Kas yra saulės žybsnis?
Trumpas atsakymas: Saulės žybsnis yra staigus šviesos ir energijos pliūpsnis iš Saulės. Jis įvyksta, kai Saulės atmosferoje greitai išsiskiria magnetinė energija ir skleidžia ryškią spinduliuotę bei energingas daleles.
Pagrindinė mintis
Saulę sudaro karštos, įkrautos dujos, vadinamos plazma. Saulės viduje magnetiniai laukai susisuka ir susipina tarsi guminės juostos. Kartais tie magnetiniai laukai nutrūksta ir vėl susijungia.
Šis staigus pokytis iššauna energiją į Saulės išorinę atmosferą ir į kosmosą. Žybsnis sukuria daug šviesos, ypač rentgeno ir ultravioletinių spindulių. Jis taip pat gali išsviesti greitas daleles nuo Saulės.
Stiprūs žybsniai gali pakeisti sąlygas aplink Žemę ir paveikti palydovus bei radijo signalus. Astronautai už apsauginės Žemės atmosferos ribų yra labiau veikiami didelių žybsnių dalelių.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis/dėsnis: Magnetinis persijungimas.
Saulės blyksnius sukelia magnetinis persijungimas. Išoriniuose Saulės sluoksniuose susisukusios magnetinio lauko linijos staiga nutrūksta ir vėl susijungia nauja forma. Šis procesas magnetinę energiją paverčia šiluma, šviesa ir dalelių kinetine energija.
Įkaitusi plazma skleidžia platų elektromagnetinės spinduliuotės spektrą – nuo radijo bangų iki matomos šviesos ir rentgeno bei gama spindulių. Blyksniai taip pat paleidžia didelės energijos elektronų ir jonų srautus, kurie keliauja per Saulės sistemą. Plazmos fizika, magnetohidrodinamika (judančių įkrautų dujų magnetinių laukų tyrimas) ir energijos bei magnetinio srauto tvermės dėsniai apibūdina, kaip tai vyksta.
Pagrindinis elgesys atitinka elektromagnetinius dėsnius, tokius kaip idėja, kad besikeičiantys magnetiniai laukai indukuoja elektrinius laukus (iš Maksvelo lygčių), ir Lorentzo jėga, kuri valdo, kaip įkrautos dalelės juda laukuose.
Kaip mes tai žinome: Blyksnius stebime tiesiogiai kosminiais teleskopais, kurie vaizduoja rentgeno spindulius ir ultravioletinę šviesą, ir prietaisais, kurie matuoja daleles ir magnetinius laukus erdvėlaiviuose. Kompiuteriniai magnetinio persijungimo modeliai atitinka šiuos stebėjimus ir laboratorinius plazmos eksperimentus, patvirtindami paaiškinimą.
Pastebėk aplink
- Karingtono įvykis (1859 m.): labai stipri saulės audra, sukėlusi ryškias pašvaistes ir paveikusi telegrafo sistemas.
- Kvebeko elektros energijos tiekimo nutraukimas (1989 m.): saulės audra sukėlė sroves, kurios sugadino elektros transformatorius ir nutraukė elektros tiekimą daugeliui žmonių.
- Pašvaisčių pasirodymai (šiaurinė ir pietinė pašvaistė): įkrautos Saulės dalelės įjungia atomus viršutinėje Žemės atmosferoje, sukurdamos spalvingas šviesas.
- Palydovų ryšio sutrikimai: stiprūs žybsniai ir įkrautos dalelės gali sutrikdyti GPS signalus, radijo ryšį ir palydovų elektroniką.
Išbandymas
Magnetinio lauko linijos su geležies drožlėmis
Sauga: laikykite magnetus atokiau nuo telefonų, kreditinių kortelių ir mažų vaikų; geležies drožlės gali palikti dėmes.
Priemonės
- juostinis magnetas
- baltas popieriaus lapas
- geležies drožlės
- mažas antras magnetas (nebūtina)
Žingsniai
- Padėkite juostinį magnetą ant stalo ir uždėkite ant jo popieriaus lapą.
- Švelniai pabarstykite šiek tiek geležies drožlių ant popieriaus ir pastuksenkite į popierių, kad drožlės išsidėstytų išilgai lauko linijų.
- Stebėkite linijų, kurios išlinksta nuo vieno magneto poliaus iki kito, raštą.
- (Nebūtina) Perkelkite antrą magnetą prie pirmojo ir stebėkite, kaip keičiasi arba vėl susijungia lauko modeliai.
- Atsargiai nuvalykite drožles magnetu, suvyniotu į popierių. Ką tai rodo: Drožlės atskleidžia magnetinio lauko linijas ir kaip keičiasi lauko modeliai, kai laukai sąveikauja, pavyzdžiui, susipynę Saulės laukai, kurie gali nutrūkti ir išlaisvinti energiją.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Saulės žybsnis: staigus, galingas šviesos ir energingų dalelių pliūpsnis iš Saulės, kurį sukelia greitas magnetinės energijos išsiskyrimas.
- Magnetinis persijungimas: kai magnetinio lauko linijos nutrūksta ir vėl susijungia nauja tvarka, išlaisvindamos sukauptą magnetinę energiją kaip šilumą ir šviesą.
- Plazma: karštos dujos, sudarytos iš įkrautų dalelių (elektronų ir jonų), kurios praleidžia elektrą ir reaguoja į magnetinius laukus.
- Pašvaistė: spalvingos šviesos Žemės poliariniame danguje, atsirandančios, kai įkrautos Saulės dalelės susiduria su atmosferos atomais.
Dažni klausimai
Ar Saulės žybsnis gali sunaikinti Žemę?
Ne. Žybsnis negali sunaikinti Žemės, tačiau stiprios saulės audros gali pakenkti palydovams, paveikti radijo ir elektros energijos sistemas bei kelti pavojų astronautams.
Kiek laiko trunka Saulės žybsnis?
Žybsniai trunka nuo kelių minučių iki kelių valandų, nors jų poveikis (kaip ir įkrautų dalelių) gali tęstis kelias dienas.
Kuo žybsniai skiriasi nuo vainikinės masės išmetimų (CME)?
Žybsnis yra šviesos ir spinduliuotės pliūpsnis; CME yra didžiulis saulės plazmos ir magnetinio lauko debesis, galintis keliauti erdve.
Ar galime numatyti Saulės žybsnius?
Mokslininkai gali nustatyti aktyvius, sudėtingus Saulės dėmių regionus, kuriuose žybsniai yra labiau linkę, tačiau tiksliai numatyti laiką ir dydį vis dar sunku.