Elektryczne Słońce

(Z lewej) Rozbłysk słoneczny wykazujący ruch skrętny, charakterystyczny dla prądu Birkelanda.

(Z Prawej) Obraz w promieniach roentgenowskich aktywnej niskiej korony Słońca.

Hipoteza elektrycznego Słońca

Podstawy

Nie ma obecnie wątpliwości, że efekty elektryczne w plazmie grają ważną rolę w zjawiskach obserwowanych na słońcu. Główne własności Modelu Elektrycznego Słońca są następujące:

• Większość przestrzeni w naszej galaktyce wypełniona jest plazmą (rozrzedzonym, zjonizowanym gazem), zawierająca elektrony (ładunek ujemny) i zjonizowane atomy (ładunek dodatni). Każda cząstka w plazmie posiada potencjał elektryczny (woltaż), jak każdy kamyk w górach posiada potencjał mechaniczny, liczony w wysokości nad poziomem morza. Słońce jest w centrum komórki plazmowej, zwanej heliosferą, która rozciąga się daleko poza orbitę Plutona. Do 9/9/2012 średnica tej komórki była zmierzona na większą niż 18 milionów kilometrów, lub 122 razy większą niż niż dystans z Ziemi do Słońca. To są fakty, nie hipotezy.
• Słońca posiada ładunek dodatni w stosunku do otaczającej go plazmy – przypuszczalnie mierzony w napięciu rzędu milionów woltów.
• Jony dodatnie opuszczają Słońce, a elektrony do niego docierają. Oba ty strumienie dodają się, tworząc dodatni prąd płynący przez Słońce (dochodzący na biegunach, a wypływający radialnie na niższych wysokościach). Stanowi to w każdym aspekcie (poza rozmiarem) analogię wyładowania plazmowego, które jest studiowane w laboratoriach od dziesięcioleci. Ponieważ ładunek Słońca (woltaż) jest dodatni, pełni ono rolę anody w wyładowaniu. Jako takie, wykazuje ono wiele fenomenów obserwowanych w ziemskich eksperymentach laboratoryjnych.
• Słońce może być zasilane nie z jego wnętrza, lecz z zewnątrz, za pomocą prądów elektrycznych (Birkelanda), płynących przez ramię naszej galaktyki, jak to ma miejsce we wszystkich galaktykach. Ta możliwość – że Słońce zasilane jest z zewnątrz przez środowisko galaktyczne – jest najbardziej spekulatywną ideą modelu elektrycznego i jest zawsze zaciekle atakowana przez krytyków, którzy ignorują wszystkie inne bardziej oczywiste własności modelu. W modelu Kosmosu Plazmowego, kosmicznych rozmiarów, rozrzedzone prądy tworzą galaktyki i gwiazdy w tych galaktykach za pomocą elektromagnetycznego efektu skurczu Z. To tylko mała ekstrapolacja, aby odpowiedzieć na pytanie, gdzie te prądy przebywają, aby zasilać gwiazdy. Galaktyczne prądy mają małą gęstość, ale ze względu na duże rozmiary gwiazd, całkowity prąd (amperaż) jest ogromny. Elektryczna energia Słońca powinna być, ze względu na swoją moc, dostarczana w amperażu. Ponieważ podróżuje wokół galaktycznego centrum, Słońce może trafiać w obszary większej lub mniejszej gęstości prądu, a jego aktywność zmieniać się okresowo i nieregularnie.

Korona

Słoneczna korona widoczna jest tylko podczas zaćmień lub przez wyrafinowane instrumenty, zbudowane do tego celu. Jest to rozległa świecąca poświata z plazmy, zmieniająca kształt – równomiernie rozmieszczona i gładka w części wewnętrznej, oraz z włóknistymi frędzlami i punktami na obrzeżach. Jest to jarzeniowy stan wyładowania plazmowego. Gdyby Słońce nie było z natury elektryczne, korona by nie istniała. Jeśli Słońce jest tylko (nie elektrycznym) nuklearnym piecem, to nie ma żadnego powodu, by miało koronę. Tak więc jednym z podstawowych pytań, jakie powinny się pojawić podczas dyskusji o Słońcu, jest: Dlaczego Słońce ma koronę? Dlaczego ona tam jest? Model opierający się wyłącznie na fuzji nie dostarcza odpowiedzi.

Wiatr słoneczny

Strumień jonów dodatnich opuszcza powierzchnię Słońca, rozpędza się w koronie i dalej, jak daleko jesteśmy w stanie to zmierzyć. Uważa się, że cząsteczki te stają się częścią promieniowania kosmicznego, przemierzającego kosmos. Ten strumień zmienia się w czasie, i zaobserwowano jego zupełne zanikanie raz na dzień lub dwa. Co jest przyczyną owych fluktuacji? Model elektryczny daje proste wyjaśnienie oraz sugeruje mechanizm zarówno tworzący, jak i kontrolujący owe fluktuacje. Standardowy model nie podaje żadnego wyjaśnienia ani mechanizmu. (…)

Elektryczne właściwości fotosfery i chromosfery

Esencją hipotezy elektrycznego Słońca jest opis elektrycznych właściwości jego fotosfery oraz chromosfery, tudzież rezultat przemieszczania się przez te warstwy naładowanych cząstek. Powierzchnią Słońca, którą zwykle widzimy z Ziemi, jest jego fotosfera, która jest silnie świecącą warstwą grubą na ok 500 km. Jest analogią obszaru anodowego żarzenia wyładowania w laboratoryjnym gazie, z wyjątkiem tego, że tu ma miejsce wyładowanie łukowe. Zawiera ono komórki plazmowe, zwane pęczkami lub granulami. Plamy słoneczne są miejscami pozbawionymi granulek. Granulki obserwowane na powierzchni fotosfery są w równomiernym ruchu turbulencyjnym. Zmieniają swój kształt i rozmiar, oraz zanikają w ciągu godzin lub dni. Na ich miejsce wypływają nowe. Żarzenie anodowe, obserwowane w laboratorium, często zawiera wzór małych, rotujących, regularnie rozmieszczonych plamek, których prędkość rotacji jest często zbyt wolna do zaobserwowania nieuzbrojonym okiem. Analogia pomiędzy laboratoryjnym wyładowaniem w gazie, a zachowaniem Słońca, jest mimo w rzeczy samej nieodparta.

Fotosfera jest więc plazmą w trybie łukowym. Mówimy tak, gdyż Słońce emituje z fotosfery około 63 milionów watów na metr kwadratowy energii. Niektórzy kwestionowali fakt bycia fotosfery w tym trybie, ze względu na jej relatywnie niewielką temperaturę, ~5800°K. W 1944 roku C. E. R. Bruce, z Angielskiego Instytutu Badań nad Elektrycznością zaproponował, że fotosfera ma wygląd, temperaturę, spektrum oraz charakterystykę łuku elektrycznego, gdyż ona jest łukiem elektrycznym, lub dużą ilością równoległych łuków. Trudno jest wyobrazić sobie wyładowanie plazmowe w czymkolwiek innym niż stan łukowy, mogący promieniować 40 kW energii na każdy cal kwadratowy powierzchni. Potrafisz sobie wyobrazić światło z 4000 watowych żarówek, wychodzące z każdego cala kwadratowego?

Na rys. 1 pokazany jest przekrój przez granulę fotosfery, rozbity na trzy wykresy. Oś pozioma wszystkich trzech przedstawia odległość, mierzoną radialnie na zewnątrz, począwszy od spodu fotosfery (prawdziwej powierzchni Słońca, widocznej jedynie w umbrze plam słonecznych). Niemal wszystkie właściwości Słońca można wyjaśnić w odniesieniu do tych trzech wykresów, dlatego na nich skupi się większość dyskusji.

Pierwszy wykres pokazuje energię na jednostkę ładunku (dodatniego) jonu jako funkcję odległości od powierzchni. Jednostki energii na jednostkę ładunku to wolty (V). Kolejny wykres, pola E, pokazuje siłę radialną, działającą na każdy taki dodatni jon. Trzeci wykres pokazuje lokalizacje gęstości ładunku, powstałą z dwóch pierwszych wykresów. Chromosfera jest miejscem przebywania podwójnej warstwy plazmowej ładunku elektrycznego. Przypomnijmy, że jedną z cech plazmy jest jej bardzo dobra (ale nie doskonała) przewodność. Jako dobry przewodnik, stanowi słabe oparcie dla pola elektrycznego. Proszę zwrócić. uwagę na drugi wykres, że niemal idealna plazma fotosfery (obszar b do c) oraz korona (od punktu e) to obszary o niemal zerowym polu elektrycznym.

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 dół 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 warstwą podwójną. 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. Minimum temperatury (ok 4100°K) 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 6000°K. 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 od 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 Alfvén 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.

Fluktuacje wiatru słonecznego

Interesujące jest, że te trzy wykresy zaprezentowane powyżej są identyczne jak wykres energii, pola E i gęstości ładunku w tranzystorze złączowym. Oczywiście w ciele stałym zachodzą inne procesy na innym poziomie energetycznym (pasmo walencyjne i przewodzące) w stałym krysztale. W plazmie słonecznej nie ma stałych centrów atomowych, wiec istnieje tylko jedno pasmo energetyczne. W tranzystorze, amplituda prądu kolektora (analogia do unoszenia jonów dodatnich wiatru słonecznego w prawo) jest w prosty sposób kontrolowana przez zmianę różnicy woltaży bazy i emitera. Czy taki sam mechanizm (fluktuacje woltażu pomiędzy Słońcem – anodą a granulami fotosfery) steruje zachowaniem Słońca? Gdy woltaż Słońca się obniża, np na skutek nadmiernego wypromieniowywania jonów dodatnich, zwiększy się woltaż pomiędzy a i b na diagramie energii, co zmniejszy intensywność wiatru słonecznego (zarówno dośrodkowo poruszających się elektronów, jak i odśrodkowych jonów dodatnich) na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. W maju 1999 wiatr słoneczny zupełnie ustał na około dwa dni. Istnieją również okresowe zaburzenia. Mechanizm tranzystora, opisany powyżej, może być jak najbardziej zdolny do powodowania tych zjawisk. Model fuzji zupełnie nie radzi sobie z tym zagadnieniem, podczas gdy tranzystorowe odcięcie jest bardzo dobrze znanym w elektronice zjawiskiem, używanym w każdym urządzeniu cyfrowym.

Stany charakterystyczne plazmy

Na podstronie tej witryny, poświęconej elektrycznej plazmie, omówiono trzy charakterystyczne statyczne stany, na jakich plazma może operować. Tu jest nieco bardziej akuratny opis – potrzebujemy go do dokładnego opisania rzeczy obserwowanych na powierzchni Słońca. Statyczna wolto-amperowa charakterystyka typowego laboratoryjnego wyładowania plazmowego ma kształt przedstawiony poniżej.

Rys. 2. Woltowo-aperowy wykres wyładowania plazmy. Wyróżniono stan ciemnego prądu, żarzenia oraz łuku.

Wykres ten jest rejestrowany zwykle w plazmie laboratoryjnej zamkniętej w kolumnie – cylindrycznej szklanej tubie z anodą na jednym końcu i katodą na drugim. Te dwie końcówki są podłączone do zewnętrznego obwodu elektrycznego, przez który można z zewnątrz kontrolować prądem. W takim eksperymencie, plazma ma przestrzeń o stałym przekroju od początku do końca tuby. Na osi pionowej wykresu znajduje się napięcie rozciągające się pomiędzy anodą a katodą, przez całą plazmę, jako funkcja prądu płynącego przez plazmę. Oś pozioma określa całkowity prąd (A). Może być to przemianowane na gęstość prądu w punkcie. Gęstość prądu mówi, jak wiele amperów na metr kwadratowy przepływa przez przekrój tuby. Jeśli pozioma oś pokazuje gęstość prądu przez plazmę, oś pionowa będzie opisywać pole elektryczne (V/m) w punkcie. W cylindrycznej tubie przekrój jest na całej długości jednakowy, więc gęstość prądu w każdy odcinku jest proporcjonalna do całkowitego prądu płynącego przez plazmę.

Gdy rozważamy Słońce, mamy do czynienia ze sferyczną geometrią. Przekrój staje się sferą. Załóżmy stały całkowity dryf elektronów w stronę Słońca oraz jonów dodatnich od Słońca. Wyobraźmy sobie powierzchnię o ogromnym promieniu, przez który przepływają te prądy. Gdy przybywamy z głębokiego kosmosu, powierzchnia ta stale się zmniejsza. Dlatego, dla stałego całkowitego prądu, jego gęstość (A/m²) rośnie, w miarę, jak zbliżamy się do Słońca. Anoda (powierzchnia Słońca) jest tylko małym ułamkiem katody (rejon heliopauzy). Według najnowszych pomiarów, powierzchnia heliopauzy jest 653 miliony większa niż powierzchnia Słońca. Gęstość prądu na anodzie Słońca będzie więc 653 miliony większa, niż na katodzie heliopauzy.

• W głębokiej przestrzeni – powiedzmy, tuż pod heliopauzą – gęstość prądu jest niezwykle mała, choć prąd całkowity jest ogromny. Jesteśmy w regionie ciemnego prądu, nie ma tam świecących gazów, nic, co mogłoby nam powiedzieć, że jesteśmy wewnątrz wyładowania – poza możliwymi emisjami radiowymi.
• W miarę, jak przybliżamy się do Słońca, przekrój maleje a gęstość prądu rośnie. Wkraczamy w obszar normalnego żarzenia – jest to to, co nazywamy słoneczną zewnętrzną koroną. Intensywność wypromieniowywanego światła jest porównywalna z neonem. Wykres woltowo/amperowy ma ujemną krzywiznę i korona tworzy włóknistą formę. Włókna są bardzo dobrze widoczne w zewnętrznej koronie.
• W końcu, w miarę przybliżania się do Słońca, sferyczny przekrój staje się tylko trochę większy niż jego powierzchnia. Gęstość prądu staje się bardzo duża, wkraczamy w region wyładowania łukowego. Jest to region stosunkowo wysoko woltażowej granuli. Jesteśmy w fotosferze. Emisja światła przypomina tą ze spawarki lub projektora. Duża jego część jest ultrafioletem. Jest to bardzo dobrze wiadome, że jeśli anoda w wyładowaniu jest dużo mniejsza od katody, obszar żarzenia anodowego formuje się tak, by zwiększyć efektywny rozmiar anody. Jest to przyczyną istnienia fotosfery.
• Granicą pomiędzy koroną (stanem żarzenia) a fotosferą (łukiem) jest warstwa podwójna. Ten fenomen jest często obserwowany w eksperymentach laboratoryjnych.

Niektórzy wcześni badacze plazmy i większość współczesnych astronomów wierzy, że jedyna prawdziwa plazma doskonale przewodzi (a więc wmraża w siebie pole magnetyczne). Jest to fałszywa podstawa teoretyczna dla magnetycznej „rekoneksji”. Wykres napięciowo prądowy, zamieszczony powyżej, pokazuje, że tak się nie dzieje. W każdym punkcie wykresu (za wyjątkiem jego początku) mamy niezerowy woltaż (pole E). Statyczna oporność plazmy w każdym punkcie wykresu jest proporcjonalna do nachylenia linii ciągnącej się od początku wykresu do tego punktu. To oznacza, że w każdym z możliwych stanów, plazma ma niezerową statyczną rezystancję; pobiera pole E do wytworzenia gęstości prądu. Oczywiście, statyczny opór plazmy na dalekim końcu ciemnego prądu może być całkiem duży. Obszar łuku oraz lewa połowa obszaru żarzenia wykazują ujemną dynamiczną rezystancję – i pole E może być całkiem niewielkie – ale nie o to nam chodzi. Żadna prawdziwa plazma nie może wmrozić w siebie pola magnetycznego. Najlepiej przewodząca plazma to ta w trybie łukowym. Ale nawet ona posiada niezerowe pole elektryczne, które powoduje powstawanie gęstości prądu. Plazma nie jest „idealnym superprzewodnikiem”.

Fuzja jądrowa w warstwie podwójnej

Efekt skurczu w równoległych prądach frędzlowych o wysokiej intensywności, jest bardzo silny. Jeśli jakakolwiek fuzja jądrowa ma miejsce na Słońcu, zachodzi ona najprawdopodobniej w podwójnej warstwie na szczycie fotosfery (a nie głęboko w jądrze). Rezultatem fuzji są „metale”, które dają o sobie znać liniami absorpcyjnymi w słonecznym spektrum. Ślady 68 z 92 naturalnych elementów zostały znaleziono w atmosferze Słońca. Z regionu tego emanuje większość zakłóceń radiowych. Hałas radiowy to kolejna dobrze znana właściwość warstwy podwójnej. Moc elektryczna dostarczana do plazmy w każdym punkcie jest produktem pola E (V/m) razy gęstość prądu (M/m²). Ta operacja mnożenia daje waty na metr kwadratowy (gęstość mocy). Gęstość prądu jest relatywnie niezmienna przez całą wysokość warstw fotosfery i chromosfery. Aczkolwiek, pole E jest najsilniejsze w środku warstwy. Panuje przekonanie, że fuzja nuklearna angażuje ogromne ilości energii – jeśli tak, owa moc jest dostępna wewnątrz podwójnej warstwy. Podobno zaobserwowano, że ilość słonecznych neutrino jest odwrotnie skorelowana do ilości plam. Jest to spodziewane w modelu elektrycznym, gdyż ich źródłem są najprawdopodobniej skurcze w warstwie podwójnej, prowadzące do fuzji, a tam, gdzie są plamy, warstwa ta nie występuje. Im większa więc liczba plam, tym mniej neutrino.

Plamy

W plazmie fotosfery, zarówno rozmiar jak i woltaż granuli zależy od gęstości prądu w danym miejscu (blisko powierzchni słonecznej anody). Istnienie podwójnej warstwy skojarzonej z każdą granulą (separującą ją od plazmy koronalnej) wymaga konkretnych numerycznych zależności pomiędzy jonami dodatnimi i elektronami w całkowitym prądzie. Stosunek ten został odkryty, oszacowany i opublikowany przez Irvinga Langmuira przeszło 50 lat temu. Długie dżety elektronów emanujące spomiędzy granuli, zasilają większość potrzebnych elektronów. W modelu elektrycznym, jak w każdym wyładowaniu plazmowym, granularna komórka zanika tam, gdzie strumień nadchodzących elektronów uderzający w dany rejon nie jest wystarczająco silny do powiększenia powierzchni anody. W miejscu takim komórki fotosferyczne zapadają się, i możemy zobaczyć rzeczywistą powierzchnię słonecznej anody. Ponieważ nie ma tu wyładowania łukowego, rejon ten jest ciemniejszy niż otoczenie i nazywany jest umbrą plamy. Oczywiście, jeśli większość energii słonecznej byłaby produkowana w jego wnętrzu, umbra powinna być jaśniejsza i gorętsza od otaczającej ją fotosfery. Fakt, że umbra jest ciemna i relatywnie chłodna (3000 – 4000K lub 2727 – 4227°C) silnie wskazuje na to, że we wnętrzu Słońca powstaje tylko niewielka ilość energii, o ile jakakolwiek.

Il. 3. Plama słoneczna z umbrą, penumbrą i otoczona komórkami fotosfery.

Górny wykres il. 1 (powyżej) pokazuje potencjalną energię elektryczną jonu dodatniego w atmosferze Słońca. Diagram ten jest zreprodukowany i rozszerzony poniżej na il. 4. Jest na nowo opisany, aby pokazać energie (poziomy woltażu) w różnych miejscach w pobliżu granuli. Na il. 3 widać, że wokół plamy występuje normalny, jasno żółty, tryb łuku. Są one na poziomie woltażu V₂ na il. 4. Typowo, w tych regularnych granulach jony dodatnie płyną w górę (dokładnie ku obserwatorowi na il. 3). Na il. 4 jony takie mają dość energii, żeby przebyć drogę z wnętrza Słońca do poprzez wzrost woltażu z a do b, dyfuzjują pomiędzy b i c i spadają z górki potencjału od c do e. W tym miejscu rozpędzone jony tworzą turbulencje, objawiające się wysoką, sięgającą dwóch milionów kelwinów temperaturą, rejestrowaną w dolnej koronie. Na il. 3, podróż taka zabiera jon z wnętrza Słońca, poprzez granulę, i przyspiesza na zewnątrz. Jon kontynuuje swoją podróż w górę jako składnik tego, co zwiemy wiatrem słonecznym.

Musimy uważać na to, co przedstawia il. 4. Czarna linia oznacza woltaż, jakiego doświadcza jon dodatni podczas swojej podróży. Na il. 4 pokazano również mniej zmienny woltaż, którego doświadcza jon, gdy przechodzi przez miejsce pozbawione granuli, to znaczy przez umbrę plamy słonecznej. Nie napotyka więc krępującej go bariery energetycznej granuli. Proszę zauważyć, że ten ruch, z lewa na prawo na rys. 4, jest ruchem do góry (ku patrzącemu) na rys. 3. Nie ma sił ani ruchu na boki.

Najciemniejsze miejsca w umbrze (powierzchni słonecznej anody) mają woltaż V₁. W umbrze nie ma fotosferycznych granuli, także, w każdym jej miejscu, wykres na rys. 4 po prostu monotonicznie opada – z punktu (V₁, a), do punktu e na osi poziomej. Punkt e oznacza początek korony (jej najniższy punkt). Jej woltaż jest otagowany jako V₀.

Frędzle penumbry

A co z penumbrą – dziwnie poskręcanymi frędzlami plazmy wpadającymi do wnętrza plamy, co przywodzi na myśl tęczówkę oka? Startując z wnętrza Słońca, część jonów dość energii do opuszczenia jego ciała i wspięcia się na poziom woltażu sięgający V₂ lub więcej. W przedziale odległościowym b do c na rys. 4, gdy poruszają się w górę pod wpływem dyfuzji, niektóre z nich mogą się zderzać z innymi jonami lub neutralnymi atomami, tak, że niektóre mogą otrzymać dyfuzyjną prędkość spychającą je z powrotem w dół. Jeśli przekroczą punkt b, zostaną z powrotem przyciągnięte do Słońca. W przestrzeni 3D, mogą po prostu zatopić się w granuli lub wpaść w jej bok do ciemniejszego kanału, otaczającego każdą granulę. Jeżeli zaś jest wystarczająco blisko plamy słonecznej, to może w nią wpaść. To właśnie to zjawisko widzimy jako penumbralne frędzle, widoczne na rys. 3 i 5. Proces jest podobny do odrywania się gór lodowych od lodowca. Szczyty granuli w pobliżu umbry kruszą się, wyrzucając jony w stronę umbry, które to jony opadają w stronę niższego woltażu.

Rys. 4. Elektryczna energia potencjalna jonu dodatniego w funkcji dystansu od powierzchni anody słonecznej.

(Uwaga! To NIE JEST boczny widok na granulę. Jest to tylko graf woltażu plazmy względem odległości po linii prostej z wnętrza Słońca ku dolnej koronie. Gdy linia biegnie przez granulę, odpowiada jej czarny wykres. Umbrze plamy odpowiada linia przerywana.)

Proces ten jest widoczny na wideo w serwisie YouTube: Zależny od czasu obraz włókien penumbry. Ten krótki klip pokazuje kaskadę spływających w dół jonów dodatnich, które tworzą frędzle penumbry. Część jonów, przybywających w ten sposób do umbry z zewnątrz, może odczuwać przyciąganie wciąż niższego woltażu dolnej korony, V₀, oraz dołącza do strumienia jonów wypływającego ze Słońca (przerywana czerwona linia na rysunku 4). To obserwowane zachowanie jest zupełnie spójne z modelem elektrycznym Słońca, opisywanym na tej stronie i wszędzie indziej.

Ruch ładunków dodatnich, opadających ze szczytu granuli ku umbrze, stanowi silny prąd elektryczny w plazmie fotosfery. Prądy takie są nazywane prądami Birkelanda. Ulegają one skręcaniu! Rozwarstwiają się również, co jest dobrze znanym procesem, zwanym konwekcją Marklunda. Na zdjęciach 5 widać obie te cechy. Zwyczajne granule fotosferyczne, upakowane względnie gęsto, niosą prąd o dużej gęstości. Znajdują się one w wysoko temperaturowym trybie łuku elektrycznego (patrz, zdjęcie 2, powyżej). Kiedy ładunki na brzegu umbry (na poziomie napięcia V₂) wyskakują i opadają z powrotem, ku niższemu woltażowi V₁umbry, są one mniej ściśnięte, niż w granuli, tak więc rozpraszają się i stanowią prąd o mniejszej gęstości. Z ilustracji 2wyraźnie wynika, że wykres prądowo-napięciowy plazmy w tym zakresie (pomiędzy punktami I a J) ma ujemne nachylenie. Poruszające się w plazmie ładunki poruszają się swobodnie i dążą do minimalizowania wszelkich sił na nie oddziałujących. Mogą to robić (dążyć do zmniejszania doświadczanego pola E) poprzez poruszanie się w prawo wykresu na il. 2 (od punktu I ku punktowi J), zmniejszając tym samym zajmowany przekrój – tworząc włókna. Jest to przyczyną powstawania włókien penumbry. Na prawej części ilustracji 5 widać zakończenia tych włókien. Zgodnie z wszelkim prawdopodobieństwem nie kończą się one tam jednak. Tworzący je prąd elektryczny nie urywa się. Włókna dążą do zajmowania coraz większego obszaru, rozszerzając się i tym samym zmniejszając gęstość prądu. To prowadzi do ich przejścia w stan żarzenia, widocznego na odcinku trybu żarzenia na ilustracji 2. Tryb żarzenia jest na tyle mniej promieniujący od trybu łuku, szczególnie w pobliżu łukowych granuli, że jony dodatnie są dla nas niewidoczne.

Il. 5. (Z lewej) Penumbra – prądy Birkelanda podążają za spadkiem napięcia z fotosfery do umbry. (Z prawej) Skręcajace się prądy Birkelanda są widoczne na dokładnym zdjęciu frędzli penumbry.

Z tych samych powodów będąca w trybie żarzenia korona słoneczna jest trudna do zauważenia z wyjątkiem całkowitych zaćmień lub obrazowania w paśmie rentgenowskim, jak to widać na zdjęciach u samej góry po prawej oraz na ilustracji 6. Jasne obszary korony, jakie widać w paśmie rentgena, oznaczają gorętsze, bardziej energetyczne miejsca, znajdują si,ę one ŋłównie nad plamami. Na przykład, trzy zdjęcia grupy plam poniżej, ukazują trzy poziomy wysokości:

1. Pierwsze zdjęcia przedstawia fotosferę – widoczną w świetle widzialnym – na której w umbrze widzimy względnie chłodne wnętrze Słońca. W miejscach tych jony parują do góry, ze Słońca.
2. Środkowe zdjęcie jest zrobione w ultrafiolecie i pokazuje chromosferę i strefę przejściową.
3. Ostatnie zdjęciu zrobione jest w paśmie rentgena i pokazuje gwałtowną aktywność w dolnej koronie. Wynika ona z niekontrolowanego wypływu przyspieszających jonów, uciekających przez plamy na Słońcu, i zderzających się z atomami położonymi wyżej w atmosferze (dolnej koronie). W rezultacie korona jest w pełni zjonizowaną plazmą.

Ilustracja 6. Efekt działania jonów dodatnich, wypływających z plam słonecznych.

Wypukłości, flary i koronalne wyrzuty masy

Cała powyższa dyskusja dotyczy stanu równowagi (lub stanu prawie równowagi) operacji słonecznych. Ale istnieje wiele dynamicznych zjawisk, jak flary, wypukłości, czy koronalne wyrzuty masy (CME). Jak one powstają? Laureat nagrody Nobla, Hannes Alfvén, nie znając modelu Juergensa, rozwinął swoją własną teorię elektrycznego powstawania wybrzuszeń i flar. Jest ona całkowicie zgodna z modelem Juergensa.

Każdy prąd elektryczny, i, tworzy pole magnetyczne. I im większy prąd, tym wytwarza silniejsze i zawierające więcej energii pole. Zakrzywione pola magnetyczne nie mogą istnieć bez prądów elektrycznych lub pól E zmiennych w czasie. Energia, W_m, zawarta w polu magnetycznym, dana jest wyrażeniem . Jeśli prąd i zostanie przerwany, pole się zapada a jego energia musi gdzieś się podziać. Pole magnetyczne Słońca czasami, w pewnych miejscach na powierzchni, przyjmuje kształt omegi. Pole to rozszerza się na warstwę podwójną chromosfery. Cechą charakterystyczną prądów Birkelanda jest to, że zwykle podążają za liniami pola magnetycznego. Prąd podążający pętlą wytwarza drugie, toroidalne pole magnetyczne, próbujące rozszerzyć pętlę. Jeśli prąd biegnący pętlą będzie dostatecznie silny, podwójna warstwa zostanie zniszczona₁. Przerywa to przepływ prądu (jak otwarcie przełącznika w obwodzie indukcyjnym) a energia zawarta w pierwotnym polu magnetycznym jest wybuchowo uwalniana w przestrzeń.

Rys. 7. Obwód wybrzuszeniowy Hannesa Alfvéna.

Il. 8. Zdjęcie satelity TRACE, przedstawiające pętle plazmowe.

Powinno być dobrze zrozumiałe (przynajmniej dla każdego, kto przeszedł jakikolwiek kurs fizyki), że linie pola magnetycznego nie mają początku ani końca. Są one zamkniętymi ścieżkami. Mówi to słynne równanie Maxwella „Div B = 0″. Kiedy więc pole zanika na skutek przerwania płynącego w nim prądu, nie przerywa się, łączy ani rekombinuje₂, jak postulują niektórzy niedoinformowani astronomowie. Pole po prostu zanika (bardzo szybko!). Na Słońcu, taki zanik uwalnia ogromne ilości energii i materia jest odpychana od jego powierzchni – jak podczas gwałtownej, wybuchowej reakcji. Uwolnienie to jest zgodne i przewidywane przez model elektryczny, jak to opisano powyżej. Tak właśnie powstają koronalne wyrzuty masy (CME).

Warto zauważyć, że jakkolwiek astronomowie wiedzą, że pola magnetyczne wymagają prądu elektrycznego lub zmiennego w czasie pola E, to prądy i pola elektryczne nie są prawie nigdy wzmiankowane w standardowych modelach.

1. Podwójna warstwa może być zniszczona przez co najmniej dwa zjawiska: a) Przerwanie Zenera – gradient pola E jest tak duży, że wydmuchuje z danego obszaru wszystkie ładunki, przerywając ścieżkę wyładowania. b) Przerwanie lawinowe – literalna lawina następuje, gdy wszystkie ładunki zostaną wyłapane i nie pozostaje żaden do przewodzenia – ścieżka przewodzenia zostaje otwarta.
2. Pole magnetyczne jest kontinuum. Nie jest zbiorem dyskretnych linii. Linie rysuje się w szkolnej klasie dla zilustrowania jego kształtu (kierunek i magnituda). Ale linie te same w sobie nie istnieją. Są czysto pedagogicznym narzędziem. Proponowanie, żeby linie te rwały się, łączyły lub rekombinowały jest błędem (pogwałceniem równań Maxwella), zbudowanym na innym błędzie (gdyż linie te nie istnieją). Linie te są analogią do szerokości i długości geograficznej lub linii mapy topograficznej. Nie są dyskretnymi bytami, pomiędzy którymi nic nie ma. Możesz ich narysować tyle, ile chcesz. I żadnej z nich nie przerwiesz, nie połączysz ani nie zrekombinujesz. Przeciwnie skierowane pola magnetyczne H po prostu nawzajem się kasują – żadna energia nie jest w nich przechowywana ani uwalniana.

Konkluzje

Ta przydługawa strona jest najkrótszym wprowadzeniem do modelu Ralfa Juergensa – uświadamiającego, że Słońce ma naturę elektryczną – że jest silnie naładowaną elektrycznie, względnie spokojną sferą zjonizowanego gazu, pozwalającego na wyładowanie łukowe ze swojej powierzchni i jest przypuszczalnie zasilane subtelnymi prądami, płynącymi przez znaną już teraz plazmę, wypełniającą naszą galaktykę. Bardziej szczegółowy opis hipotezy elektrycznego Słońca oraz braków standardowego modelu fuzyjnego można znaleźć w The Electric Sky.

Obecnie ortodoksyjny model termonuklearny nie potrafi wyjaśnić wielu zjawisk słonecznych. Model elektryczny przewiduje większość, o ile nie wszystkie te zjawiska. Jest on względnie prosty. Jest też spójny. I nie wymaga istnienia rożnych nigdy nie widzianych bytów, jak słoneczne dynamo, kryjące się gdzieś pod powierzchnią, i służące za awaryjne wyjaśnienie dla każdej obserwacji niekompatybilnej z modelem fuzyjnym.

Ralph Juergens w genialny sposób rozwinął model elektrycznego Słońca w latach 70-tych XX w. Oparł swoją pracę na poprzednikach. Jego model, oraz jego współczesne rozszerzenia, przeszły próby konfrontacji z obserwacjami. Ta brzemienna w skutkach praca może tylko czekać na uznanie, na jakie zasługuje. Oczywiście, inni mogą powielić jego postulaty, mając nadzieję, że ludzie zapomną, kto jako pierwszy je zaproponował.

Istnieje obecnie wystarczająco dużo dowodów na to, że większość zjawisk słonecznych jest fundamentalnie elektrycznych z natury. Ralph Juergens był wizjonerem, który to rozpoznał.

Il. 9. Ralph Juergens w 1949.

Następny

Strona główna

Przetłumaczono z http://electric-cosmos.org/sun.html