¿El viento solar tiene carga positiva?

Muchas veces escuché que el viento solar se compone de protones y partículas alfa. Ambos tienen carga positiva, pero ¿hay electrones en el viento solar?

+1 esta es una buena discusión para tener. Por lo que entiendo de la física del plasma, el equilibrio de carga se mantiene de manera bastante estricta en todo el plasma. Haga algunos cálculos simples asumiendo la extracción total y completa de electrones incluso en una pequeña cantidad de materia y encontrará que el potencial eléctrico tiene una energía comparable a la de una bomba nuclear. A grandes escalas en el espacio, los campos eléctricos y magnéticos acumulados pueden ser muy importantes.
podría estimarse a partir de lo que es más brillante "Aurora Borealis" o "Aurora Australis"?
@troyaner Tengo curiosidad, ¿podría dar más detalles sobre la conexión "Aurora Borealis" / "Aurora Australis"?
mi primer pensamiento fue que los protones y los electrones viajan a diferentes polos (puedo estar equivocado aquí)
@Zassounotsukushi, por otro lado, es bastante fácil separar los rayos alfa y beta: solo necesita un buen imán.
@troyaner: no, no hay preferencia por la precipitación de cargas dependiente de los polos. Es decir, los electrones no prefieren los polos magnéticos norte sobre sur cuando se precipitan en la atmósfera debido al signo del campo magnético. Por cierto, la precipitación de electrones es lo que causa las auroras cerca de ambos polos.
@Anixx - La respuesta corta es sí. Podemos medir ambas especies, iones y electrones, es decir, con detectores de partículas. Hemos estado haciendo esto desde la década de 1960. En general, lo siguiente es cierto en un plasma: ∑ j Z j norte j ∼ 0, donde Z j y norte j son el estado de carga y la densidad numérica de las especies j . Si esto no fuera cierto, los campos eléctricos trabajarían para asegurar que esto fuera cierto.
@Anixx: estaba mirando viejas preguntas y encontré mi comentario aquí y me di cuenta de que podría ser engañoso. Cuando dije que la respuesta es sí, me refería a tu pregunta sobre la existencia de electrones. Me disculpo por la ambigüedad.

Respuestas (6)

El viento solar es neutral en general, de lo contrario, el Sol se cargará globalmente muy fuertemente y no vemos que eso suceda.

Comprende electrones/protones y otras partículas.

La razón por la que los protones del viento solar se mencionan con tanta frecuencia es porque su masa es casi tres órdenes de magnitud mayor que la de los electrones, a pesar de que tienen la misma carga pero opuesta.

Generalmente, el plasma se puede cargar en regiones más pequeñas que la longitud de Debye . Normalmente sucede en los límites. Por ejemplo, los electrones rápidos tienden a volar y se depositan primero en una pared metálica. (Es como la emisión de electrones de un cátodo caliente). Así, se crea una carga positiva dentro de alguna región. La longitud de Debye depende de la densidad y la temperatura del plasma.

esa longitud es de aproximadamente 10 metro para el espacio interestelar, ¿podrían los viajeros espaciales ver interferencias electrónicas debido a las fluctuaciones de voltaje?
Desafortunadamente, no puedo estimar el voltaje en este momento. Debe compararse con la amplitud de ruido del dispositivo de medición.
@AlanRominger - Rutinariamente medimos campos eléctricos con naves espaciales in situ cerca de la Tierra, otros planetas y en el viento solar (donde λ D mi ≳ 10 metros). Hemos estado midiendo ondas con λ ≳ 2   π   λ D mi desde la década de 1970. Así que no estoy seguro acerca de la interferencia, pero definitivamente podemos medir campos eléctricos a pequeña escala.

Esta es una cita sobre las propiedades del viento solar de:

Hargreaves, JK (1995). El entorno solar-terrestre . Prensa de la Universidad de Cambridge

Aunque la mayoría de los iones son protones ( H + ) hay un α -partícula ( H mi + + ) normalmente asciende al 5% aunque excepcionalmente hasta el 20% del total. Los átomos más pesados ​​totalizan quizás el 0,5% y, en contraste con los iones ligeros, estos no están completamente ionizados. La densidad numérica de los iones positivos varía entre 3 y 10 C metro − 3 ( 3 × 10 6 t o 10 7 metro − 3 ) , siendo el valor más típico 5 C metro − 3 , y hay un número similar de electrones para la neutralidad global.

Entonces, la respuesta (como se publicó anteriormente) es NO, el viento solar es neutral en general y SÍ , hay suficientes electrones para que así sea.

Los electrones en la atmósfera solar tienen una menor velocidad de escape debido a su masa. El flujo de electrones crea una carga positiva en la atmósfera solar que, con el tiempo, crea un campo eléctrico ambipolar que luego acelera los protones hacia el espacio. Esto hizo que el viento solar fuera esencialmente neutral.

Según la mecánica clásica, ¡la velocidad de escape no depende de la masa!

Los electrones más ligeros se aceleran térmicamente más que los iones que, siendo ~ 1800 veces más pesados, sienten la gravedad del Sol más que los electrones. Como dijo Ernesto, esto provoca una separación de carga que es abordada por el plasma mediante la formación de un campo eléctrico ambipolar, que actúa para retardar los electrones y acelerar los iones. Esto asegura que ~ tantos electrones como iones salgan de la corona, y que quede una cantidad igual. Debe ser así, de lo contrario terminaríamos con una enorme carga espacial en el viento solar, y el Sol se cargaría hasta el punto de explotar debido a la repulsión de Coulomb.

El viento solar contiene cantidades iguales de carga positiva y negativa por unidad de volumen en cualquier región dada, pero las energías y los momentos de las partículas no tienen por qué coincidir. Si todos tienen una energía cinética similar (lo que parece una buena suposición, pero no lo sé), entonces los que tienen una masa más alta tendrán un impulso más alto y, por lo tanto, pueden tener efectos más notables en lo que sea que golpeen.

¿El viento solar tiene carga positiva?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v