло еле» тип әйтергә мөмкин.
«Ҡояш еле» (Ҡояштан Ергә 2—3 көндә килеп еткән ионлашҡан киҫәксәләр ағымы) һәм «ҡояш нурҙары» (Ҡояштан Ергә уртаса 8 минут 17 секунд эсендә осоп килеп еткән фотондар ағымы) төшөнсәләрен бутарға ярамай. Атап әйткәндә, Ҡояш яҡтылығы баҫымы эффекты Ҡояш елкәндәре тип аталған проекттарҙа ҡулланыла. Ҡояш еле иондарының импульсын тартыу сығанағы булараҡ ҡулланған йыһан карабы двигателе «электр елкәне» тип атала.
Тарихы
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Ҡояштан сыҡҡан киҫәксәләрҙең даими ағымы барлығын тәүге тапҡыр британ астрономы Ричард Кэррингтон әйтә. 1859 йылда Кэррингтон һәм Ричард Ходжсон үҙ аллы аҙаҡ Ҡояш бөркөлөүе тип аталасаҡ күренеште күҙәтәләр. Икенсе көндә геомагнит дауылы була, һәм Каррингтон был ике күренештең бәйләнешен фаразлай. Һуңыраҡ Джордж Фитцджеральд матдә ваҡыт-ваҡыт Ҡояш тарафынан тиҙләтелә һәм бер нисә көн эсендә Ергә барып етә тигән фараз белдерә[1].
1916 йылда Норвегия тикшеренүсеһе Кристиан Биркеланд былай тип яҙа: «Физик күҙлектән ҡарағанда, ҡояш нурҙары ыңғай ҙа, кире лә түгел, ә икеһе лә бергә булыуы ихтимал». Йәғни ҡояш еле тиҫкәре электрондарҙан һәм ыңғай иондарҙан тора[2].
Өс йылдан һуң, 1919 йылда, Фредерик Линдеманн шулай уҡ ике зарядтың да киҫәксәләре, протондар һәм электрондар, Ҡояштан килә тип фаразлай[3].
1930-сы йылдарҙа ғалимдар Ҡояш тажының температураһы миллион градусҡа етергә тейеш тип билдәләй, сөнки таж Ҡояштан ҙур арауыҡта етерлек яҡты булып ҡала, был Ҡояш тотолған ваҡытта асыҡ күренә. Һуңыраҡ спектроскопик күҙәтеүҙәр был һығымтаны раҫлай. 1950-се йылдар уртаһында британ математигы һәм астрономы Сидни Чепмен бындай температурала газдарҙың үҙенсәлектәрен асыҡлай. Баҡтиһәң, газ бик яҡшы йылылыҡ үткәргескә әйләнә һәм уны Ер орбитаһынан ситтәге киңлеккә таратырға тейеш. Шул уҡ ваҡытта немец ғалимы Людвиг Бирманды комета ҡойроҡтарының һәр ваҡыт Ҡояштан йүнәлтелгән булыуы ҡыҙыҡһындыра. Бирман, Ҡояш даими киҫәксәләр ағымын сығара, улар оҙон ҡойроҡ барлыҡҡа килтереп кометаны уратып алған газға баҫым яһай, тип фаразлай[4].
1955 йылда совет астрофизиктары С. К. Всехсвятский, Г. М. Никольский, Е. А. Пономарев һәм В. И. Чередниченко[5] һуҙылған таждың нурланыш аша энергия юғалтыуын һәм ҡеүәтле эске энергия сығанағының махсус бүленеше менән генә гидродинамик тигеҙлек хәлендә була алыуын күрһәтәләр. Ҡалған бөтә осраҡтарҙа ла матдә һәм энергия ағымы булырға тейеш. Был процесс мөһим «динамик таж» күренеше өсөн физик нигеҙ булып хеҙмәт итә. Матдә ағымының дәүмәле түбәндәге ҡараштарҙан сығып баһалана: әгәр таж гидростатик тигеҙлектә булһа, водород һәм тимер өсөн бер төрлө атмосфераның бейеклектәре 56/1 сағыштырмаһында булыр ине, йәғни алыҫтағы тажда тимер иондары күҙәтелергә тейеш түгел. Тик был улай түгел. Тимер бөтә таж буйлап балҡый, шуның менән бергә FeXIV FeX-ға ҡарағанда, кинетик температураһы түбәнерәк булһа ла, юғарыраҡ ҡатламдарҙа күҙәтелә. Иондарҙы «аҫылынып торған» хәлдә тотоусы көс өҫкә йүнәлгән протон ағымының бәрелешкәндә тимер иондарына тапшырған импульсы булыуы мөмкин. Был көстәрҙең тигеҙлеге шарттарынан протон ағымын еңел генә табырға мөмкин. Ул гидродинамика теорияһы күҙаллаған, артабан туранан-тура үлсәүҙәр менән раҫланған менән бер үк булып сыға. Был 1955 йыл өсөн һиҙелерлек ҡаҙаныш була, әммә ул ваҡытта бер кем дә «динамик таж»ға ышанмай.
Өс йылдан һуң Юджин Паркер Чепмен моделендәге Ҡояштан ҡайнар ағым һәм Бирманн гипотезаһындағы комета ҡойроҡтарын өрҙөрөүсе киҫәксәләр ағымы бер үк күренештең ике сағылышы булып тора тип һығымта яһай, уны ул «ҡояш еле» тип атай[6][7] Паркер Ҡояш тажы Ҡояш тарафынан ныҡ тартылһа ла, йылылыҡты шул тиклем яҡшы үткәреүен күрһәтә, ул хатта ҙур арауыҡта ла эҫе булып ҡала. Ҡояштан алыҫлашҡан һайын уның тартыу көсө кәмегәнлектән, өҫкө тажынан матдәнең планета-ара арауыҡҡа тауыштан юғары ағымы башлана. Өҫтәүенә, Паркер беренсе булып гравитацияның көсһөҙләнеү күренешенең гидродинамик ағымға «Лаваль соплоһы» кеүек үк йоғонто яһауын билдәләй: ул ағымды тауышҡа тиклемге фазанан тауыштан юғары фазаға күсерә[8].
Паркер теорияһы ҡаты тәнҡиткә дусар ителә. 1958 йылда «Астрофизик журналға» тапшырылған мәҡәлә ике рецензент тарафынан кире ҡағыла һәм мөхәррир Субрахманьян Чандрасекар ярҙамында ғына баҫылып сыға.
Әммә 1959 йылдың ғинуарында ҡояш еленең үҙенсәлектәрен тәүге тапҡыр туранан-тура үлсәүҙәр (Константин Грингауз, СССР Фәндәр академияһының Йыһан тикшеренеүҙәре институты) " Луна-1 " совет станцияһы тарафына[9], унда ҡуйылған сцинтилляция иҫәпләгесе һәм газ ионлаштырыу детекторы ярҙамында башҡарыла[10]. Өс йылдан һуң ошондай уҡ үлсәүҙәрҙе американ Марсия Нейгебауэр «Маринер-2» станцияһы мәғлүмәттәрен файҙаланып башҡара[11].
Әммә елдең юғары тиҙлеккә тиклем тиҙләнеше әлегә аңлашылмай һәм уны Паркер теорияһы менән аңлатып булмай. 1971 йылда Джеральд Ньюмен һәм Роджер Копп магнитогидродинамика тигеҙләмәләрен ҡулланып, тажда ҡояш еленең тәүге һанлы моделдәрен төҙөйҙәр[12].
1990-сы йылдар аҙағында SOHO юлдашы бортындағы ультрафиолет корональ спектрометр ярҙамында Ҡояш полюстарында юғары тиҙлектәге ҡояш еле барлыҡҡа килеү өлкәләрен күҙәтеүҙәр үткәрелә. Баҡтиһәң, елдең тиҙләнеше саф термодинамик киңәйеүгә нигеҙләнеп көтөлгәндән күпкә ҙурыраҡ булыа сыға. Паркер моделе ел тиҙлегенең фотосферанан дүрт ҡояш радиусы бейеклектә тауыштан юғары булып китеүен күҙаллай, әммә күҙәтеүҙәр күрһәтеүенсә, был күсеү һиҙелерлек түбәнерәк, яҡынса бер ҡояш радиусы бейеклегендә була, был Ҡояш елен тиҙләтеүсе өҫтәмә механизм барлығын раҫлай.
Ҡояш еленең үҙсәлектәре
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Ҡояш еле арҡаһында Ҡояш секунд һайын яҡынса миллион тонна матдәһен юғалта. Ҡояш еле башлыса электрондарҙан, протондарҙан һәм гелий ядроларынан (альфа киҫәксәләренән) тора; башҡа элементтарҙың ядролары һәм ионлаштырылмаған киҫәксәләр (электр нейтраль) бик аҙ миҡдарҙа була.
Ҡояш еле Ҡояштың тышҡы ҡатламынан сыҡһа ла, ул был ҡатламдағы элементтар составын сағылдырмай, сөнки дифференциация процестары һөҙөмтәһендә ҡайһы бер элементтарҙың миҡдары арта, икенселәренең кәмей (ФИП эффекты).
Ҡояш еленең интенсивлығы ҡояш әүҙемлегенең һәм уның сығанаҡтарының үҙгәреүенә бәйле. Ер орбитаһынан (Ҡояштан яҡынса 150 миллион км алыҫлыҡта) күп йыллыҡ күҙәтеүҙәр ҡояш еленең структуралы булыуын һәм ғәҙәттә тыныс һәм ҡуҙғыған (спорадик һәм рекуррент) ағымдарға бүленеүен күрһәтә. Тыныс ағымдар, тиҙлегенә ҡарап, ике класҡа бүленә: әкрен (Ер орбитаһы янында яҡынса 300—500 км/с) һәм тиҙ (Ер орбитаһы янында 500—800 км/с). Ҡайһы берҙә планета-ара магнит ҡырының төрлө полярлыҡтағы төбәктәрен айырып торған һәм үҙенсәлектәре буйынса яй елгә яҡын булған гелиосфера ток ҡатламы ла стационар ел тип иҫәпләнә.
| Параметр | Уртаса дәүмәл | Әкрен ҡояш еле | Тиҙ ҡояш еле |
|---|---|---|---|
| Тығыҙлығы n, см−3 | 8,8 | 11,9 | 3,9 |
| Тиҙлеге V, км/с | 468 | 327 | 702 |
| nV, см−2·с−1 | 3,8·108 | 3,9·108 | 2,7·108 |
| Протондарҙың температураһы Tp, К | 7·104 | 3,4·104 | 2,3·105 |
| Электрондарҙың температураһы Te, К | 1,4·105 | 1,3·105 | 1,0·105 |
| Te / Tp | 1,9 | 4,4 | 0,45 |
Әкрен ҡояш еле
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Әкрен Ҡояш еле Ҡояш тажының «тыныс» өлөшөндә (корональ ағымдар өлкәһе) уның газодинамик киңәйеүе ваҡытында барлыҡҡа килә: таждың температураһы яҡынса 2 ·106 К булғанда, таж гидростатик тигеҙлек шарттарында була алмай, һәм был киңәйеү булған сик шарттарында таж матдәһен тауыштан юғары тиҙлеккә тиклем тиҙләтеүгә килтерергә тейеш. Ҡояш тажының бындай температураларға тиклем йылыныуы Ҡояш фотосфераһында йылылыҡ тапшырыуҙың конвектив тәбиғәте арҡаһында барлыҡҡа килә: плазмала конвектив турбулентлыҡ үҫеше интенсив магнит тауыш тулҡындарының барлыҡҡа килеүе менән бергә бара; улар үҙ сиратында Ҡояш атмосфераһының тығыҙлығы кәмеү йүнәлешендә таралғанда , тауыш тулҡындары һуғыу тулҡындарына әйләнә; һуғыу тулҡындары таж матдәһе тарафынан һөҙөмтәле йотолалар һәм уны (1—3) ·106 К температураға тиклем йылыталар.
Тиҙ ҡояш еле
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Ҡабатланған тиҙ Ҡояш еле ағымдары Ҡояш тарафынан бер нисә ай дауамында сығарыла һәм Ерҙән күҙәтеүҙәрҙә 27 тәүлек ҡабатланыу периодына эйә (Ҡояш әйләнеше периоды). Был ағымдар таж упҡындары — таждың сағыштырмаса түбән температуралы (яҡынса 0,8 ·106 К), плазма тығыҙлығы кәмегән (таждың тыныс өлкәләре тығыҙлығының дүрттән бер өлөшө генә) һәм Ҡояшҡа радиаль магнит ҡыры булған өлкәләре менән ассоциациялаша.
Ҡуҙғыған ағымдар
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Ҡуҙғыған ағымдарға таж массаһы сығарыуҙың (КВМ- корональный выброс массы) планета-ара сағылышын, шулай уҡ тиҙ таж массаһы атылыуҙан һәм таж упҡындарынан сыҡҡан тиҙ ағымдарҙан алдағы ҡыҫылыу төбәктәре инә. Бындай ҡыҫылыу төбәктәрендә күҙәтелгән осраҡтарҙың яртыһында тиерлек уларҙан алда планета-ара һуғыу тулҡыны була. Тап ҡуҙғыған Ҡояш еле ағымдарында планета-ара магнит ҡыры эклиптика яҫылығынан тайпыла һәм ҡырҙың көньяҡ компонентына эйә була ала, был күп йыһан һауа торошо күренештәренә (геомагнит әүҙемлеге, шул иҫәптән магнит дауылдары) килтерә. Элек ҡуҙыған осраҡлы ағымдар Ҡояш бөркөлөүе арҡаһында барлыҡҡа килә тип фаразланған, әммә хәҙерге ваҡытта Ҡояш елендәге осраҡлы ағымдар таж масса һиптермәләре арҡаһында барлыҡҡа килә тип иҫәпләнә. Шуның менән бергә Ҡояш бөркөлөүе лә, таж масса һиптермәләре лә Ҡояштағы бер үк энергия сығанаҡтары менән бәйле, улар араһында статистик бәйләнеш бар.
Ҡояш елдәренең төрлө ҙур масштаблы төрҙәрен күҙәтеү ваҡыты буйынса, әкрен һәм тиҙ ағымдар яҡынса 53 % тәшкил итә: гелиосферик ток ҡатламы 6 %, таж массаһы сығарыуҙар 22 %, тиҙ таж массаһы сығарыу алдынан ҡыҫылыу төбәктәре 9 %, таж упҡындарынан сыҡҡан тиҙ ағымдарҙан алдағы ҡыҫылыу төбәктәре — 10 %, һәм Ҡояш әүҙемлеге циклында төрлө типтарҙы күҙәтеү ваҡыты араһындағы нисбәт ныҡ үҙгәрә[13].
Ҡояш еле барлыҡҡа килтергән күренештәр
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Ҡояш еле плазмаһының юғары үткәреүсәнлеге арҡаһында Ҡояштың магнит ҡыры ағып сыҡҡан ел ағымдарына ҡуша туңып ҡала һәм планета-ара мөхиттә планета-ара магнит ҡыры булараҡ күҙәтелә.
Ҡояш еле гелиосфера сиген барлыҡҡа килтерә, шуның менән йондоҙ-ара газдың Ҡояш системаһына инеүенә юл ҡуймай. Ҡояш еленең магнит ҡыры ситтән килгән галактика йыһан нурҙарын һиҙелерлек көсһөҙләндерә. Урында планета-ара магнит ҡырының артыуы йыһан нурҙарының ҡыҫҡа ваҡытлы кәмеүенә килтерә, был Форбуш кәмеүе (Форбуш-эффект) тип атала, ә ҡырҙың ҙур масштаблы кәмеүе уларҙың оҙайлы ваҡытҡа артыуына килтерә. Шулай итеп, 2009 йылда оҙайлы ҡояш әүҙемлеге минимумы ваҡытында Ер янында нурланыш интенсивлығы быға тиклем күҙәтелгән бөтә максимумдарға ҡарағанда 19 % арта[14]. Ҡояш еле Ҡояш системаһының магнит ҡыры булған планеталарында магнитосфера, һаҙағай (поляр балҡыш) һәм планеталарҙағы нурланыш билбауҙары кеүек күренештәр тыуҙыра.
Мәҙәниәттә
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]«Ҡояш еле» — билдәле фантастик яҙыусы Артур Кларктың хикәйәһе (1963).
Шулай уҡ ҡарағыҙ
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Иҫкәрмәләр
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]- ↑ Meyer-Vernet, Nicole. Basics of the Solar Winds. — Cambridge University Press, 2007. — ISBN 0-521-81420-0.
- ↑ Kristian Birkeland, «Are the Solar Corpuscular Rays that penetrate the Earth’s Atmosphere Negative or Positive Rays?» in Videnskapsselskapets Skrifter, I Mat — Naturv. Klasse No.1, Christiania, 1916.
- ↑ Philosophical Magazine, Series 6, Vol. 38, No. 228, December, 1919, 674 (on the Solar Wind)
- ↑ Ludwig Biermann Kometenschweife und solare Korpuskularstrahlung (инг.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1951. — Т. 29. — С. 274.
- ↑ Всехсвятский С. К., Никольский Г. М., Пономарёв Е. А., Чередниченко В. И. К вопросу о корпускулярном излучении Солнца (рус.) // Астрономический журнал. — 1955. — Т. 32. — С. 165.
- ↑ Christopher T. Russell. THE SOLAR WIND AND MAGNETOSPHERIC DYNAMICS. Institute of Geophysics and Planetary Physics University of California, Los Angeles. Дата обращения: 7 февраль 2007. Архивировано из оригинала 6 март 2008 года.
- ↑ Roach, John. Astrophysicist Recognized for Discovery of Solar Wind, National Geographic News (27 август 2003).
- ↑ Eugene Parker Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields (инг.) // The Astrophysical Journal : журнал. — IOP Publishing, 1958. — Т. 128. — С. 664. — DOI:10.1086/146579
- ↑ Luna 1. NASA National Space Science Data Center. Дата обращения: 4 август 2007. Архивировано 22 август 2011 года.
- ↑ 40th Anniversary of the Space Era in the Nuclear Physics Scientific Research Institute of the Moscow State University 2007 йыл 14 сентябрь архивланған., contains the graph showing particle detection by Луна-1 at various altitudes
- ↑ M. Neugebauer and C. W. Snyder Solar Plasma Experiment (инг.) // Science. — 1962. — Т. 138. — С. 1095—1097.
- ↑ G. W. Pneuman and R. A. Kopp Gas-magnetic field interactions in the solar corona (инг.) // Solar Physics (инг.)баш. : journal. — 1971. — Т. 18. — С. 258.
- ↑ Ермолаев Ю. И., Николаева Н. С., Лодкина И. Г., Ермолаев М. Ю. Относительная частота появления и геоэффективность крупномасштабных типов солнечного ветра // Космические исследования. — 2010. — Т. 48. — № 1. — С. 3—32.
- ↑ Cosmic Rays Hit Space Age High (ингл.). НАСА (28 сентябрь 2009). Дата обращения: 30 сентябрь 2009. Архивировано 22 август 2011 года.
Әҙәбиәт
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]- Паркер Е. Н. Динамические процессы в межпланетной среде / Пер. с англ. М.: Мир, 1965
- Пудовкин М. И. Солнечный ветер// Соросовский образовательный журнал, 1996, No 12, с. 87-94.
- Хундхаузен А. Расширение короны и солнечный ветер / Пер. с англ. М.: Мир, 1976
- Солнечный ветер / Вайсберг О. Л. // Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Редкол.: Р. А. Сюняев (Гл. ред.) и др. — 2-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1986. — С. 636—639. — 783 с. — 70 000 экз.
- Физическая энциклопедия, т.4 — М.:Большая Российская Энциклопедия стр. 586 2024 йыл 26 март архивланған., стр. 587(недоступная ссылка) и стр. 588(недоступная ссылка)
- Гелиосфера (Под ред. И. С. Веселовского, Ю. И. Ермолаева) в монографии Плазменная гелиогеофизика / Под ред. Л. М. Зелёного, И. С. Веселовского. В 2-х т. М.: Физ-матлит, 2008. Т. 1. 672 с.; Т. 2. 560 с.
- Коваленко В. А. Солнечный ветер. — М.: Наука, 1983. — 272 с.