Solvind
Från Rilpedia
Solvinden är en plasmavind. Ingen egentlig vind, utan snarare en ström av partiklar som ständigt skickas ut från solen, rakt genom solsystemet. Solvinden fyller alltså rymden i solsystemet och utgör därför en huvudbeståndsdel i det interplanetära mediet. Även andra stjärnor har liknande utflöden, i vissa fall tusentals gånger starkare, och stjärnvind är den allmänna benämningen. Det område som domineras av solvinden kallas heliosfären, vilken avgränsas utåt av heliopausen.
Innehåll |
Allmän beskrivning
Solvinden består av plasma (mest elektroner och protoner samt mindre mängder tyngre partiklar). Med jordiska mått mätt är solvinden ett nästan perfekt vakuum, bra mycket bättre än i något jordiskt laboratorium: i en milliliter finns typiskt ungefär 5 elektroner och lika många joner. Hastigheten är typiskt omkring 350 km/s. Solvinden drar med sig solens magnetfält och ger därmed upphov till det interplanetära magnetfältet, med typisk styrka på några nanotesla. Dessa värden, som gäller i närheten av jordbanan, varierar dock mycket. Särskilt tätheten är ofta 10 gånger högre eller lägre än normalvärdet. Störningar i solvinden uppträder speciellt vid stora solutbrott, framför allt vid koronamassutkastningar och flarer.
Massförlust för solen
Eftersom solvinden blåser ut i alla riktningar orsakar den trots sin låga täthet ändå en avsevärd massförlust: solen förlorar ungefär en miljon ton per sekund på grund av solvinden. Detta kan jämföras med de ungefär 5 miljoner ton per sekund som förloras genom fusionsreaktioner inne i solens centrum.
Magnetosfärer och rymdväder
Genom växelverkan med jordens magnetfält ger solvinden upphov till jordens magnetosfär, och magnetosfärer bildas även runt andra magnetiserade planeter. En synlig effekt av solvinden är polarskenet (nord- och sydsken), som får sin energi från solvinden. En störning i solvinden kan ge upphov till en geomagnetisk storm när den träffar magnetosfären, vilket i sin tur bland annat kan orsaka störningar på satelliter, problem i transformatorer och kraftledningsnät samt ökade strålningsnivåer för astronauter och flygbesättningar. Solvinden i sig utgör dock inget problem för interplanetära rymdfarkoster, som ju vistas hela tiden i solvinden, men dess variationer är alltså den viktigaste bestämmande faktorn för rymdvädret runt jorden.
Kometsvansar
Ett annat synligt tecken på solvinden, som i sig är helt osynlig, är att kometer ofta uppvisar två svansar. Den ena av dessa, benämnd stoftsvansen eller neutralsvansen, består av oladdade partiklar som knappt alls påverkas av solvinden. Den andra svansen, som oftast är svagare, benämns jonsvans eller plasmasvans. Den består alltså av laddade partiklar som snabbt accelereras av solvinden, och får därför annan utsträckning än neutralsvansen. På 1950-talet insågs (genom arbeten av bland andra Ludwig Biermann, Eugene Parker och Hannes Alfvén) att kometernas två svansar kunde förklaras om en plasmavind ständigt blåste från solen.
Supersoniskt flöde
Solvindens hastighet (relativt planeter, kometer och andra hinder i dess väg) är större än hastigheten för de lågfrekventa vågor som kan utbreda sig i solvinden (jonakustiska vågor, som är motsvarigheten till vanliga ljudvågor, och Alfvénvågor). Man säger därför att solvindsflödet är supersoniskt och superalfvéniskt. En följd av detta är att en bogchock bildas framför magnetosfärer och andra större hinder: se rymdfysik.
Heliopausen och heliosfären
Solvinden möter det interstellära mediet, alltså rymdplasmat mellan stjärnorna, vid en gräns som kallas heliopausen. Innanför och utanför heliopausen bildas chockfronter eftersom solvinden och det interstellära mediet flödar supersoniskt relativt varandra. Området innanför heliopausen, alltså hela det område i vilket solvinden flödar ostört och supersoniskt, kallas heliosfären. Vårt planetsystem befiner sig inne i heliosfären.
Heliopausen har ännu inte observerats direkt, men rymdsonden Voyager 1 korsade den inre chocken i november 2003[2], och Voyager 2 följde efter i slutet av augusti 2007[3]. Sonderna når förhoppningsvis heliopausen före slutet på sin livstid någon gång på 2020-talet[4].
Heliosfären och dess avslutande chockfronter är en sorts tredimensionell motsvarighet till den tvådimensionella chockvåg man enkelt kan iaktta i köksvasken: se chockvåg. Den detaljerade fysiken är dock annorlunda, eftersom rymdplasmat till skillnad från vattnet är kollisionsfritt.
Mätningar av solvinden
Magnetosfären böjer av solvinden så att den inte når jorden, och den kan därför inte mätas direkt från jorden. De första mätningarna av solvinden gjordes av den sovjetiska rymdsonden Luna 1 år 1959. Sedan dess har många satelliter och rymdsonder undersökt solvinden. Viktigast just nu är den amerikanska satelliten ACE (Advanced Composition Explorer) som utgör ett solvindsobservatorium beläget i första Lagrangepunkten, och vars resultat finns tillgängliga på internet med bara några timmars fördröjning[1]. Dessa mätningar används bland annat för rymdväderprognoser.
Källor
- ↑ 1,0 1,1 ACE real time solar wind data
- ↑ Voyager Enters Solar System's Final Frontier NASA feature release daterad 2005-05-24, länkad 2008-01-23
- ↑ Voyager 2 Proves Solar System Is Squashed NASA feature release daterad 2007-12-08, länkad 2008-01-23
- ↑ Spacecraft Lifetime Voyager, på JPL:s webbplats, länkad 2008-01-23
