🐤 👨🏿‍💻 👉🏼 एक स्टार के साथ जीवन - भाग 1: सौर गतिविधि 🔹 😨 🈂️

1 सितंबर से 2 सितंबर, 1859 की रात ने खुद को खगोलीय प्रेक्षणों के पूरे इतिहास में सबसे बड़े अरोरा के रूप में चिह्नित किया - यह पूरे पृथ्वी पर देखा जा सकता है। इसके प्रकाश में एक परिधि क्षेत्रों में पढ़ा जा सकता है, यह इतना उज्ज्वल था कि इसने रॉकी पर्वत में सोने के खतरों को जगा दिया। यूरोप और उत्तरी अमेरिका में अधिकांश टेलीग्राफ क्रम से बाहर हैं, और टेलीग्राफ पोल पर, गवाहों ने स्पार्क मनाया। इस तरह के एक घटना के परिणामों का मूल्यांकन (यदि यह आधुनिक दुनिया में हुआ, केंद्रीकृत इलेक्ट्रिक नेटवर्क के साथ) केवल संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए $ 0.6-2.6 ट्रिलियन के नुकसान का मूल्य देता है। मानव जाति द्वारा दर्ज की गई इस समय अंतरिक्ष मौसम की सबसे विनाशकारी अभिव्यक्ति थी।

लेख के पहले भाग में - मैं "अंतरिक्ष मौसम" के तहत होने वाली सौर गतिविधि की घटनाओं का वर्णन करूंगा, और इसके लिए, बदले में - हमें सूर्य की संरचना में तल्लीन करने की आवश्यकता है, जो इस तरह दिखता है:

सौर कोर - सूर्य के त्रिज्या के 0.25 तक केंद्र से एक क्षेत्र में स्थित है। यहाँ अधिकतम तापमान (लगभग 15 मिलियन K), दबाव (लगभग 250 बिलियन वायुमंडल), और घनत्व (150 ग्राम / सेमी ^{3 तक} ) के साथ एक क्षेत्र है। चूंकि थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की गति तापमान पर अत्यधिक निर्भर होती है - सूर्य में ऊर्जा रिलीज का मुख्य हिस्सा इस क्षेत्र में होता है। हालांकि, ऐसे संकेतकों के साथ भी - थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की गति बहुत अधिक नहीं है (लगभग 275 वाट / मी ³ ), इसलिए थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर, जैसे कि ITER - को वॉल्यूम / पावर अनुपात के लिए उचित संकेतक होने के लिए उच्च तापमान के परिमाण के क्रम की आवश्यकता होती है।

रेडिएंट ट्रांसफर ज़ोन - 0.25 की गहराई से सूर्य के त्रिज्या के लगभग 0.7 तक फैला हुआ है। इसे ऐसा कहा जाता है - क्योंकि इसमें ऊर्जा हस्तांतरण की मुख्य विधि क्रमिक विकिरण और फोटॉनों का अवशोषण है। यह एक काफी शांत क्षेत्र है जिसमें मुख्य प्रकार की गति घूर्णी है: सूर्य भूमध्य रेखा के साथ 25.6 दिनों में एक क्रांति करता है (पृथ्वी पर एक पर्यवेक्षक के लिए, सूर्य के चारों ओर हमारे रोटेशन को ध्यान में रखते हुए, लगभग 28 दिन लगते हैं), और 33.5 में पोल स्तर पर दिन। उज्ज्वल क्षेत्र, इस मामले में, लगभग औसत (दोनों के बीच) गति है।

टैकोसलाइन एक संक्रमणकालीन क्षेत्र है जो रेडिएंट और संवहन क्षेत्रों के बीच स्थित है, इसकी मोटाई सूर्य के त्रिज्या का लगभग 0.04 है। इस क्षेत्र में, उज्ज्वल (शांत) गर्मी हस्तांतरण से संवहन (अशांत), और "ठोस-अवस्था रोटेशन" (जब परत एक समान आवृत्ति पर घूमती है) से अंतर (ध्रुवीय और विषुवतीय क्षेत्रों में भिन्न) में संक्रमण होता है।

इस संक्रमण के कारण इस प्रकार हैं: सूर्य की त्रिज्या की लगभग 0.7 की सीमा पर, तापमान में एक क्रमिक गिरावट और सौर परतों का दबाव इस तथ्य की ओर जाता है कि भौतिक स्थितियां अब इलेक्ट्रॉनों के बिना प्लाज्मा परमाणुओं का समर्थन नहीं करती हैं (एक बार आयनित - हाइड्रोजन परमाणु और दो बार हीलियम)। तदनुसार, फोटोफ़ेक्ट कार्य करना शुरू कर देता है, और पदार्थ पारदर्शी होना बंद हो जाता है। दीप्तिमान स्थानांतरण अपनी प्रभावशीलता खो देता है, और संवहन गर्मी हस्तांतरण पहले आता है।

दूसरे प्रभाव के स्रोत की व्याख्या करना अधिक जटिल कार्य है, और वैज्ञानिक इसे लंबे समय तक हल नहीं कर पाए हैं। लेकिन 2013 में, "ऑब्जर्वेटरी ऑफ सोलर डायनेमिक्स" के डेटा का उपयोग करते हुए, सूर्य पर संवेदी गति (जो छोटे पैमाने पर अव्यवस्थित है) और स्थिर, सूर्य के अंतर रोटेशन के बीच एक संबंध भी दिखाया गया था:

सूर्य पर होने वाली प्रक्रियाओं को समझने के प्रमुख कारक इस प्रकार हैं:

1) सूर्य पर हमारे द्वारा दर्ज सभी प्रक्रियाओं की घटना के लिए ऊर्जा का स्रोत अशांत संवहन है (और इसका स्रोत सौर कोर के बीच तापमान ढाल है, जिसमें थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं होती हैं, और सूर्य की सतह जिसके माध्यम से यह ऊर्जा निकलती है)।

2) सूर्य पर लगभग सभी द्रव्य (प्रकाश क्षेत्र में हाइड्रोजन के एक निश्चित अंश के अपवाद के साथ) एक प्लाज्मा अवस्था में है। इस कारण से, ऊर्जा प्रवाह संवहन प्रवाह की गतिज ऊर्जा के कारण होता है, और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के कारण होता है। इस मामले में, ऊर्जा स्वतंत्र रूप से एक प्रकार से दूसरे में स्थानांतरित हो सकती है (प्लाज्मा गति एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकती है, और एक अन्य मामले में, एक चुंबकीय क्षेत्र प्लाज्मा प्रवाह को तेज कर सकता है)।

संवहन क्षेत्र - लगभग 0.7 त्रिज्या की दूरी पर स्थित एक क्षेत्र है, और सीधे सबसे दृश्यमान सतह पर। अन्य संभावनाओं की अनुपस्थिति में, परतों के मिश्रण (यानी, संवहन, यही कारण है कि, वास्तव में, इस क्षेत्र को तथाकथित कहा जाता था) के कारण इस स्तर से गर्मी हस्तांतरण होने लगता है। यह वह क्षेत्र है जो उन सभी घटनाओं के लिए जिम्मेदार है जिन्हें आमतौर पर "सौर गतिविधि" कहा जाता है।

संवहन क्षेत्र की बुनियादी संरचना (और सूर्य की दृश्यमान "सतह") में दाने होते हैं (1000 किमी के विशिष्ट व्यास और 8 से 20 मिनट के जीवनकाल के साथ), और सुपरग्रैन्यूल (आकार में 30 हजार किमी और एक दिन का जीवनकाल) । दानेदार संरचना - उज्ज्वल क्षेत्रों (जहां पदार्थ सूर्य की गहराई से उगता है) और उनके बीच अंधेरे स्थान होते हैं (जहां पदार्थ तदनुसार गिरता है)। पदार्थ की ऊर्ध्वाधर गति 1-2 किमी / सेकंड है, और दानों की गहराई सैकड़ों और हजारों किलोमीटर है।

सनस्पॉट ऐसे क्षेत्र हैं जिनमें मजबूत चुंबकीय क्षेत्र पदार्थ के संवहन आंदोलन को बाधित करते हैं। नाम के बावजूद, उन्हें खिंचाव के साथ "स्पॉट" कहा जा सकता है: उनके अंदर का तापमान 3000-4500 K है। और उनके दृश्यमान कालेपन को आसपास के पदार्थ (5780 K के औसत) के तापमान से समझाया गया है, और, तदनुसार, काफी कम प्रकाश उत्सर्जन स्पॉट " बाहरी पृष्ठभूमि। 1749 में सूर्यास्त के व्यवस्थित अवलोकन की शुरुआत से लगभग - वे सौर गतिविधि के 11 साल के चक्र के अस्तित्व का मुख्य सबूत बन गए (इसलिए, उस क्षण जो चल रहा था उसे शून्य चक्र के रूप में चुना गया था, जहां से इसे गिना जा रहा है - यह 1745 में शुरू हुआ था):

अधिक सटीक होने के लिए, चक्र की औसत अवधि लगभग 11.2 वर्ष होती है, और 7 से 17 वर्ष (चक्र जितना छोटा होता है, उसकी शक्ति उतनी ही अधिक होती है) में भिन्न होती है। चक्र में वृद्धि अवस्था कम समय (4.6 वर्ष, 6.7 वर्ष - औसतन गिरावट के स्तर पर) से कम होती है। चक्र की शुरुआत में, धब्बे -40 35-40 ° के क्रम में दिखाई देते हैं, फिर अधिकतम अवधि में of 15 ° के क्षेत्र में स्थानांतरित होते हैं, और चक्र के अंत की ओर, उनमें से अधिकांश 8 5-8 ° (तथाकथित स्पोर कानून ) के अक्षांशों पर पाए जाते हैं:

ऐसा चक्रीय व्यवहार और धब्बों की संख्या सूर्य के चुंबकीय ध्रुवों को बदलने के 11 साल के चक्र से जुड़ी है (जबकि उत्तर / दक्षिण ध्रुवीयता को बदलने का पूरा चक्र क्रमशः 22 वर्ष लगते हैं)। हालांकि, इस 22 साल की अवधि ( हेल चक्र ) को व्यापक लोकप्रियता नहीं मिली, क्योंकि ध्रुवीयता को बदलने के अलावा, यह व्यावहारिक रूप से खुद को प्रकट नहीं करता है।

400 + वर्ष के आँकड़ों की उपस्थिति सौर गतिविधि के एक धर्मनिरपेक्ष चक्र (तथाकथित Gleisberg चक्र - 70-100 वर्षों के अंतराल में स्थायी, 87 वर्ष के औसत मूल्य के साथ) के अस्तित्व का सुझाव देती है। लेकिन वास्तव में अपनी उपस्थिति को साबित करने के लिए - यह केवल रेडियोकार्बन विश्लेषण के आगमन के साथ संभव था: तथ्य यह है कि सौर अधिकतम अवधि के दौरान सौर हवा घनीभूत हो जाती है और सौर हेलिओस्फीयर थोड़ा फैलता है (यह सोलर सिस्टम की सीमाओं से परे वायेजर -1 के बाहर निकलने के बारे में रिपोर्टों की एक श्रृंखला के लिए आधार था: 1 , 2 , 3 , 4 ), जबकि गांगेय कॉस्मिक किरणों का प्रवाह कम हो जाता है, और इसके साथ वायुमंडल की ऊपरी परतों में रेडियोधर्मी कार्बन -14 का उत्पादन कम हो जाता है। पिछले 11 हजार वर्षों में इन परिवर्तनों के निशान बर्फ के टुकड़ों और पेड़ों के छल्ले में पाए जाते हैं:

सनस्पॉट अक्सर समूहों में बनते हैं, जिसमें प्रमुख स्थान इस गोलार्ध के वर्तमान ध्रुवता के समान ध्रुवीयता रखते हैं, और पीछे एक विपरीत होता है। स्पॉट का एक समूह कई घंटों से कई महीनों तक मौजूद हो सकता है (यह एक दीर्घकालिक, 27-दिवसीय पूर्वानुमान का आधार है - जब स्पॉट जो एक क्रांति करते हैं, उसी स्थिति में वापस आ जाएंगे)।

सौर मशालें एक प्रकार की "क्रांति प्रति स्पॉट" हैं: इस मामले में, चुंबकीय क्षेत्र संवहन के एक एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है, जो बदले में सूर्य की "सतह" के तापमान और चमक को बढ़ाता है।

प्रमुखताएँ सूर्य की "सतह" पर आराम करते हुए, एक टोरस के आधे हिस्से की तरह एक स्थिर अवस्था में विचित्र रूप हैं:

वे इस रूप को चुंबकीय क्षेत्र के लिए देते हैं, जो उनका स्रोत है: शुरुआत में चुंबकीय रेखाओं के साथ गतिमान पदार्थ का प्रवाह सूर्य की गहराई से उगता है, फिर एक चाप का वर्णन करता है, और सूर्य पर वापस गिरता है। पदार्थ के ऐसे फव्वारे - महीनों तक मौजूद रह सकते हैं। उनमें विशाल ऊर्जा हो सकती है, जिसे दो भौतिक घटनाओं में जारी किया जा सकता है, जिसके बारे में नीचे चर्चा की जाएगी।

सूर्य, पृथ्वी के साथ बड़ी प्रमुखता और बृहस्पति - एक पैमाने पर

सौर flares ऊर्जा का विशाल उत्सर्जन हैं (जिनमें से सबसे बड़ा इस लेख की शुरुआत में वर्णित है)। एक सामान्य प्रकोप में, 10 ²⁰ J (लगभग बराबर में 10 गीगाटन) के क्रम की ऊर्जा को बड़े पैमाने पर - लगभग 10 ²⁵ J (लगभग 1 बिलियन मेगाटन) में छोड़ा जा सकता है। उनका स्रोत सूर्य पर चुंबकीय क्षेत्रों का पुन: संयोजन है (जब दो चुंबकीय "रिंग" एक दूसरे को स्पर्श करते हैं, और उनकी संरचना को नाटकीय रूप से बदलते हैं):

ऐसी प्रक्रिया का सटीक प्रमाण - हाल ही में प्राप्त किया गया था। सौर चमक के दौरान, विद्युत चुम्बकीय विकिरण के पूरे स्पेक्ट्रम में ऊर्जा जारी होती है, इसका अधिकांश भाग कठोर पराबैंगनी विकिरण में उत्सर्जित होता है, साथ ही साथ एक्स-रे और गामा किरणें (यह इस तथ्य के कारण है कि पुन: संयोजन प्रक्रिया के दौरान चुंबकीय क्षेत्र प्लाज्मा को लाखों डिग्री तक गर्म करते हैं)। ऊर्जा का केवल एक छोटा सा हिस्सा प्रकाश की दृश्यमान सीमा में जारी किया जाता है, इसलिए एक सामान्य स्थिति में - वे दिखाई नहीं देते हैं। लेकिन कैरिंगटन घटना के मामले में, फ्लैश को नग्न आंखों से भी देखा जा सकता है।

तीव्रता की चमक को पांच वर्गों में विभाजित किया गया है: ए, बी, सी, एम, एक्स। प्रत्येक बाद की कक्षा पिछले एक की तुलना में दस गुना अधिक शक्तिशाली है। प्रत्येक वर्ग को रेखीय पैमाने में 1.0 से 9.9 तक विभाजित किया गया है, कक्षा X की ऊपरी सीमा नहीं है: फिलहाल, 1957 के बाद से दर्ज सबसे शक्तिशाली फ्लैश (जब अतिरिक्त-वायुमंडलीय अवलोकन शुरू हुआ, और यह संपूर्ण विद्युत स्पेक्ट्रम पर पूर्ण शक्ति स्थापित करना संभव हुआ) - हुआ 4 नवंबर, 2003 और अद्यतन आंकड़ों के अनुसार - इसमें X45 वर्ग था।

फ्लैश क्लास	गामा की तीव्रता 0.5-8 W, W \ m ^{2 है}
एक	10 ^{-7 तक}
बी	10 ^-7 से 10 ^{-6 तक}
सी	10 ^-6 से 10 ^{-5 तक}
एम	10 ^-5 से 10 ^{-4 तक}
एक्स	10 ^-4 से अधिक

कोरोनल मास इजेक्शन साथ-साथ होने वाले प्रकोप हैं (लेकिन हमेशा नहीं), पदार्थ के विशाल द्रव्यमान की अस्वीकृति की प्रक्रिया (जो इस प्रक्रिया के नाम से परिलक्षित होती है)। औसतन, उत्सर्जन राशि लगभग एक बिलियन टन है, और उच्च गति (लगभग 500 किमी / सेकंड) पर आगे बढ़ती है। ऐसे जनसमूह के स्रोत प्रमुख हैं। चुंबकीय क्षेत्र को फिर से जोड़ने की प्रक्रिया में, सूर्य से अनंत तक चुंबकीय रेखाएं दौड़ती हैं, इसके बाद प्लाज्मा द्रव्यमान के साथ आगे बढ़ते हैं:

कोरोनल इजेक्शन मॉडल

नवीनतम कंप्यूटर मॉडल उच्च सटीकता के साथ सूर्य पर होने वाली प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं - यह हमें यह आशा करने की अनुमति देता है कि जल्द ही अंतरिक्ष मौसम के लिए सटीक पूर्वानुमान की अवधि 3 दिनों में नहीं, बल्कि बहुत अधिक अवधि में प्राप्त की जा सकती है।

वास्तविक कोरोनल इजेक्शन वाले मॉडल की तुलना

सूर्य के दृश्यमान सतह " प्रकाश " है। यह मोटाई में लगभग 300 किमी है, और इसमें यह है कि दृश्यमान स्पेक्ट्रम के एक बड़े हिस्से का विकिरण होता है। इस परत का घनत्व 10 ^-8 से 10 ^-9 g \ cm ^{3 है} । यह यहां है कि सूर्य का न्यूनतम तापमान (4300 K) प्राप्त किया जाता है, लेकिन इस क्षेत्र का औसत तापमान 5777 K के तापमान के करीब है:

वास्तव में संवहन क्षेत्र का एक निरंतरता होने के नाते, फोटोफेयर उन घटनाओं और संरचना में दिखाई देने वाला (हमारे लिए) एक दृश्यमान है (जो कि संवहन क्षेत्र में मौजूद है (जो ऊपर वर्णित है)।

क्रोमोस्फीयर एक परत है जो लगभग 10 हजार किमी मोटी होती है, जो फोटोफेयर और कोरोना के बीच स्थित होती है। यहाँ दबाव तेजी से गिरना शुरू हो जाता है, और तापमान फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है:

इस तथ्य के कारण कि इस परत में दबाव बहुत कम है, इसकी चमक (तापमान में वृद्धि के बावजूद) फोटोफेयर की तुलना में सैकड़ों गुना कम है। इस कारण से, यह पहली बार चंद्र ग्रहणों के कारण खोजा गया था (जब प्रकाश क्षेत्र से प्रकाश इस परत के अवलोकन में हस्तक्षेप नहीं करता था)। यह सूर्य के इस क्षेत्र में हीलियम की खोज की गई थी।

क्रोमोस्फीयर में मुख्य रूप से स्पाइसील्स होते हैं - आयताकार आकार की वस्तुएं, जिनका व्यास कई हजार किलोमीटर और गहराई में लगभग एक हजार किलोमीटर होता है:

प्रकाशमंडल से उठते हुए, वे सूर्य की ऊपरी परतों में पदार्थ को स्थानांतरित करते हैं। क्रोमोस्फीयर का एक अन्य घटक फाइब्रिल है। वे एक चुंबकीय क्षेत्र (प्रमुखता के समान) द्वारा किए गए पदार्थ के ऊर्ध्वाधर छोर हैं।

मुकुट - सूर्य के दृश्य त्रिज्या से शुरू होता है, और इसके व्यास के 10-20 तक फैलता है। इसमें एक बहुत ही विरल, और असमान रूप से वितरित पदार्थ होते हैं, जिसका तापमान एक मिलियन केल्विन से अधिक होता है।

नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, कोरोना के इस तरह के उच्च तापमान का स्रोत क्रोमोस्फेरिक स्पाइसील्स है जो इसे उच्च-ऊर्जा कणों के साथ खिलाते हैं। कोरोना की संरचना दृढ़ता से सौर गतिविधि की अवधि पर निर्भर करती है: मैक्सिमा के दौरान, इसका एक गोलाकार आकार होता है, मिनिमा के दौरान यह भूमध्य रेखा की दिशा में लम्बी होती है:

सौर हवा अत्यधिक दुर्लभ सौर पदार्थ की एक धारा है, जो कोरोनल के करीब तापमान के साथ, एक उच्च गति पर चलती है (पृथ्वी की कक्षा में - इसकी गति 300-400 किमी / सेकंड है):

यह पदार्थ सूर्य के चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा त्वरित होता है (यह भूमध्य रेखा और ध्रुवों के बीच गति में इतना अधिक अंतर करता है)। इसका उत्पादन पृथ्वी की कक्षा में 1-6 एनपीए (11 साल के चक्र की अवधि और कोरोनल उत्सर्जन की उपस्थिति के आधार पर) होता है। सौर हवा के द्वारा - सूर्य लगभग 10 ^-14 M _C (यह विकिरण के कारण जो खोता है, उससे कई गुना कम है)।

पुनश्च लेख का दूसरा भाग अंतरिक्ष के मौसम के बारे में है, अंतरिक्ष यान सूर्य की खोज कर रहा है, और सेवाएं जो अपने राज्य की निगरानी करती हैं।

एक स्टार के साथ जीवन - भाग 1: सौर गतिविधि

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