Kodėl Saulėje kyla audros?
Trumpas atsakymas: Saulėje audros kyla dėl to, kad jos karštos, įkrautos dujos (vadinamos plazma) juda ir sukuria galingus magnetinius laukus. Kai šie magnetiniai laukai susipynęs ir staiga persitvarko, jie išskiria energiją, kurią vadiname saulės audromis.
Paprasčiau tariant
Saulė nėra kietas rutulys. Ji sudaryta iš labai karštų dujų, kurios praleidžia elektrą, todėl elgiasi kaip milžiniškas magnetas. Karštos dujos kyla aukštyn, o vėsios leidžiasi žemyn.
Šis judėjimas, taip pat ir tai, kad Saulė sukasi greičiau ties pusiauju nei ties ašigaliais, iškreipia magnetinius laukus. Iškreipti laukai išsikiša pro paviršių ir sudaro tamsias dėmes, vadinamas saulės dėmėmis. Kai lauko linijos patiria įtempimą, jos gali nutrūkti ir vėl susijungti.
Šis nutrūkimas sukelia šviesos ir dalelių pliūpsnį, vadinamą saulės žybsniu arba vainikinės masės išstūmimu. Tai yra Saulės audros; jos kaitina išorinę atmosferą ir siunčia daleles į kosmosą. Kai šios dalelės pasiekia Žemę, jos gali sukurti pašvaistes arba trikdyti palydovus.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: Magnetinė reaktyvioji jėga ir Saulės dinama (magnetohidrodinamika).
Saulė yra didžiulis plazmos kamuolys – dujos, tokios karštos, kad jos atomai suskaidyti į įkrautas daleles. Judančios įkrautos dalelės sukuria magnetinius laukus. Saulės viduje šilumos sukeliama konvekcija ir tai, kad pusiaujas sukasi greičiau nei poliai, išsuka ir ištempia šiuos magnetinius laukus.
Šis procesas vadinamas Saulės dinama. Susuktos magnetinio lauko linijos gali atsirasti per paviršių kaip kilpos ir saulės dėmės. Kai magnetinio lauko kilpos yra sujungiamos, jos gali staiga pakeisti formą procese, vadinamame magnetine reaktyviąja jėga.
Šis pokytis labai greitai išlaisvina sukauptą magnetinę energiją kaip šilumą, šviesą ir greitas daleles. Šie išlaisvinimai atsiranda kaip saulės žybsniai ir vainikinės masės išstūmimai – tai, ką vadiname saulės audromis.
Kaip mes tai žinome: Saulės dėmes, žybsnius ir magnetinius laukus stebime teleskopais ir erdvėlaiviais, kurie stebi skirtingų rūšių šviesą. Kompiuteriniai modeliai ir laboratoriniai plazmos eksperimentai rodo, kad susukti magnetiniai laukai ir reaktyvioji jėga gali sukelti panašius energijos pliūpsnius.
Pastebėk aplink
- Saulės žybsnis: ryškus blyksnis, išskiriantis daug energijos ir rentgeno spindulių.
- Vainikinės masės išstūmimas (CME): didelis įkrautų dalelių debesis, išmestas į kosmosą.
- Saulės dėmių grupės: tamsesnės, vėsesnės dėmės, kur stiprūs magnetiniai laukai pralaužia paviršių.
- Geomagnetinė audra: kai saulės dalelės atsitrenkia į Žemės magnetinį lauką ir sukuria pašvaistes.
Išbandymas
Magnetinio lauko linijos su geležies drožlėmis
Sauga: Suaugusiųjų priežiūra; venkite įkvėpti drožlių ir venkite drožlių patekimo į akis.
Priemonės
- juostinis magnetas
- popieriaus lapas
- geležies drožlės (arba mažos plieno drožlės)
- padėklas arba laikraštis
Žingsniai
- Padėkite juostinį magnetą ant stalo ir uždenkite jį popieriaus lapu.
- Tolygiai pabarstykite šiek tiek geležies drožlių ant popieriaus.
- Švelniai pastuksenkite į popierių, kad drožlės sulygiuotų lauką.
- Lėtai judinkite magnetą ir stebėkite, kaip linijos keičia formą.
- Priartinkite antrą magnetą ir stebėkite, kaip lauko linijos stumia, traukia arba vėl susijungia. Ką tai rodo: Drožlės atskleidžia magnetinio lauko linijas ir kaip laukai keičiasi, kai magnetai juda.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Plazma: karštos dujos, sudarytos iš įkrautų dalelių (elektronų ir jonų).
- Magnetinis laukas: nematoma įtaka, kurią sukuria judantys krūviai, galintys stumti arba traukti kitus įkrautus objektus.
- Saulės dėmė: tamsi, vėsesnė Saulės paviršiaus sritis, kurioje stiprūs magnetiniai laukai.
- Magnetinis persijungimas: kai magnetinio lauko linijos nutrūksta ir vėl susijungia, išskirdamos energiją.
Dažni klausimai
Ar Saulės audros keičia orus Žemėje?
Ne, jos nekeičia Žemės oro sąlygų, tačiau jos veikia kosmoso orus ir gali sutrikdyti palydovų bei elektros tinklų darbą.
Kaip dažnai kyla Saulės audros?
Jos kyla dažnai, o Saulė išgyvena 11 metų ciklą, todėl audros piko metu būna dažnesnės.
Ar Saulės audros gali pakenkti žmonėms kosmose?
Taip, stiprios Saulės audros gali būti pavojingos astronautams ir gali pakenkti palydovams be apsaugos.
Ar galime numatyti Saulės audras?
Mokslininkai kartais gali numatyti padidėjusį aktyvumą, tačiau tikslų laiką ir stiprumą sunku numatyti.