مع اقتراب المسبار الشمسي من باركر من الشمس ، نتعلم أشياء جديدة عن نجمنا.
في دراسة جديدة ، أعلن علماء الفيزياء بقيادة جامعة أيوا عن أول قياسات نهائية للشمس الحقل الكهربائي، وكيف يتفاعل المجال الكهربائي مع الرياح الشمسية ، التيار سريع التدفق للجسيمات المشحونة التي يمكن أن تؤثر على الأنشطة على الأرض ، من الأقمار الصناعية إلى الاتصالات السلكية واللاسلكية.
قام الفيزيائيون بحساب توزيع الإلكترونات داخل المجال الكهربائي للشمس ، وهو إنجاز أصبح ممكنًا بفضل حقيقة أن مسبار باركر الشمسي انطلق في حدود 0.1 وحدة فلكية (AU) ، أو على بعد 9 ملايين ميل فقط ، من الشمس – أقرب مما تمتلكه أي مركبة فضائية اقترب. من خلال توزيع الإلكترونات ، كان الفيزيائيون قادرين على تمييز حجم وعرض ونطاق المجال الكهربائي للشمس بشكل أكثر وضوحًا مما تم القيام به من قبل.
يقول جاسبر هالكاس ، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء وعلم الفلك في آيوا ودراسة الدراسة: “النقطة الأساسية التي أود توضيحها هي أنه لا يمكنك إجراء هذه القياسات بعيدًا عن الشمس. لا يمكنك إجراء هذه القياسات إلا عندما تقترب منها”. المؤلف المقابل. “إنها تشبه محاولة فهم شلال من خلال النظر إلى النهر على بعد ميل من مجرى النهر. والقياسات التي أجريناها عند 0.1 AU ، نحن في الواقع في الشلال. ولا تزال الرياح الشمسية تتسارع في تلك المرحلة. إنها حقًا بيئة رائعة كن في.
ينشأ المجال الكهربائي للشمس من تفاعل البروتونات والإلكترونات المتولدة عند حدوث ذلك ذرات الهيدروجين يتم تجريدها من الحرارة الشديدة الناتجة عن الاندماج في أعماق الشمس. في هذه البيئة ، تنفجر الإلكترونات ، التي تقل كتلتها عن البروتونات بمقدار 1800 مرة ، إلى الخارج ، وهي أقل تقييدًا بالجاذبية من وزنها الأثقل بروتون أخوة. لكن البروتونات مع شحنة موجبة، تمارس بعض السيطرة ، وكبح جماح بعض الإلكترونات بسبب قوى الجذب المألوفة للجسيمات المشحونة عكسيا.
“تحاول الإلكترونات الهروب ، لكن البروتونات تحاول سحبها مرة أخرى. وهذا هو المجال الكهربائي” ، كما يقول هاليكاس ، المحقق المشارك في أداة إلكترونات الرياح الشمسية ، وألفاس ، والبروتونات على متن مسبار باركر الشمسي التابع لوكالة ناسا. – المهمة التي انطلقت في أغسطس 2018. “إذا لم يكن هناك مجال كهربائي ، ستندفع جميع الإلكترونات وتختفي. لكن المجال الكهربائي يبقيها جميعًا معًا كتدفق واحد متجانس.”
الآن ، تخيل المجال الكهربائي للشمس كوعاء هائل والإلكترونات ككرات رخامية تتدحرج على الجانبين بسرعات مختلفة. بعض الإلكترونات ، أو الكرات الرخامية في هذا الاستعارة ، سريعة بما يكفي للعبور فوق حافة الوعاء ، في حين أن البعض الآخر لا يتسارع بدرجة كافية ويتراجع في النهاية نحو قاعدة الوعاء.
يقول هالكاس: “نحن نقيس الذين عادوا وليس أولئك الذين لا يعودون”. “هناك حدًا أساسيًا في الطاقة هناك بين تلك التي تفلت من الوعاء وتلك التي لا تخرج ، والتي يمكن قياسها. نظرًا لأننا قريبون بدرجة كافية من الشمس ، يمكننا إجراء قياسات دقيقة لتوزيع الإلكترونات قبل حدوث الاصطدامات أبعد مما يشوه الحدود ويحجب بصمة المجال الكهربائي “.
من خلال هذه القياسات ، يمكن للفيزيائيين معرفة المزيد عن الرياح الشمسية ، نفاثة البلازما التي تبلغ مليون ميل في الساعة من الشمس والتي تغسل فوق الأرض والكواكب الأخرى في النظام الشمسي. ما وجدوه هو أن المجال الكهربائي للشمس يمارس بعض التأثير على الرياح الشمسية ، ولكن أقل مما كان يعتقد.
يقول Halekas: “يمكننا الآن وضع رقم على مقدار التسارع الذي يوفره المجال الكهربائي للشمس”. “يبدو أنه جزء صغير من المجموع. إنه ليس الشيء الرئيسي الذي يعطي الطاقة الشمسية ريح ركلة لها. يشير ذلك بعد ذلك إلى الآليات الأخرى التي قد تعطي الرياح الشمسية معظم ركلة لها “.
نُشرت الورقة ، “عجز الإلكترون المتجه للشمس: علامة منبهة لإمكانات الشمس الكهربائية ،” على الإنترنت في 14 تموز (يوليو) في مجلة الفيزياء الفلكية.
مقدمة من
جامعة ايوا
الاقتباس: يصف الفيزيائيون المجال الكهربائي للشمس (2021 ، 14 يوليو) تم استرجاعه في 14 يوليو 2021 من https://phys.org/news/2021-07-physicists-sun-electric-field.html
هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”