Upepo wa jua

Kutoka Wikipedia, kamusi elezo huru
Rukia: urambazaji, tafuta
Nebula la Orion (katikati); umbo lake la upinde linaonyesha ya kwamba gesi au plasma zake zinasukumwa upande (wa kushoto) kutokana na upepo wa nyota iliyo karibu

Upepo wa jua (ing. solar wind) ni jina kwa mkondo mfululizo wa vyembe vya nyuklia unaotoka kwenye jua. Vyembe vya nyuklia ni vipande vidogo vinavyopatikana ndani ya atomi. Upepo wa jua ni hasa mkondo wa protoni, elektroni na viini vya heli zenye kasi kubwa ya kutosha ya kutoka kwenye graviti ya jua. Mchanganyiko huo vya vyembe huitwa plasma (utegili) ni kama gesi inayofanywa kwa ioni. Hii ni sababu ya kwamba upepo wa jua ni mkusanyiko wa vyembe vyenye chaji ya umeme.

Mkondo wa vyembe kutoka jua yaani upepo wa jua hutokea muda wote lakini nguvu yake inabadilika. Kwa wastani jua linapotea kwa njia hii tani 1,000,000 ya mata yake kila sekunde kuingia kwenye anga la nje. Wakati wa milipuko kwenye uso wa jua (inayotokea mara kwa mara) idadi hii inaongezeka sana na hapa upepo wa jua unaweza kuitwa dhoruba ya jua.

Upepo wa jua unatokea pia nje ya mfumo wa jua letu kwa majua au nyota nyingine. Hapo unaitwa "upepo wa nyota" (ing. stellar wind) lakini kimsingi ni jambo lilelile ila tu mbali sana.

Athari zinazotazamiwa[hariri | hariri chanzo]

Kuna athira za upepo wa jua zinazotazamiwa duniani:

Nuru za orora huko Alaska mwaka 2005
Mkia wa nyotamkia daima huelekea upande ulio mbali wa jua kwa sababu unasukumwa na upepo wa jua

Nuru za orora[hariri | hariri chanzo]

Karibu kwenye ncha za dunia zinatokea mara kwa mara mianga kwenye anga zinazoitwa orora (ing. aurora)[1] . Zinasababishwa kama upepo wa jua unafika dunaini kwa nguvu kubwa yaani wakati wa "Dhoruba ya jua". Kwa kawaida sehemu kubwa ya upepo wa jua unazuiliwa na uga sumaku wa dunia usifike hadi angahewa yetu. Lakini ukifika kwa nguvu sana unapita uga sumaku wa dunia na kuingia katika angahewa nchani kwa sababu pale kinga ni dhaifu zaidi. Vyembe kutoka jua linapashia joto molekuli za angahewa na hii inaonekana kwa umbo la mianga yenye rangi nyingi. Mianga hii kwa kawaida inaonekana tu ama kaskzini au kusini kabisa kuanzia latitudo wa nyuzi 66,5° za kaskazini au kusini. Katika kanda ya tropiki zinaonekana mara chache sana tu[2][3].

Shinikizo kutokana na upepo wa jua[hariri | hariri chanzo]

Mkia wa nyotamkia (kometi) unasukumwa kando. Nyotamkia inayoshika kwango cha barafu ndani yake kwa inaanza kutoa wingu la gesi mara inapokaribia jua kutosha kwa barafu yake kuyeyuka. "Mkia" huo daima huelekea upande ulio mbali na jua. Yaani kwenye njia yake ya kuzunguka jua mkia unabadilisha mwelekeo haukai jinsi ilivyokuwa. Wingu la gesi inalofanya "mkia" linasukumwa na upepo wa jua sawa jinsi bendera inasukumwa na upepo wa hewa duniani.

Wakati wa kutuma vyomboanga kwa sayari nyingine athira hii imetazamiwa pia. Ni lazima kusahihisha makadirio kwa ajili ya njia za vyomboanga maana vingeweza kukosa shabaha kama sayari ya Mrihi (Mars) kwa maelfu ya kilomita kutokana na kusukumwa na upepo wa jua. Kuna pia sharti ya kukadiria athira ya upepo wa jua kwa uthabiti wa vyomboanga vinavyosafiri kwa umbali mkubwa[4].

Kuna majaribio ya kutumia nguvu ya upepo wa jua pamoja na shinikizo ya nuru kwa kusukuma vyombo vya anga kwa kutumia tanga za jua. Kinadharia uwezekano ulitabiriwa tangu muda mrefu. Mjerumani Johannes Kepler aliyekuwa kati ya wataalamu wa kwanza wa kutumia hadubini kwa kutazama nyota alitambua tayari ya kwamba mkia za nyotamkia huelekea mbali na jua akahisi kuwepo kwa nguvu kutoka jua inayosababisha hii. Akamwandikia Galileo Galileo mnamo mwaka 1610 "Tengeneza safina au tanga zinazolingana na upepo wa angani na siku mmoja mshujaa atashindana pia na ombwe hii"[5] Kutokana na maendeleo ya sayansi imetambuliwa ya kwamba shinikizo la nuru ni chanzo bora la nishati kwenye anga la nje. Japani ilifaulu mara ya kwanza mwaka 2010 kutumia shinikizo la nuru kwa kuharakisha chomboanga chake IKARUS[6]. #

Mnururisho wa Upepo wa Jua unakengeushwa na uga sumaku wa dunia

Machafuko ya mawasiliano kwa redio[hariri | hariri chanzo]

Tangu kubuniwa kwa redio imeonekana ya kwamba kuna athira ya jua kwa mawasiliano yanayotumia wimbiredio. Wakati wa kuonekana kwa milipuko kwenye uso wa jua kulitokea mabadiliko katika nguvu ya uga sumaku duniani. Tangu kutumia wimbiredio kwa mawasiliano kulionekana ya kwamba kuna machafuko wa mawasiliano baada ya milipuko usoni wa jua.

Leo hii wataalamu wanaelewa tabia ya upepo wa jua mwenye chaji ya umeme na hii inaingiliana na mawimbi sumakuumeme tunayoumia leo hii kwa mawasiliano mengi.Si redio pekee yale, pia televisheni, simu za mkononi, mtandao wa kimpyuta hutumia mawimbi sumakuumeme yanayoweza kuchafushwa na dhoruba ya jua, yaani hali kali sana ya upepo wa jua.

Athira ya upepo wa jua kwa angahewa ya sayari[hariri | hariri chanzo]

Siku hizi wanasayansi wanaona ya kwamba upepo wa jua huwa na athira juu ya angahewa ya sayari katika mfumo wa jua. Inajulikana ya kwamba upepo wa jua una nguvu ya kuathiri kitu kinachopigwa nao na kusababisha shinikizo juu yake jinsi ilivyoonekana juu kwenye mfano wa mkia wa nyotamkia.

Hapa linatokea swali: Je nguvu hii ya upepo wa jua unafanya nini na gesi za angahewa ya sayari?

Sayari ya Zuhura (Venus) iliyo karibu zaidi na jua kuliko dunia ina angahewa nzito. Vyomboanga vimepima ya kwamba muda wote kuna wingu la gesi kutoka Zuhura kuingia katika anga la nje linalofuata kanuni za mkia wa nyotamkia yaani kuelekea upande wa mbali wa jua. Maana yake sawa na kometi gesi za angahewa ya Zuhura zinasukumwa na upepo wa jua[7]. Zuhura inaendelea kupungua polepole kiasi cha gesi katika angahewa yake.

Kwenye jua hali hii haikutazamiwa. Tofauti kati ya Dunia na Zuhura kuhusu upepo wa jua ni ya kwamba Dunia ina uga sumaku unaokinga angahewa. Nguvu ya ugasumaku inakengeusha sehemu kubwa ya upepo wa jua na kuuongoza upite kando la dunia. Lakini Zuhura ina uga sumaku dhaifu sana. Ukosefu wa uga sumaku unasababisha miale ya upepo wa jua kugonga angahewa ya Zuhura moja kwa moja.

Kuhusu sayari za Utaridi (Mercury) na Meriki (Mars) hizi ni ama bila angahewa (Utaridi) au na angahewa hafifu sana (Meriki). Siku hizi inafikiriwa ya kwamba sababu yake ni shinikizo la upepo wa jua unaoendelea kupuliza gesi za angahewa kutoka sayari kwenda anga la nje[8]. Mars haina uga sumaku mwenye maana, kwa hiyo sawa na Zuhura inapigwa tu na upepo wa jua.

Historia ya kugundua kuwepo kwake[hariri | hariri chanzo]

Umbo la mkia wa nyotamkia ulitazamiwa mapema baada ya kupatikana kwa hadubini katika astronomia yaani kuanzia mnamo mwaka 1600 BK. Hapo ni Kepler aliyehisi mara ya kwanza kuwepo kwa jambo kama upepo kati ya nyota.

Ni karne ya 19 yenye elimu zaidi katika sayansi iliweza kukaribia tabia ya mambo yaliyotazamiwa. Mwingereza Richard Carrington alitazama mwaka 1859 milipuko mikubwa isiyo kawaida kwenye uso wa jua. Takriban masaa 17-18 baadaye yalitokea mambo ya ajabu:

  • dira hazikuelekea tena upande wa askazini lakini sindano zao zilianza kuchezacheza
  • orora zilitazamiwa mahali pengi duniani, hata nje ya upeo wa nchani, hata hadi Kuba katika tropiki
  • telegrafu (ambazo zilikuwa teknolojia mpya wakati ule) zilikwama na kuharibika kutokana na mikondo ya umeme wa juu katika nyaya; spaki zilionekana kwenye nyaya za simu hizi

Carrington na wenzake walihisi kuwepo kwa uhusiano kati ya madoa ya jua, milipuko kwenye uso wa jua na machafuko wa uga sumaku duiani lakini wakati ule sayansi haikutosha bado kwa maelezo sahihi.

Mwanafizikia kutoka Norwei Kristian Birkeland alisema mnamo mwaka 1900 ya kwamba orora zinaweza kusababishwa na vyembe kutoka jua. Lakini haikuweza kuthebitishwa ilibaki kama adharia.

Kuwepo kwa upepo wa jua kuliweza kuhakikishwa tu baada ya kupatika kwa vyomboanga. Chombo cha Kirusi Lunik 1 mwaka 1959 na chombo cha Marekani Mariner 2 viitekeleza majribio ya kuthebitisha kuwepo kwa upepo wa jua. Baada ya kufika mwezini mwaka 1969 NASA iliweka tanga za jua kwenye uso wa mwezi zikakusanya data kuhusu isotopi zilizogonga hapa mara nyingi. Tangu siku zile vyomboanga vingi vilikusanya data nyingi zilizosaidia kuelewa tabia za upepo wa jua vizuri zaidi.


Marejeo[hariri | hariri chanzo]

  1. Tunafuata hapa kamusi ya KAST; inaonekana Kiswahili kijadi hakikuwa na neno kamili kwa sabau orora zinaonekana mara chache mno kwenye kanda za tropiki
  2. Aurora, Northern Lights
  3. National Geopgraphic, Aurora
  4. Georgevic, R. M. (1973) "The Solar Radiation Pressure Forces and Torques Model", The Journal of the Astronautical Sciences, Vol. 27, No. 1, Jan–Feb. First known publication describing how solar radiation pressure creates forces and torques that affect spacecraft.
  5. NASA, Measuring Up to a Solar Sail, 2005
  6. Yuichi Tsuda, Solar Sail NAvigation TEchnology of IKARUS, 2011
  7. Venus tail ray observation near Earth, Geophysilcal research letters 15 May 1997
  8. Solar winds rip up Martian athmosphere, NASA Science News, 2008

Tovuti za Nje[hariri | hariri chanzo]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons ina media kuhusu: