APAKAH ANGIN SURIA?

Send

Ini adalah konsep artis mengenai medan magnet global Bumi, dengan kejutan busur. Bumi berada di tengah-tengah gambar, dikelilingi oleh medan magnetnya, yang diwakili oleh garis ungu. Kejutan busur adalah sabit biru di sebelah kanan. Banyak zarah bertenaga dalam angin suria, yang diwakili dalam emas, dipesongkan oleh "perisai" magnet Bumi.

(Imej: © Walt Feimer (HTSI) / Makmal Imej Konseptual Pusat Penerbangan Angkasa NASA / Goddard)

Angin suria mengalirkan plasma dan zarah dari matahari ke angkasa. Walaupun angin tetap, sifatnya tidak. Apa yang menyebabkan aliran ini, dan bagaimana ia mempengaruhi Bumi?

Bintang berangin

Corona, lapisan luar matahari, mencapai suhu hingga 2 juta darjah Fahrenheit (1,1 juta darjah Celsius). Pada tahap ini, graviti matahari tidak dapat menahan zarah-zarah yang bergerak pantas, dan mereka mengalir jauh dari bintang.

Kegiatan matahari berubah sepanjang kitaran 11 tahunnya, dengan bilangan titik matahari, tahap radiasi, dan bahan yang dikeluarkan berubah dari masa ke masa. Perubahan ini mempengaruhi sifat angin suria, termasuk medan magnet, halaju, suhu dan ketumpatannya. Angin juga berbeza berdasarkan dari mana matahari berasal dan seberapa cepat bahagian itu berputar.

Halaju angin suria lebih tinggi di atas lubang koronal, mencapai kelajuan hingga 500 batu (800 kilometer) sesaat. Suhu dan ketumpatan di atas lubang koronal rendah, dan medan magnet lemah, sehingga garis medan terbuka ke ruang angkasa. Lubang-lubang ini berlaku di kutub dan garis lintang rendah, mencapai yang terbesar apabila aktiviti di bawah sinar matahari minimum. Suhu dalam angin kencang dapat mencapai hingga 1 juta F (800,000 C).

Di tali pinggang coronal di sekitar khatulistiwa, angin suria bergerak lebih perlahan, sekitar 200 batu (300 km) sesaat. Suhu dalam angin perlahan mencapai hingga 2.9 juta F (1.6 juta C).

Matahari dan suasananya terdiri dari plasma, campuran zarah bermuatan positif dan negatif pada suhu yang sangat tinggi. Tetapi ketika bahan itu meninggalkan matahari, dibawa oleh angin matahari, ia menjadi lebih mirip gas.

"Ketika anda pergi lebih jauh dari matahari, kekuatan medan magnet menurun lebih cepat daripada tekanan bahan," kata Craig DeForest, seorang ahli fizik solar di Southwest Research Institute (SwRI) di Boulder, Colorado, dalam satu kenyataan. "Akhirnya, bahan mula bertindak lebih seperti gas, dan kurang seperti plasma berstruktur magnet."

Menjejaskan Bumi

Semasa angin bergerak dari matahari, ia membawa zarah bermuatan dan awan magnet. Dipancarkan ke semua arah, sebahagian angin suria sentiasa memancutkan planet kita, dengan kesan yang menarik.

Sekiranya bahan yang dibawa oleh angin suria mencapai permukaan planet, sinarannya akan menyebabkan kerosakan teruk pada kehidupan yang mungkin ada. Medan magnet bumi berfungsi sebagai perisai, mengalihkan bahan di sekeliling planet sehingga mengalir di luarnya. Kekuatan angin membentang keluar medan magnet sehingga dihaluskan ke dalam sisi matahari dan terbentang di sisi malam.

Kadang kala matahari memancarkan letusan plasma yang besar yang dikenali sebagai pelepasan massa koronal (CME), atau ribut matahari. Lebih biasa dalam tempoh aktif kitaran yang dikenali sebagai solar maksimum, CME mempunyai kesan yang lebih kuat daripada angin suria standard. [Foto: Foto-foto Matahari yang Menarik & Ribut Suria]

"Ejeksi suria adalah pemacu yang paling kuat dari sambungan matahari-Bumi," kata NASA di laman webnya untuk Solar Terestrial Relations Observatory (STEREO). "Walaupun pentingnya, para saintis tidak sepenuhnya memahami asal usul dan evolusi CME, atau struktur atau luasnya di ruang antarplanet." Misi STEREO berharap dapat mengubahnya.

Apabila angin suria membawa CME dan letupan radiasi kuat ke medan magnet planet, ia boleh menyebabkan medan magnet di bahagian belakang saling menekan, suatu proses yang dikenali sebagai penyambungan semula magnet. Zarah-zarah yang diisi kemudian mengalir kembali ke arah kutub magnet planet, menyebabkan paparan indah yang dikenali sebagai aurora borealis di atmosfera atas. [Foto: Aura yang Hebat 2012]

Walaupun beberapa badan terlindung oleh medan magnet, yang lain kekurangan perlindungannya. Bulan bumi tidak mempunyai apa-apa untuk melindunginya, jadi mengambil berat. Merkuri, planet terdekat, mempunyai medan magnet yang melindunginya dari angin biasa biasa, tetapi memerlukan kekuatan penuh dari ledakan yang lebih kuat seperti CME.

Apabila aliran berkelajuan tinggi dan rendah saling berinteraksi, mereka mewujudkan kawasan padat yang dikenali sebagai kawasan interaksi berputar (CIR) yang mencetuskan ribut geomagnetik ketika mereka berinteraksi dengan atmosfera Bumi.

Angin suria dan zarah-zarah yang dibebankan dapat mempengaruhi satelit Bumi dan Sistem Penentududukan Global (GPS). Letupan kuat boleh merosakkan satelit, atau mendorong isyarat GPS dimatikan puluhan meter.

Angin suria menggegarkan semua planet dalam sistem suria. Misi New Horizons NASA terus mengesannya ketika melakukan perjalanan antara Uranus dan Pluto.

"Kelajuan dan kepadatan rata-rata bersamaan ketika angin suria bergerak keluar," kata Heather Elliott, seorang saintis angkasa di SwRI di San Antonio, Texas, dalam satu kenyataan. "Tetapi angin masih dipanaskan oleh tekanan semasa bergerak, sehingga Anda dapat melihat bukti pola putaran matahari pada suhu bahkan di tata surya luar.

Mengkaji angin suria

Kami telah mengetahui tentang angin suria sejak tahun 1950-an, tetapi walaupun terdapat kesan yang luas di Bumi dan angkasawan, para saintis masih tidak tahu bagaimana ia berkembang. Beberapa misi sejak beberapa dekad yang lalu berusaha menjelaskan misteri ini.

Dilancarkan pada 6 Oktober 1990, misi Ulysses NASA mengkaji matahari di pelbagai garis lintang. Ia mengukur pelbagai sifat angin suria selama lebih dari belasan tahun.

Satelit Advanced Composition Explorer (ACE) mengorbit pada salah satu titik khas antara Bumi dan matahari yang dikenali sebagai titik Lagrange. Di kawasan ini, graviti dari matahari dan planet menarik sama, menjadikan satelit berada di orbit yang stabil. Dilancarkan pada tahun 1997, ACE mengukur angin suria dan memberikan pengukuran masa nyata aliran zarah berterusan.

Kapal angkasa kembar NASA, STEREO-A dan STEREO-B mengkaji pinggir matahari untuk melihat bagaimana angin suria dilahirkan. Dilancarkan pada Oktober 2006, STEREO telah memberikan "pandangan unik dan revolusioner mengenai sistem matahari-Bumi," menurut NASA.

Misi baru berharap dapat menyinari cahaya matahari dan angin suria. Parker Solar Probe NASA, yang dirancang untuk dilancarkan pada musim panas 2018, bertujuan untuk "menyentuh matahari." Setelah beberapa tahun mengorbit bintang secara dekat, probe akan turun ke korona untuk pertama kalinya, menggunakan kombinasi pengimejan dan pengukuran untuk merevolusikan pemahaman tentang korona dan meningkatkan pemahaman tentang asal-usul dan evolusi angin suria.

"Parker Solar Probe akan menjawab soalan mengenai fizik suria yang telah kita bingung selama lebih dari enam dekad," kata saintis Projek Parker Solar Probe Nicola Fox dari Laboratorium Fizik Gunaan Universiti Johns Hopkins, dalam satu pernyataan. "Ia adalah kapal angkasa yang penuh dengan kemajuan teknologi yang akan menyelesaikan banyak misteri terbesar mengenai bintang kita, termasuk mengetahui mengapa korona matahari jauh lebih panas daripada permukaannya."

Sumber tambahan