Temperatury wyładowań w słonecznej atmosferze

C. E. R. Bruce

Nature wol. 187 nr 4740. 3 września 1960.

W ramach wkładu (1a) w konwencję Instytucji Inżynierów Elektryczności nt procesów termonuklearnych, z której pełniejszy raport opublikowano później w Nature (1b), zasugerowałem, że teoria rozbłysków słonecznych jako wyładowań elektrycznych i powiązanych z tym burz magnetycznych i zórz, prowadzi do zaskakujących rezultatów. Gdzieś pomiędzy Ziemią a Słońcem temperatura tych wyładowań musi dochodzić do rzędu 100 000 000°K. W innym miejscu (1c) tej pracy zasugerowałem, że nie powinno to być wielkim zaskoczeniem, ponieważ temperatury rzędu 1 000 000°K zostały otrzymane kilka lat wcześniej w laboratorium (I. V. Kurczatow, Moskwa, 1956), oraz znane jest od dawna ich występowanie w koronie słonecznej.

Ponadto, podobne zwiększenie się temperatury obserwuje się w długim wyładowaniu, rozchodzącym się w dół odpowiadającego, lecz mniejszego, gradientu gęstości w niektórych gwiezdnych atmosferach – tych w gwiazdach o zmiennym widmie, jak Z Andromedy czy AX Perseusza. Początkowa temperatura prowadzi do jonizacji metali, wodoru i helu, czyli wynosi przypuszczalnie od 5000°K do 10 000°K. Jednak z czasem, po okresie ok 100 – 200 dni, wyładowanie sięga zewnętrznych regionów atmosfery, a jego temperatura osiąga wartości rzędu 1 000 000°K. Widać wtedy linie widmowe Fe X i Fe XIV.

Choć nie było zatem żadnej dodatkowej podpory teoretycznej dla tych zaskakujących wyników, do jakich prowadzi teoria, gdy ją zastosować do zjawisk słonecznych, satysfakcjonujące jest, że satelity należące do U. S. Navy potwierdziły (2) istnienie tych wysokich temperatur w zawirowaniach od rozbłysków słonecznych. Jak podkreślałem wiele lat temu (1d), trudno jest sobie wyobrazić, żeby temperatury te powstawały w inny sposób, niż przez wyładowanie elektryczne.

Podobne temperatury osiągane są w wyładowaniach galaktycznych, a można je zmierzyć, jak już sugerowałem, przy pomocy „kosmicznego termometru gazowo-prędkościowego” (1e), którego podstawową koncepcją jest, że wysokie prędkości gazów, obserwowane w gwiazdach i galaktykach, są zawsze związane z wyładowaniami elektrycznymi, a prędkości ich dżetów są blisko powiązane z ich temperaturą (1f), w przeciwieństwie do założeń czynionych często dla innych przyczyn dżetów słonecznych (3). Jedyną granicą dla temperatury wyładowania jest rozpoczęcie się procesów jądrowych (1g).

W ewolucji galaktyk poprzez teorię wyładowań elektrycznych (1d,g), główną różnicą pomiędzy gazem ostatecznie tworzącym I populację gwiazd tym, który oryginalnie stworzył populację II, jest taka, że materiał został poddany „temperaturom termonuklearnym”, rzędu 400 000 000°K przez okres rzędu 10 – 100 milionów lat, podczas formowania się ramion spiralnych. Jest to różnica prowadząca do różnych proporcji ciężkich pierwiastków, obserwowanej dla tych dwóch populacji. Nie jest łatwo zwizualizować wszystkie fizyczne cechy wyładowań elektrycznych o tej skali, ale obecnie liczba n atomów na cm3 galaktycznej atmosfery wymagana do powstania obserwowanej zmiany chemicznej w dostępnym czasie, okazuje się zbyt wysoka. Aczkolwiek interesujący byłoby skomentowanie zasugerowanego wyjaśnienia różnic pomiędzy tymi dwiema populacjami.

C. E. R. Bruce

Electrical Research Association; Leatherhead, Surrey.

  1. Bruce, C. E. R.,

    1. J. Inst. Elect. Eng., 106, Pt. A Supp. nr 2, 44 (1959)
    2. Nature, 184, 2004 (1959)
    3. Engineer, 864 (25 grudnia 1959)
    4. A New Approach in Astrophysics and Cosmogony” (London, 1944)
    5. C.R. Acad. Sci., Paris, 250, 61 (1960)
    6. Observatory, 77, 107 (1957)
    7. E.R.A. Report Z/T 117 (1958).
  2. J. Franklin Inst., 269, 78 (1960); Nature, 186, 750 (1960).
  3. Patrz np. Ferraro, V. C. A. Internat. Astro. Union Symp. No. 6, 297 (Cambridge University Press, 1958).

Link do oryginału: http://www.catastrophism.com/texts/bruce/bruce-1960.htm

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.