Elektryczne Słońce - cz. 2

P { margin-bottom: 0.21cm; }A:link { }

Rys. 1. Energia, pole elektryczne oraz gęstość ładunku jako funkcja odległości od powierzchni Słońca.

Wszystkie trzy wykresy są matematycznie połączone. Z praw elektro-fizyki: E = -dV/dr, a gęstość ładunku = dE/dr. Innymi słowy: wartość pola E, w każdym punkcie r, jest (ujemnym) nachyleniem wykresu energii. Powodem, dla którego znak pola E jest ujemny, jest podążanie cząstki dodatniej w duł potencjału, nie pod górę. Jest to analogia do tego, że masa ma tendencję do staczania się, nie wtaczania. Wartość gęstości ładunku w każdym punkcie r, jest nachyleniem pola E w tym punkcie. Dwie warstwy przeciwnego ładunku, potrzebne do stworzenia złożonego kształtu krzywej energii między punktami c i e nazywane są "podwójną powłoką". Jest to dobrze znane zjawisko w wyładowaniach plazmy. Ponieważ podwójna powłoka jest umiejscowiona pomiędzy punktami c i e, jon dodatni po prawej od punktu e nie widzi siły elektrostatycznej jonów dodatnich na lewo od punktu c. "Główna plazma" korony i "dodatkowa plazma" fotosfery są od siebie elektrycznie oddzielone podwójną powłoką.

Wykres energii jest właściwy dla dodatnio naładowanych cząstek. Ponieważ dodatnie pole E reprezentuje siłę na jednostkę ładunku skierowaną na zewnątrz (w prawo), obszar, gdzie pole to jest ujemne (a do b) oznacza siłę do wewnątrz. Region wewnętrznej fotosfery jest więc barierą energetyczną, którą jony dodatnie muszą pokona, by uciec ze Słońca. Muszą mieć do tego odpowiednią energię. Zatem warstwa ładunku dodatniego w dolnej fotosferze stanowi ograniczenie dla nieokiełznanej ucieczki jonów dodatnich ze Słońca.

Kurczenie się i zanikanie granuli

Aby zwizualizować efekt diagramu energii dla elektronów (ładunek ujemny) przychodzących do Słońca z przestrzeni kosmicznej (z prawej), musimy odwrócić wykres energii do góry nogami. Po zrobieniu tego zobaczymy pułapkę, jaką są fotosferyczne granule dla przychodzących elektronów. W miarę, jak pułapka się zapełnia, energia granuli (istniejącej pomiędzy b i c) maleje z wysokością, co powoduje jej słabnięcie, kurczenie się, a w końcu zanikanie. To jest właśnie powodem kurczenia się i zanikania granuli.

Temperatura minimum

Gdyby standardowy model był poprawny, ciepło i światło powinno po prostu promieniować z fotosfery jak z rozgrzanego pieca. Temperatura stale malałaby z odległością. Ale nad fotosferą zachodzi wiele procesów odmiennych od zwykłego promieniowania cieplnego. Minumum temperatury (ok 4100K) znajduje się tuż nad fotosferą. Dolne warstwy korony, znajdujące się znacznie wyżej, są o miliony stopni gorętsze, niż powierzchnia Słońca. Jak to się może dziać? Standardowy model nie zawiera zadowalającego wyjaśnienia. Hipoteza elektrycznego Słońca wyjaśnia to następująco:

Cząstki naładowane nie doświadczają zewnętrznych sił elektrostatycznych pomiędzy pomiędzy b i c - w fotosferze. Z powodu dyfuzji ma tam miejsce tylko losowy ruch cieplny (temperaturą jest po prostu pomiar załamania tego ruchu). Jest to miejsce, w którym pomiar temperatury wynosi ok 6000K. Jony dodatnie mają największą elektryczną energię potencjalną, gdy są w swojej fotosferycznej granuli plazmy. Ale ich mechaniczna energia jest relatywnie mała. Tuż na lewo od punktu c, każdy losowy ruch w prawo, który przeniesie jon dodatni za punkt c, poskutkuje jego wymieceniem w duł potencjału, z dala od Słońca. Taki ruch naładowanych cząstek pod wpływem pola E nazywany jest "prądem unoszenia". Ten prąd unoszenia przyśpieszających jonów dodatnich utożsamiany jest z "wiatrem słonecznym" (co jest na prawdę nietrafioną nazwą). Jony dodatnie zaczynają przyśpieszać z c poprzez e, zamieniając swoją energię potencjalną w ruch - osiągają dużą prędkość radialną, tracąc przy tym ruch na boki. Stają się zatem "odtermizowane". W tym regionie, w wyższej fotosferze oraz chromosferze, ruch cząstek jest wysoce zorganizowany. Tam właśnie obserwujemy minimum temperatury.

Strefa przejściowa

Gdy poruszające się gwałtownie jony dodatnie przekroczą punkt e (opuszczą chromosferę), poruszają się na zewnątrz popychane siłą pola E, która je przyśpiesza. Z powodu dużej energii kinetycznej, każde zderzenie, jakiemu ulegną (czy to z jonem, czy z neutralnym atomem), będzie brutalne i spowoduje dużą liczbę chaotycznych ruchów, podgrzewając plazmę od temperatury znacznie wyższej, niż w fotosferycznej granuli (pomiędzy b i c). Oto, co jest odpowiedzialne za wysoką temperaturę dolnej korony. Jony tuż za punktem e mają temperaturę rzędu 1 do 2 milionów stopni K. Nic innego, jak właśnie takiego mechanizmu należałoby się spodziewać po modelu (fotosfery - podwójnej powłoki) elektrycznego Słońca. "Re-terminacja" ma miejsce w regionie analogicznym do wrzenia "białej wody" na dole zjeżdżalni. W modelu fuzji nie ma takiego mechanizmu - a tym samym nie ma prostego wyjaśnienia nieciągłości temperatury.

Przyśpieszanie "wiatru" słonecznego

Wykres energii urywa się za punktem e z nieznacznie ujemnym nachyleniem, biegnąc ku ujemnemu woltażowi głębokiego kosmosu (naszego ramienia galaktyki). Relatywnie mała gęstość plazmy może zapewnić tylko słabe pole E. Zgodnie z tym, niska amplituda pola E (dodatniego) rozciąga się na prawo od punktu e. Jest to efekt tego, że Słońce posiada wyższy woltaż niż odległa przestrzeń tuż za heliopauzą. Odśrodkowa siła, działająca na jony dodatnie, spowodowana tym pole E jest przyczyną obserwowanego przyspieszania jonów dodatnich wiatru słonecznego.

Promieniowanie kosmiczne

Cząstki naszego wiatru słonecznego dołączają z czasem do innych cząstek, z innych gwiazd, aby utworzyć totalny kosmiczny strumień w naszym ramieniu galaktyki. Juergens wskazał, że nasze Słońce jest raczej przeciętną gwiazdą w promieniowaniu energii. Jeśli jest zasilane elektrycznie, być może jego przeciętność jest powiązana z niezbyt imponującym potencjałem napędowym. Znaczyłoby to, że gorętsze, jaśniejsze gwiazdy mają znacznie większe potencjały powinny wyrzucać promienie kosmiczne o większej energii niż słoneczne promienie kosmiczne. Gwiazda o potencjale rzędu 20 miliardów woltów napędza protony o energii wystarczającej, by osiągnęły powierzchnię naszego Słońca z energią 10 miliardów elektronowoltów. Takie promienie, zderzając się z górną atmosferą Ziemi, uwalniają miony i neutrina, o których jest ostatnio w wiadomościach.

Hannes Alfven w swojej książce "Nowa Astronomia", rozdział 2, sekcja III, pp 74-79 tak pisał o promieniach kosmicznych: "Jak te cząstki są napędzane do tak fantastycznych energii, czasami do milionów miliardów elektronowoltów, jest jedną z głównych zagadek astronomii. Nie jest znana reakcja jądrowa, mogąca wyrzucać cząstki z taką energią. Nawet całkowita anihilacja protonu nie dałaby więcej niż miliard elektronowoltów".

C. D. N.