solvinden – Store norske leksikon (original) (raw)
En simulering av solvinden. Bildet viser den innerste delen av solsystemet i Jordas baneplan, sett fra over Solas nordpol. Sola er innerst og vi ser hvordan solvinden strømmer ut i alle retninger. Sovinden strømmer radielt ut fra sola, men på grunn av dens rotasjon, dannes den karakteristiske spiralformen (Parker-spiralen).Høyhastighets solvind som strømmer ut fra Coronahull, sees som røde spiralarmer.
HUXt-modellen er en åpen kildekode solvindmodell beregnet på romværvarsling utviklet ved Universitetet i Reading i England. Modellen kan også brukes til å simulere CME'er som strømmer ut gjennom solvinden.
Solvinden er et tynt plasma som strømmer ut fra Sola med supersonisk hastighet og fyller rommet mellom planetene i solsystemet, som kalles det interplanetare rom. Plasmastrømmen bringer også med seg et magnetisk felt fra Sola, det interplanetare magnetfelt. Solvinden skaper en dynamisk forbindelse mellom Sola og planetene, og den har en sterk innvirkning på forholdene i planetenes magnetosfærer og atmosfærer.
Opphav
Plasmaet i solvinden stammer fra Solas korona. Det frigjøres fra Solas gravitasjonsfelt på grunn av den store trykkforskjellen mellom den varme koronaen og det interplanetare rom. Det er imidlertid usikkert hvilke prosesser som gir solvinden supersonisk hastighet.
Beskaffenhet
Solvinden består hovedsakelig av elektroner og protoner, samt heliumioner (alfapartikler) (cirka 4,5 prosent) og tyngre ioner (cirka 0,5 prosent). Solvindens hastighet er svært varierende. Ved Jordas avstand fra Sola, 1 astronomisk enhet (AU), ligger hastigheten mellom 200 og 700 km/s, med en gjennomsnittshastighet på 400 km/s.
Med en hastighet på 435 km/s tilbakelegger solvindplasmaet 1 AU på fire døgn. Partikkeltettheten ved 1 AU er cirka 8 · 106 per m3, og det interplanetare magnetfelt cirka 5 nT (nanotesla). Dette er 10 000 ganger svakere enn magnetfeltet ved Jordas overflate. På grunn av solrotasjonen vil plasmaet følge spiralbaner ut fra Sola. Dermed vil også magnetfeltstrukturene ha spiralform.
Det interplanetare magnetfeltet har sin opprinnelse i de områdene på Sola hvor magnetfeltet er åpent. Det vil si at magnetfeltlinjer ikke vender tilbake til Sola. Polariteten, eller retningen av feltet, på Solas nordlige halvkule er motsatt av det man har på den sørlige halvkule. Ved Solas ekvatorplan, hvor magnetfeltet på hver sin side er motsatt rettet, har man et tynt strømsjikt. Dette sjiktet, som angir skillet mellom utover- og innoverrettet magnetfelt, er skråstilt på grunn av avvik mellom Solas rotasjonsakse og den magnetiske akse, og det har en bølgestruktur.
Når Sola roterer, vil Jorda dermed noen ganger være over strømsjiktet og andre ganger under. Man vil oppleve et magnetfelt som er inndelt i sektorer og som skifter mellom å være rettet ut fra og inn mot Sola. Bølgeformen i grensesjiktet mellom feltretningen vil også føre til at man får komponenter av magnetfeltet som er vinkelrett på utstrømningsretningen, det vil si nord-sør- og øst-vest-komponenter. Retningen av magnetfeltet har stor betydning for koblingen mellom solvinden og Jordas magnetosfære.
En del av de variasjonene som forekommer i solvinden er periodiske med en periode på 27 døgn (lik Solas rotasjonsperiode). Forskjellige effekter i ionosfæren opptrer derfor med en slik periodisitet. Dette blir blant annet brukt for å varsle magnetiske forstyrrelser.
De mest dramatiske forandringene i solvinden, som skjer i forbindelse med stormer og utbrudd på Sola, forekommer imidlertid mer uregelmessig. Se Solen (solaktivitet). Partikkelskurene som slynges ut, vil nå Jorda 2–3 dager senere og gi forstyrrelser i magnetosfæren og ionosfæren, nordlys og magnetiske stormer.
Betydning
Interessen for solvinden knytter seg til de fundamentale prosesser på Sola i forbindelse med utsendelse og akselerasjon av solvindplasmaet. Men studier av solvinden er også nødvendig for å kunne forstå og forutsi forstyrrelser i Jordas magnetosfære og atmosfære. Slike forstyrrelser kan sette satellitter ut av drift ved for eksempel elektrisk oppladning eller partikkelstråling, og de kan skape sammenbrudd i elektrisk kraftforsyning og telesamband. Se også magnetosfæren (magnetosfærevarsling).
Historie
Det første direkte bevis for at det finnes en kontinuerlig partikkelstrøm fra Sola til det interplanetare rom, fikk man ved å studere form og retning av komethaler. Begrepet «solvind» ble introdusert av den amerikanske fysikeren Eugene N. Parker i 1958. De første målingene av solvinden ble foretatt i 1959 av de sovjetiske romsondene Lunik 2 og 3. Senere er solvindens egenskaper kartlagt gjennom målinger fra en rekke instrumenterte satellitter og romsonder. Det er i dag kontinuerlige satellittmålinger av solvinden. Dette inngår i studier av Sola, av koblingen mellom solvinden og Jordas magnetosfære, og det gir data som brukes i varsling av romvær.