Sonden Parker Solar Probe flög in i solvinden och fann dess källa

 

NASAs Parker Solar Probe har nu flugit tillräckligt nära solen för att upptäcka solvindens fina struktur då den genereras vid solens yta, detaljer som går förlorade när solvinden lämnar koronan i en explosion av laddade partiklar. Det kan jämföras med att se vattenstrålar från ett duschhuvud sett rakt mot duschmunstycket.

I en ny studie som publicerats i tidskriften Nature rapporterar ett team av forskare under ledning av Stuart D. Bale, professor i fysik vid University of California, Berkeley och James Drake vid University of Maryland-College Park, att Parker Solar Probe  har upptäckt strömmar av högenergipartiklar som matchar supergranuleringsflödena från ett koronahål vilket tyder på att det är  där den så kallade "snabba" solvinden har sitt ursprung.

Koronahålen är områdena där magnetfältlinjer ger strålar ut ur solens yta utan att slingra sig tillbaka igen istället bildas öppna fältlinjer som expanderar utåt och fyller merparten av rymden runt solen. Dessa hål finns mestadels vid polerna under solens tysta perioder och träffar den snabba solvinden i riktning från jorden. Men när solen vart 11: e år blir mer aktiv vänder magnetfälten och koronahål uppstår över hela solytan och genererar utbrott av solvind riktad direkt mot jorden. Vid mycket kraftiga sådana utbrott kan elektroniken slås ut på Jorden. 

Att förstå hur och var solvinden uppstår kan hjälpa till att förutsäga solstormar. Solstormar producerar vackra norrsken på jorden men kan orsaka förödelse för satelliter och elnät.

För att mer i detalj läsa om deras forskning se denna länk från Berkeley university of California där man utförligt beskriver sitt arbete i ämnet. 

Bild vikipedia på Parker Solar Probes logotype.

Mystiska skeenden i universum del 4 vi bombarderas av solvinden men har ett effektivt skydd

 

Den kosmiska bakgrundsstrålningen (CMB Cosmic microwave background) är en elektromagnetisk strålning med maximal intensitet i våglängder inom millimeterområdet (mikrovågsområdet).  Varje dag sker explosioner runt jorden. Explosioner av oerhörd kraft som uppstår när solvinden oupphörligt (strömmen av laddade partiklar från solen) trycker mot vårt skydd runt jorden magnetosfären (utan detta skydd inget liv på jorden). 

Då och då  bryts magnetfältslinjerna av detta oupphörliga bombarderande av solvinden, justeras och spränger bort närliggande laddade partiklar. Denna explosiva händelse kallas magnetisk återanslutning. (det är då explosionerna sker och magnetosfären återansluts efter effekten).

 

Även om vi inte kan se den magnetiska återanslutning med våra ögon kan vi se dess effekter. Ibland strömmar några av de störda partiklarna in i jordens övre atmosfär vid en explosion och då blir det norrsken.

 

Magnetisk återanslutning sker över hela universum och inte bara runt jorden vilket hjälper forskare att förstå återanslutning och dra slutsatser om hur detta fungerar på platser som är svårare att undersöka. Utkasten  soleruptioner sker på solen i områden vid  svarta hål och runt andra stjärnor. 

 

Enorma, osynliga explosioner inträffar ständigt i rymden runt jorden. Dessa explosioner är resultatet av vridna magnetiska fältlinjer som öppnas, sluts, justeras och spränger partiklar ut i rymden och ner mot oss.

Men även andra slag av farliga energistötar förutom solvindens plasmavågor och elektromagnetiska fält kommer från universum därute. Föreställ dig partiklarna som en flock fåglar som flyger tillsammans. I medvind driver fåglarna i vindens riktning  snabbare även om det inte ser ut som om något driver dem framåt. Partiklar beter sig ungefär på samma sätt när de plötsligt stöter på ett magnetfält. Magnetfältet kan i ger dem en acceleration i magnetfältets riktning.

Men vi är skyddade till största delen av magnetosfären runt jorden. Självfallet finns det en gräns för hur mycket detta klarar av. Extrem solvind kan slå ut elektroniken på jorden exempelvis (då har inte magnetosfären  klarat av att stå emot energiflödet). Skyddet runt jorden kom till innan vi uppfunnit vår digitala verklighet och är inte beräknat för en digital livsforms sårbarhet. För hög strålning är även farligt för oss människor men den faran är störst i rymden. Därför har astronauter dräkter som skyddar mot den strålning som finns i rymden.

 Vi är inte menade till ett liv utanför jorden. Man kan även fundera över om det var slumpen som skapade magnetosfären eller något annat. Det vi vet är att utan detta skydd skulle jorden varit en livlös planet.

Bild en solfackla kan ses på solen. Bild från vikipedia

Solvinden är när den når oss hetare än den borde vara enligt termodynamikens lagar.

Solen matar ständigt ut en ström av laddade partiklar som vi kallar solvinden. Då denna plasma expanderar genom rymden svalnar den på sin väg mot oss. Men inte alls så mycket som termodynamikens lagar säger.



Solvindens existens upptäcktes 1959.  Men det finns ännu egenskaper hos denna  som fortfarande inte är väl förstådda säger Stas Boldyrev, professor i fysik vid University of Wisconsin. Utöver honom säger Madison från samma plats och huvudförfattare till studien om solvinden i ett uttalande. "Inledningsvis trodde forskarna att solvinden måste svalna mycket snabbt när den expanderar från solen ut i rymden men satellitmätningar visar att när den når jorden är dess temperatur 10 gånger större än väntat. Så, en grundläggande fråga är: Varför den inte svalnat till den nivå termodynamikens lag säger?


Partiklar som kastas ut av solen är en blandning av positivt laddade joner och negativt laddade mycket lätta elektroner. De negativt laddade elektronerna rör sig mycket snabbt bort från solen med de positivt partiklarna släpande bakom sig. Då solvinden expanderar tenderar den bestå av en elektrisk laddning bestående aven negativ front och en positiv bak av solvinden. 


Med tanke på detta får det några av elektronerna att röra sig långsammare, att sakta ner ännu mer och bli "fångade" i denna expansion av solvind. Det visade sig att den snabba fören i solvinden av negativt laddade elektroner förlorar värmen långsamt till den efterföljande delen av solvinden så att solvinden inte förlorar så mycket värme som en enkel termodynamisk expansion matematiskt uträlknat skulle göra.


"I solvinden, finns en varm elektronström från solen som håller i sig till mycket stora avstånd och som förlorar sin energi mycket långsamt " säger Boldyrev. "Det visar sig att våra resultat är mycket väl överensstämmande med mätningar av temperaturprofilen för solvinden och kan förklara varför elektrontemperaturen sjunker med avståndet men långsamt."


Hoppas det är tydligt (min anm.) enligt ovan annars läs mer om fenomenet här. 

Bild  från vikipedia på solen.

Solvindens kamp mot kosmisk strålning eller tvärtom.

I utkanten av vårt solsystem rasar en våldsam strid mellan solvinden och kosmisk strålning från yttre rymden. NASA: s Voyager 2 har nu passerat genom denna frontlinje och befinner sig tillsammans med Voyager 1 (vilken befinner sig än längre ut i en annan riktning) i den interstellära rymden mellan solsystemen i vår Vintergata.

 Solvinden sprider sig från vår sol i alla riktningar genom vårt solsystem och det skapar en bubbla av energi som omger hela vårt solsystem. Vid kanten av denna bubbla kolliderar solvinden slutligen med kraftfulla kosmiska strålar från den interstellära rymden. Där finns i kollisionszonen en tjock vägg av plasma kallad heliopause. Denna kosmiska gräns av vårt solsystem finns ca 120 gånger längre bort från solen än jorden gör.



Den strålning solen här möter och späder ut med sin strålning kommer  från avlägsna stjärnor och himmelska explosioner (supernovor). Voyager 2 kunde oberört ta sig igenom heliopausen vilket tog ungefär en dag. Men forskarna upptäckte  att plasmabarriären var betydligt varmare och tjockare än tidigare studier uppskattat. Men barriären upptäcktes även vara en effektiv fysisk sköld mellan vårt solsystem och den interstellära rymden.


Tänk (min anm.) vad allt verkar tillrättalagt för att vi och vår planet ska vara beboelig. Vi har ju balans för liv på planeten. Skyddande höljen i form av bälten runt den och nu ser det ut som om även ett första skydd mot den farliga strålningen från rymden redan finns där vårt solsystem börjar. 


 Enligt studiens medförfattare Edward Stone, en astronom vid California Institute of Technology som har arbetat med Voyager programmet sedan det lanserades i 1977 stoppar  denna sköld cirka 70% av kosmisk strålning från att bryta sig in i vårt solsystem.


"Heliopausen är kontaktytan där två vindar kolliderar, vinden från solen och vinden från rymden, som kommer från Supernovor som exploderade för länge sedan." "Bara ca 30 % av vad som finns utanför bubblan kan komma in." Den varma, laddade vinden som skyddar vårt solsystem kanske inte är ett perfekt skydd men som Voyager 2 bekräftade, är det en del av vad som skiljer vårt kosmiska hem från vildsint vildmark i rymden. För detta (kanske) borde vi vara tacksamma.

Bild på den guldskiva som fanns i två ex och vilka ett sändes med Voyager 1 och en med Voyager 2 och vars farkoster sedan mitten av 1970 talet nu båda är utanför vårt solsystem med sin hälsningsskiva till ev upphittare därute.


Bild från vikimedia ovan.

Merkurius svaga magnetfält stoppar inte den radioaktiva solvinden likt Jordens magnetfält. Det snöar järn och svavel sprutar från vulkaner här

Merkurius den innersta av solsystemets planeter har ett magnetfält ca 100 gånger svagare än Jordens. Detta innebär att Merkurius inte har det skydd Jorden har mot radioaktiv strålning utan bombarderas oupphörligen med detta från solen.

Skulle samma sak ske här skulle livet utplånas. Ett svagare magnetfält visar att planeters kärna manteln kylts ner över tid. Kan samma sak ske här? Ingen vet säkert.

På Merkurius yta sträcker sig långa smala åsar hundratals km över ytan troligen bildade när kärnan och mantels kyldes.

Magnetfält runt en planet är viktigt men utan en het kärna försvagas detta och för Jordens del skulle det betyda förstörelse av ozonskikt och radioaktiv strålning där ultraviolett strålning är ett slag efterhand utplåna Jordens liv.

Mätningar har visat att Jordens magnetfält har försvagats något över tid men ännu är risken inte för stora förändringar av livsmöjligheter på Jorden här.

Solvinden är förutsättningen för liv på Jorden. På Mars däremot kan den ha utplånat möjligheten till liv.

Solvinden ger oss den värme vi behöver för att kunna existera på Jorden. Den är en av de förutsättningar vilka skapade vår världs livsmöjligheter.

All solvind kommer inte ner på Jordens yta en del avlänkas genom de magnetfält som omger Jorden.

Även Mars hade magnetfält  och även här bildades vatten i flytande form och en atmosfär.

Men till skillnad från på Jorden tror forskare idag att processor som aldrig uppstod på Jorden på Mars tunnade ut Mars magnetfält och därmed försvann efterhand vatten och atmosfär ut från Mars. En process som accelererade utifrån solvinden.

Hade samma process hänt på Jorden hade inget liv funnits här. Jorden hade blivit en tvillingplanet till Mars. Steril och kall.

Varför inte samma sak hände här vet man inte. Men forskare försöker lösa gåtan om varför det hände på Mars och varför detta inte hände på Jorden och tvärtom.

Idag tror vissa forskare att de har svaret på gåtan. Är du intresserad av en fördjupning av ämnet och vilket svar forskaret teorisera över  läs vidare från denna länk

Solvinden är varmare vid Jorden än man kan förvänta sig utifrån solens corona.

Vi behöver värmen på Jorden från solvinden. Men varför är solvinden vid mötet med Jordens yta ca 70 gånger högre än vad man kan förvänta sig efter coronans solvind genom det kalla mörka universum på vägen hit. Den borde  avsvalnats.

Coronan runt solen är solens atmosfär. Hela tiden försvinner en bit från solen med solvinden ut i rymden och det är från denna vind vi får värme till Jorden. Men rymden är iskall ovanför Jorden.  Förklaringen är att vår atmosfär magasinerar och förökar den värmestrålning solen skickar hit.

Problemet är hur den kan vara så hög eller att vi kan få den värme vi behöver fast avsvalningen varit stor  på vägen hit.

Varför är strålningen så stark när den når Jorden? Solvinden  består av plasma bestående av elektroner  och protoner och en del tyngre partiklar utöver det drar den med sig solens elektronfält vilket ger upphov till det interplanetära magnetfältet.

Något som visar på solvindens existens är kometer vars svans blir dubbel närmre solen. Den normalt sedda stoftsvansen bestående av is och materia får sällskap av en plasma svans  bestående av laddade partiklar från solvinden.

Genom att studera denna plasmasvans hoppas forskare lära mer och förstå mer av solvinden.