Nap

A Nap

Napkitörés
A napkitörés Birkeland áram karakterisztikát mutat.
A Nap röntgen képe
A Nap röntgen képén látható az aktív korona alsó része


 


Az Elektromos Nap elmélet
 

Alapok

Napjainkban már nem lehet figyelmen kívül hagyni, hogy a plazma elektromos hatások fontos szerepet játszanak azokban a jelenségekben, amelyeket a Nap felszínén figyelhetünk meg. Az Elektromos Nap modell fő tulajdonságai a következők:

  • Az űrt a legtöbb helyen a galaxisunkban plazma tölti ki (helytelenül ionizált gáz), amely elektronokat (negatív töltés) és ionizált atomokat (pozitív töltés) tartalmaz. A plazmában minden töltött részecskének elektromos potenciálja van (Volt) mint ahogy a hegyen minden kavicsnak mechanikus helyzeti energiája van a tengerszinthez képest. A Nap a plazma sejt középpontja, amit Hélioszférának hívnak messze túlnyúlik, a Plútó sugarának a többszörös távolságára. 2012. szeptember 9-i adat, hogy a plazma sejt sugara a mérések szerint nagyobb, mint 18 milliárd km, 122 szerese a Föld Nap távolságnak. Ezek tények, nem hipotézis.
  • A Nap a legpozitívabb elektromos potenciál a körülvevő plazmához képest - valószínűleg nagyságrendileg néhány milliárd Volt.
  • Pozitív ionok hagyják el a Napot és elektronok érkeznek. Mindkét áramlás összeadódik és nettó pozitív áramlást hoz létre a Napon keresztül (a sarkok felől érkezik és alacsonyabb szélességi fokokon lép ki). Ez azt jelenti, hogy a plazma kisülés minden módon analóg (kivéve a méretet) az elektromos plazma laboratóriumokban évtizedek óta megfigyelhető észlelésekkel. A Nap a pozitív töltése miatt anódként viselkedik a plazma kisülésben. Ezt a jelenséget is igazolták kísérletileg földi laboratóriumokban.
  • A Nap talán kívülről kapja az energiát és nem belülről, a galaxisunk (és a többi galaxis) karján átfolyó áramokból (u.n. Birkeland áramok). Ez a lehetőség, hogy a Nap külső forrásból - a galaktikus környezetből - kap energiát, a legspekulatívabb hipotézis az Elektromos Nap elméleten belül. Ezt éri a legtöbb támadás és kritika olyanoktól, akik telesen figyelmen kívül hagyják az elmélet sokkal nyilvánvalóbb tulajdonságait. A Plazma Univerzum modellben kozmikus méretű, alacsony nyomású áramok hozzák létre a galaxisokat, és a csillagokat a galaxisokban az eletromagnetikus z-pinch effekt segítségével. Csak egy egyszerű extrapoláció szükséges ahhoz, hogy a maradék áramok táplálják ezeket a csillagokat. A áramoknak a galaxisokban alacsony az áramsűrűségük, de a csillagok nagy mérete miatt az összes áram (Ampére) magas. Az elektromosan táplált Nap által kisugárzott energia ezekből az áramokból származik. Ahogy a Nap forog a galaxis központja körül, magasabb és alacsonyabb áramsűrűségű régiókon haladhat át, a kimenő teljesítmény változhat időszakosan vagy véletlenszerűen. 

 

A Napkorona

A Napkorona csak napfogyatkozáskor látható (vagy speciális, erre a célra fejlesztett eszközzel). Hatalmas, fényes plazma, amely folyamatosan változtatja az alakját, de mindig meglehetősen sima marad és a belső régióiban oszlik el. A külső szegélyén szálas sávok és pontok láthatók. A Napkorona normál fénylő fénylő módú plazma. Nem létezne Napkorona, ha a nap nem elektromos természetű lenne. Ha a Nap egyszerű (nem elektromos) nukleáris kemence lenne, a koronának semmi értelme sem volna. Így a legalapvetőbb kérdés amely felmerül bármely Napról szóló beszélgetésben a következő: Miért van a Napunknak koronája? Miért van ott? A fúziós modellekben semmilyen szerepe sincs és ezek a modellek nem is magyarázzák meg a létezését.

 

A Napszél

A Napszél pozitív ionok áramlása. A Nap felszínétől indul, keresztül a koronán egészen olyan messzire, amíg csak mérni tudjuk. Úgy gondolják, hogy ezek a részecskék tulajdonképpen a kozmikus sugárzás egy részét alkotják, amely áthatol a Kozmoszon. A "szél" időben változó, megfigyeltek egy és több napos leállásokat is. Mi okozza ezeket az ingadozásokat? Az Elektromos Nap modell egyszerű magyarázatot javasol és mechanizmust ajánl, mind a napszél keletkezésére, mind a változékonyságára. A standard modell nem tartalmaz magyarázatot és mechanizmust sem. Lásd angolul: Solar Surface Transistor Action.


A Fotoszféra és a Kromoszféra elektromos jellemzői

Az Elektromos Nap elmélet lényege, hogy leírja a Fotoszféra és a Kromoszféra elektromos tulajdonságait, valamint ezek eredményeként a rétegeken áthaladó töltött részecskéket ért hatásokat. A Nap felszíne, amit tipikusan a Földről látunk, a Fotoszféra. A Fotoszféra fényesen sugárzó plazmaréteg, amely csak 500 km vékony. Ez a réteg megfelel a laboratóriumi gázkisüléses csövek "anódfényének", azzal a különbséggel, hogy a plazma ív módban világít. Plazmasejtekből áll, amelyeket "bojtoknak" vagy "granuláknak" hívnak. A "Napfoltok" olyan területek, ahol nincsenek granulák. A Fotoszféra felszínén megfigyelhető granulák jelentős turbulens mozgást végeznek. Változtatják az alakjukat, a méretüket és felszívódnak órák vagy napok alatt. Újak bukkannak fel a helyükön. Az anódfényt (ködfénykisülést) gyakran figyelik meg laboratóriumokban, kicsi, szabályos elhelyezkedésű pontok forgó mintázatokból áll. A fogás sebessége néha olyan lassú, hogy szabad szemmel nem látszik. A laboratóriumi gázkisülés viselkedésének hasonlósága a Nap felszínével valóban figyelemre méltó..

A Fotoszféra tehát ív (fény) módú plazma. Mondhatjuk így, mert a Nap több mint 63 millió Watt/m2 energiát ad le a Fotoszférikus felszínén keresztül. Átszámolva 40kW energiát bocsát ki minden négyzet hüvelyk (~6.5 cm2) felületen. Sokakban felmerül a kérdés, hogy a Fotosztféra relatíve alacsony hőmérséklete (~5800K) nem teszi lehetővé az ívfény módot. 1944-ben az Angliai Elektromos Kutató Intézetben (England's Electrical Research Institute) C.E.R. Bruce mondta, hogy a "Fotoszféra megjelenése, a hőmérséklete és a színképe is olyan, mint az ívfény. Ívfény karakterisztikája van, mert ívfény vagy nagyszámú paralel ívből áll". Nehéz elképzelni bármilyen más plazma kisülést, amely képes 40kW energiát leadni egy négyzet hüvelyk felületen. Olyan mintha 40 darab 1000W-os lámpa összes fénye egy 2,5 x 2,5 cm-es ablakon keresztül világítana át.

A granulák keresztmetszete látható az 1-es ábra három grafikonján. Mind a három grafikon vízszintes tengelyén a radiális távolságot (magasságot) ábrázoltuk a Nap felszínétől indulva. A kezdőpont a Fotoszféra alsó része (a Nap igazi felszíne, amit csak a napfoltok sötét részein keresztül láthatunk). A Nap szinte minden megfigyelhető tulajdonsága megmagyarázható ezzel a három grafikonnal. Az oldal későbbi részei számára is referenciául szolgál.

Az első grafikonon látszik az egységnyi energia, az ionok (pozitív) töltése a Nap felszínétől (felfelé) mért radiális távolság függvényében. Az egység energia per ion töltése Volt-ban (V).
A második grafikon az ezekre a pozitív ionokra ható elektromos mező által kifejtett (kifelé ható) sugárirányú erőhatás (jobb felé hat az ábrán).
A harmadik grafikonon azt a töltéssűrűséget ábrázolja, amely az első két grafikont eredményezi. A Kormoszférában található az elektromos kisülés plazma kettősrétege. Emlékezzünk, hogy az egyik tulajdonsága a plazmának a kiváló (de nem tökéletes) vezetőképesség. Az ilyen jó vezetőben az elektromos mező gyenge. Figyeljük meg a második grafikonon a Fotoszféra szinte ideális plazmáját ("b" és "c" pont között) és a Korona ("e" ponttól kifelé) régiójának nagyon alacsony elektromos térerejét.

E-Sun
1. ábra
Energia, Elektromos térerő és töltéssűrűség a Napfelszíntől mért radiális távolság függvényében.
 

Mindhárom diagram matematikai kapcsolatban áll egymással. Az elektrofizika törvényei szerint: E = -dV/dr és a töltéssűrűség = dE/dr. Leírva: az (E) Elektromos mező térereje a sugár bármely pontján a negatívja az adott pontban az energia változásának. A negatív előjel oka ebben az egyenletben, hogy az erő egy pozitív töltésű részecskére lefelé hat a potenciál dombon, nem felfelé. Hasonlóan ahhoz, ahogyan a tömeg lefelé gördül a dombról. A töltéssűrűség értéke minden r pontban az elektromos mező változásával egyenlő. A "c" és "e" pont között kialakuló háztető formájú görbét a két ellentétes töltéssűrűségű réteg hozza létre, amit régebben "dupla buroknak" neveztek. Mai szóhasználattal kettősrétegnek hívják, jól ismert jelensége a plazmakisüléseknek. A pozitív ionok az "e" ponttól jobbra nem hatnak egymásra elektrosztatikusan az "e" ponttól balra lévő pozitív ionokkal. Az Korona "elsődleges" plazmáját és a Fotoszféra "másodlagos" plazmáját elektromosan szeparálja a kettősréteg.

A fenti ábra csak a pozitív töltésű részecskékre vonatkozik. Kifelé (jobbra) tartó pozitív elektromos erőtér ér minden ilyen részecskét, de azon a területen, ahol az erőtér negatív ("a" és "b" között), befelé ható erő lép fel. Így ez a terület - az alsó Fotoszféra - egy energia korlát, melyet le kell küzdenie minden pozitív ionnak, amely elhagyja a Napot. Minden megszökő ionnak rendelkeznie kell annyi energiával, hogy át tudjon jutni ezen a határon. De a magában álló pozitív réteg a fotoszférikus plazma alján folyamatosan és a kifogyhatatlanul szolgáltatja a Nap felszíne felől megszökő pozitív ionokat.

 

A Granulák összezsugorodása és mozgása

Ahhoz, hogy szemléltessük a kozmikus tér felől (jobbról) érkező elektronokat (negatív töltés) érő hatást, az energia diagramot fejtetőre kell állítani. Tesszük azért, hogy könnyebben észrevegyük a garnulák által létrehozott "csapdát". Ahogy a csapda megtelik elektronnal, a granulák energiájával (amely "b" és "c" pont között található) együtt csökken a magasságuk és lassan elgyengülnek, összemennek és végül eltűnnek. Ez a jelenség az oka fotoszférikus granulák megfigyelt összezsugorodásának és eltűnésének.


Hőmérsékleti minimum

Amennyiben a standard (termonukleáris) modell igaz, a hő és a fény mint egy kályhából, egyszerűen kisugárzik a Nap Fotoszférájából. A hőmérsékleti adatok monoton csökkenést mutatnának a távolság függvényében. Ellenben sok folyamat, más mint egyszerű kisugárzása a hőnek, megy végbe a Fotoszférán kívül. A Fotoszféra felett jelentkezik közvetlenül a hőmérsékleti minimum (~4100K). A Napkorona alsó régiói, sokkal magasabb tartományokban, több millió fokkal melegebbek, mint magának a Napnak a felszíne. Hogy lehetséges ez? A standard modellnek nincs kielégítő értelmezése a jelenségre. Az Elektromos Nap hipotézis világos magyarázatot ad:

A töltött részecskékre nem hatnak külső elektrosztatikus erők amikor a "b" - "c" zónában - a Fotoszférában - tartózkodnak. Egyedül véletlen hőmozgás alakul ki a diffúzió közben. (A hőmérséklet egyszerűen ennek a véletlenszerű mozgás hevességének a mértéke.) Ebben a sávban ~6000K fotoszférikus hőmérséklet mérhető. A pozitív ionok a granulák plazmáján belül vannak a legmagasabb elektromos potenciális energiaszinten, de a mozgási energiájuk viszonylag alacsony. A "c" ponttól egy picit balra található ionoknak elég egy véletlenszerű jobbra tartó mozgás (kifelé, felfelé) ahhoz, hogy kilökődjenek és gyorsulva elhagyják a Fotoszférát. A töltött részecskék elektromos tér által kiváltott mozgását eltolási áramnak nevezzük. A Kromoszférában "c" pontból "d" felé a pozitív ionok magas (elektromos) potenciális energiája mozgási energiává alakul, nagyon magas radiális gyorsulás közben elvesztik az oldalirányú véletlenszerű mozgásukat, így lehűlnek. Ebben a régióban, a felső Fotoszférában és a Kromoszférában az ilyen ionoknak a mozgása nagyon jól szervezett és párhuzamos. Ezért itt alakul ki a hőmérsékleti minimum.

 

Átmeneti zóna

Amikor ezek a gyorsan mozgó pozitív ionok elérik az "e" pontot (elhagyják a Kromoszférát) túljutnak a sugárirányú kifelé ható elektromos térerőn, amely gyorsítja őket. Nagyon magas mozgási energiával rendelkeznek, így bármely ütközés más ionokkal vagy semleges atomokkal olyan heves, nagy amplitúdójú véletlenszerű mozgást okoz, hogy a plazma hőmérsékletét sokkal magasabb értékre növeli meg, mint a granulákban tapasztalható ("b" és "c" pont között). Ez a jelenség felelős a korona alsó régióiban mérhető magas hőmérsékletért. Csak az "e" ponttól jobbra találtak 1 - 2 millió Kelvin hőmérsékletű ionokat. Ez a fajta mechanizmus következik az Elektromos Nap elméletből (fotoszférikus kettősréteg). A újramelegedés jelensége a régióban analóg azzal, amikor a sima lamináris víz turbulensen "forr" a vízi csúszda alján. A fúziós modellben nincs ilyen gyorsító (vízi csúszda) mechanizmus - ezért nincs ennyire egyszerű magyarázat az alacsony hőmérsékleti zónára.


A "Napszél" gyorsulása

Az energia diagramon (középső) az "e" pont után az energia lassan gyengül tovább, egészen a negatív töltésű Világűrig (a Tejút karjáig). A viszonylag alacsony sűrűségű plazmában alacsony elektromos mező figyelhető meg. Mindezekkel összhangban az alacsony értékű (pozitív) elektromos erőtér az "e" ponttól végtelen távolságra terjed. Ezt az okozza, hogy a Nap magasabb elektromos feszültség szinten van, mint a távoli űr a heliopauzán belül. Ez az elektromos erőtér okozza a pozitív ionok megfigyelt gyorsulását a napszélben. Lásd bővebben angolul.


Kozmikus sugarak

A mi napszelünk végül csatlakozik a galaxis többi csillagának kimerült napszél anyagához, létrehozva a teljes kozmikus sugár áramlást a galaxisunk karjában. Ralph Jürgens mutatott rá, hogy a Nap egy meglehetősen középszerű csillag abból a szempontból, amilyen messzire a kisugárzott energia eljut. Amennyiben a Nap elektromosan táplált, akkor a középszerűsége a relatíve gyenge meghajtó képességének tulajdonítható. Ez azt kell hogy jelentse, hogy a forróbb és fényesebb csillagok meghajtókapacitása nagyobb a Napénál, következésképpen magasabb energiájú kozmikus sugárzást bocsátanak ki. Egy 20 milliárd Volt meghajtóképességű csillag ki tud bocsátani olyan protonokat, amelyek elérik a Nap felszínét is, 10 milliárd elektronvolt töltéssel. Az ilyen ionok amikor ütköznek a Föld légkörével, napjaink híradásaiban szereplő müon neutrínókat bocsátanak ki.

Hannes Alfvén a The New Astronomy című könyvének második bekezdésében, (III. szekció 74-79. oldal) ír a kozmikus sugarakról: "Az asztronómia egyik elsődleges kirakós játéka, hogy hogyan keletkeznek ezek a fantasztikusan magas energiájú, néha millió milliárd elektron volt energiára gyorsított részecskék. Nincs ismert (sem ismeretlen) nukleáris reakció, amely képes lenne ekkora energiával "kilőni" egy részecskét, magának a protonnak a teljes megsemmisülése sem termel milliárd elektron voltnál nagyobb energiát."


A "Napszél" változásai

Érdemes megjegyezni, hogy a fenti három ábra megegyezik a bipoláris tranzisztorok energia, térerő és töltés eloszlási diagramjával. Természetesen ezeknek a szilárdtest eszközöknek különböző folyamataik vannak más energiaszinteken (vegyérték sáv és vezetési sáv) működnek a szilárd kristályon belül. A tranzisztorban a kollektoráram nagysága (analóg a pozitív ionok áramlásával a "napszélben" kifelé, jobb felé az ábrán) könnyedén szabályozható a bázis és az emitter feszültségkülönbségével. Vajon ugyanez a mechanizmus (a feszültség változása a Nap-anód és a Fotoszféra granulái között) működne a Nappal is? Például, ha a Nap feszültsége kicsit csökken - mondjuk, mert megnövekedett a pozitív ionok kiáramlása, a feszültség megemelkedik "a" és "b" pont között. Az Energia diagramon megemelkedik a görbe, kevesebb lesz a "napszél" (mind a bejövő (-) elektron, mind a kimenő pozitív ion áramlás) a negatív visszacsatolás hatására. 1999. májusában a "napszél" teljesen leállt kb. 2 napra. Periodikus változások vannak a napszélben. A tranzisztoros mechanizmus tökéletesen alkalmas ezeknek jelenségeknek a magyarázatára. A fúziós modell teljesen tanácstalan a leállások magyarázatával (a Nap "kiforralja" a protonokat ...), amíg a lezárt tranzisztor a digitális elektronikában jól ismert jelenség.


A plazma jellemző modelljei

Az elektronikus plazmák három jellemző statikus módját már ismertettük az oldalon. Itt következik néhány precízebb leírás azért, mert szükségünk van a Nap felszínén megfigyelt finomabb részletek magyarázatához. A tipikus laboratóriumi plazma kisülés volt-amper karakterisztikájának görbéje következik:


 

Feszültség/Áram
2. ábra. A plazmakisülés feszültségesése (Volt) az áramerősség (Amper) vagy áramsűrűség (A/m2) függvényében.




Az ábra a gyakori laboratóriumi plazma oszlop mérést ábrázolja, hengeres üvegcsőben, a két végén az anóddal és katóddal. (Lásd angolul: PrimerAboutGD.pdf) A két elektróda egy olyan elektromos áramkörhöz csatlakozik, amely a csövön áthaladó áram erősségét külsőleg szabályozza. Az ilyen kísérletekben a plazma keresztmetszeti területe állandó a cső egyik végétől a másikig. A feszültség/áramerősség diagram függőleges tengelyén az anód és a katód közötti (teljes plazmán keresztül) feszültségesést ábrázoltuk a plazmán áthaladó áramerősség függvényében, mértékegysége a Volt. A vízszintes tengelyre került a teljes áramerősség, mértékegysége az Amper. Ezt a tengelyt (x) átnevezhetjük áramsűrűségre is. Az áramsűrűség megmutatja, hogy egységnyi keresztmetszeten mekkora áramerősség folyik keresztül, mértékegysége A/m2. Ebben az esetben az Y tengely az elektromos térerőt fogja mutatni, mértékegysége V/m. Ezt azért tehetjük meg, mert a cső keresztmetszete állandó, így az áramsűrűség a keresztmetszet bármely pontján csak a plazmán átfolyó összes áramtól függ.

A Nap esetében azonban szférikus geometria érvényesül, magával a Nappal a középpontban. A keresztmetszet képzeletbeli gömbcikk. Feltételezzük, hogy az elektronok teljes árama minden irányból a Nap felé és a pozitív ionok áramlása a Nap felől időben állandó. Képzeljünk el egy szférikus felszínű nagy rádiuszú felületet, amelyen keresztül a teljes áramunk áthalad. Ahogy közeledünk a mély űr felől a Nap felé, ez a szférikus felület egyre csökken. Ezért, a konstans teljes áramerősség miatt, az áramsűrűség (A/m2) folyamatosan növekszik befelé, a Nap felé haladva. Az anód (a Nap felszíne) csak egy pici része a virtuális katód (heliopauza) felszínének. Az aktuális mérések szerint a heliopauza felülete 653 milliószor nagyobb mint a Nap felülete. Ez azt jelenti, hogy az áramsűrűség a Nap felszínén 653 milliószorosa annak, mint amit a heliopauzánál mérhetünk.

  • A mélyűrben, mondjuk a heliopauzán éppen belül, az áramsűrűség rendkívül alacsony annak ellenére, hogy a teljes áramerősség hatalmas lehet. A sötétáram régiójában vagyunk, nincsenek fénylő gázok, semmi sem utal arra, hogy plazmakisülésben vagyunk, kivéve némi rádiófrekvenciás sugárzást.
  • Ahogy egyre közelebb jutunk a Naphoz, a szférikus felület kisebb (csökken), az áramsűrűség növekszik, belépünk a normál fénylő módú régióba, amit külső "Napkoronának" hívnak. A kibocsátott fény intenzitása a neon lámpáéhoz hasonló. A Volt/Amper diagram csökkenést mutat és szálak képződnek. Ezek a szálak gyakran jól megfigyelhetők a külső koronában.
  • Ahogy még beljebb érünk a Nap felé, a szférikus keresztmetszet csak egy kicsivel nagyobb, mint a Nap felszíne. Az áramsűrűség extrém magas, megérkeztünk az ívkisülés régiójába. Itt találhatók a viszonylag magas feszültségű granulák. Ez a Fotoszféra. A kibocsátott fény erőssége az ívhegesztő géphez vagy a mozi vetítőgép lámpájához hasonló. Nagy energiájú ibolyán túli (UV) fénysugarak képződnek. Jól ismert, hogyha az anód a kisülésben jelentősen kisebb a katódnál, gyakran anódfény régió képződik, megnövelve az anód hatásos felületét (ez az oka, hogy létezik a Fotoszféra a Nap körül).
  • A (normál) fénylő módú korona plazmája és az ívmódú Fotoszféra közötti határ kettősréteg. A jelenség gyakran észlelhető laboratóriumi kísérletekben.


Néhány korai plazma kutató úgy hitte és a legtöbb modern csillagász hiszi még ma is, hogy az "igazi" plazma egyike az ideális vezetőknek (és ezért a mágneses mező bele tud "fagyni"). Ezen a hibás elméleti alapokon nyugszik a mágneses "újrakapcsolódás" vagy "rekombináció". A feszültség-áramerősség diagram (felül) azt mutatja, hogy ez nem történhet meg. Az ábra minden pontján (az origót kivéve) zérótól különböző feszültség értéket (elektromos térerőt) mutat. A plazma statikus rezisztivitása bármely működési módjában a fenti ábrán, arányos az adott pont és az origó között húzott egyenes dőlésszögével. Ez azt jelenti, hogy a plazma minden lehetséges üzemmódjában van statikus rezisztivitása, elektromos tér figyelhető meg benne, amely létrehozza az áramsűrűséget. Természetesen a plazma statikus rezisztivitása a külső - sötétáram régióban meglehetősen nagy. (Az ív régió és a normál fénylő régió baloldali fele negatív dinamikus rezisztenciát mutat ("E-G", "H-J" pontok között), és a térerő elég alacsony, de ez nem tartozik a kérdéshez). A valódi plazmába nem tud "belefagyni" a mágneses mező. A legjobban vezető plazmák az ív módú régióban találhatók, de még itt is, az ív mód ellenére alacsony, de nem zéró elektromos mező felelős az áramsűrűségért. "Ideális szupravezető" plazma nem létezik.


Fúzió a kettősrétegben

A z-pinch effektus a nagy intenzitású, ív módú plazma sűrű, párhuzamos vezető szálaiban nagyon erős. Bármilyen nukleáris fúzió jön létre a Napban, az valószínűleg itt, a kettősrétegben, a Fotoszféra tetején jön létre (nem mélyen, a magban). Ennek a fúziónak az eredményeképpen létrejövő "fémek" okozzák az színképvonalakat a Nap spektrumában. A kilencvenkettő természetes elemből hatvannyolc nyomai megfigyelhetők a Nap atmoszférájában. A Nap legtöbb rádió frekvenciás zaja ebből a régióból sugárzódik ki. A rádiózaj jól ismert tulajdonsága a kettősrétegeknek. A plazma által leadott elektromos energia mindenhol az aktuális elektromos mező (V/m) és az áramsűrűség (A/m2) szorzata. A művelet végeredménye az energiasűrűség (W/m2). Az áramsűrűség relatíve állandó a fotoszférikus és kromoszférikus rétegekben, de az elektromos mező a kettősréteg közepén a legerősebb. Mai tudásunk szerint a nukleáris fúzió jelentős energiát termel - ha így van, akkor ez az energia is rendelkezésre áll a kettősrétegben. Megfigyelések szerint a Napból érkező neutrínó áramlás fordítottan arányos a napfoltok számával. Ez következik az Elektromos Nap elméletből, mert a neutrínók az elmélet szerint a Nap körüli z-pinch-ekben végbemenő magfúzió termeli - a kettősrétegben. A napfoltok ott alakulnak ki, ahol nincs kettősréteg. A napoltok számának növekedésével csökken a kettősréteg mérete és ezért csökken a megfigyelt neutrínók száma.


Napfoltok

A Fotoszféra plazmájában a granulák mérete és feszültségesése az adott régió áramsűrűségétől függ (közel a Nap anód felszínéhez). Az egyes granulákhoz kapcsolódó elektromos töltés kettősrétegének létezésének feltétele (elkülönülve a felsőbb korona plazmájától) bizonyos numerikus kapcsolat a pozitív ionok és az elektronok száma között a teljes áramban. A szükséges arányt a pozitív ionok és elektronok mozgásában Irving Langmuir fedezte fel, meghatározta és közzétette több mint ötven évvel ezelőtt. Nyúlványok, hosszú elektron áramlások erednek a granulák közötti határról, szállítva a szükséges elektronokat. Az Elektromos Modellben, ahogy bármilyen plazmakisülésben, a granuláris cellák eltűnnek amikor a Nap adott anód felszínére érkező elektron fluxus nem eléggé erős, hogy szüksége legyen a megnövekedett anódfelületre. Az ilyen helyeken a fotoszférikus cellák összeomlanak és leláthatunk a Nap felszínére. Itt nem jön létre ív módú plazma kisülés, ezért ezek a területek sötétebbek, mint a körülvevő terület. Az ilyen területeket napfolt umbrának nevezik. Természetesen, ha a Nap hatalmas mennyiségű energiát termelne a belsejében, akkor ezek az umbráknak fényesebbnek és forróbbaknak kellene lenniük, mint a fotoszféra többi része. A valóságban a napfolt umbrák sötétek és relatíve hidegebbek (3000-4000K vagy 2727-4227C), erősen alátámasztják az érvet, hogy a Nap belseje nagyon minimális hőt termel, ha termel egyáltalán.


 

Napfolt
3. ábra. Napfolt umbra, penumbra és a körülvevő granuláris sejtek.




 

Az 1. ábra felső diagramja (fentebb) a pozitív ionok energiáját ábrázolja a Nap atmoszférájában. Ennek a diagramnak a nagyított és bővített változata látható a 4. ábrán. Átnevezés után az energiát (Volt) mutatja különböző pontokban a napfolton belül. A 3. ábrán közönséges, fényes sárga, ív módú granulák helyezkednek el egy tipikus napfolt körül. A 4. ábrán a granulák V2 feszültségszinten vannak. A normál granulákban a pozitív ionok tipikusan felfelé mozognak (a 3. ábrán merőlegesen a felszínre). A 4. ábrán ezeknek az ionoknak elég energiájuk van, hogy megtegyék az utat a Nap felszínétől (az origótól balra - a horizontális axison jelölve) keresztül az "a" és "b" pont közötti feszültségemelkedésen. Átdiffundálnak a "b - c" régión és felgyorsulnak a "c - e" pontok között. Ennél a pontnál a gyorsan mozgó ionok által keltett turbulencia figyelhető meg. Magas, kétmillió Kelvin fokos hőmérséklet mérhető a Korona alsó részén. A 3. ábrán ezeknek az ionoknak a mozgása a Nap felszínétől, át a granulákon és gyorsulva vertikálisan felfelé tart, hogy kifelé haladva adják a legnagyobb alkotórészét annak, amit "napszélnek" hívnak.

Az umbra legsötétebb részén (a Nap anód felszínén) V1 feszültségszint mérhető. Az umbrán belül nincsenek fotoszférikus granulák, így az umbra bármely pontján monoton csökkenő feszültséggel találkozik a kifelé haladó pozitív ion, az "a" ponttól kezdve (V1) - le az "e" pontig a piros vonal mentén a vízszintes tengelyen. Az "e" pont jelzi a Napkorona (alsóbb régióinak) kezdetét. Ezt a feszültségszintet V0 jelöli.

 

A penumbra szálai

Mi a helyzet a penumbrával? Ezek a furcsa formájú plazma szálak (sejtek) körülveszik az umbrát. Az emberi szem íriszére emlékeztetnek. A Naptól indulva nem minden ion rendelkezik elegendő kinetikus energiával ahhoz, hogy elhagyja a felszínt a V2 feszültségküszöbön keresztül. A 4. ábrán a "b - c" magassági tartományban, ahol kifelé diffundálnak, néhány ion más ionokkal vagy semleges atommal ütközik és az alacsonyabb energiájú ionokkal együtt visszapattannak lefelé (a szemlélőtől ellentétes irányba a 3. ábrán vagy bal felé a 4. ábrán). Amennyiben a "b" pont alá diffundálnak, a Nap vonzása visszatartja ezeket az ionokat. A 3D térben ezek egyszerűen visszasüllyednek a granula aljára vagy a garnulákat körülvevő sötétebb csatornákban esnek vissza. Az umbra széléhez közel került ionok is vissza tudnak esni. Ezt látjuk a 3. és az 5. ábrán a penumbraszálakban. A folyamat analó azzal, amikor a jéghegy leszakad a gleccserről, amihez hozzá volt tapadva. A granulák teteje az umbra széléhez közel leválik, behajlik az umbra felé és az alacsonyabb feszültség (és magasság) felé esik, a Nap látható felszínére.



 

Egységnyi energiagörbe
4. ábra. A pozitív ionok elektromos potenciál energiája a Nap anód felszínétől mért távolság függvényében. A piros vonal a napfolton áthaladó ionokat mutatja.

(Megjegyzés: az ábra NEM a penumbrák oldalirányú nézete. Ezen az egyszerű ábrán aplazma feszültségát ábrázoltuk a vertikális magasság függvényében a Nap felszínétől a Korona alacsonyabb régióig. A granulákon áthaladó útvonalat a fekete vonal, a napfoltokon keresztül áthaladó ionra ható feszültséget a szaggatott piros vonal jelzi.) 

A Youtube-on nemrégiben feltöltött gyorsított videó látható a penumbra szárairól. Ezen a rövid felvételen látható, ahogy a lefelé zúduló pozitív ionok létrehozzák a penumbra szálait. Néhány ion felülről érkezik az umbrába. Azért viselkedhetnek így, mert az korona alacsonyabb feszültsége van rájuk hatással (V0). Csatlakoznak a Nap felől (kifelé, felfelé) érkező ionáramláshoz (4. ábra, szaggatott, piros vonal). Ez a megfigyelt jelenség teljesen összhangban áll az Elektromos Nap modellel - ahogy kifejtettük ezen és más oldalakon korábban.

A töltések áramlása, ahogy a pozitív ionok visszaesnek a granulák tetejéről lefelé és befelé az umbrába, érős elektromos áramot hoz létre a fotoszférikus plazmán belül. Ezeket az áramokat Birkeland áramoknak hívjuk, amelyek ráadásul csavarodnak is. Belül üregesek a jól ismert mechanizmus miatt, amit Marklund konvekciónak neveznek. Mindkét tulajdonság látható az 5. ábrán. A normál fotoszférikus granulák, amelyek szorosan egymás mellett helyezkednek el, viszonylag magas töltéssűrűséget hordoznak. Magas a hőmérsékletük, ív módúak (2. ábra, fent). Amikor a töltések az umbra széléhez közel (V2) leszakadnak és visszadobódnak lefelé, az alacsonyabb feszültségű (V1) felé, nincsenek körbezárva granulákkal, így kiterjednek és csökken a töltéssűrűségük.

A második ábrán (feljebb) jól látszik, hogy a plazma Volt/Amper diagram ezen a részén ("I" és "J" pontok között) negatív a görbe dőlésszöge. A plazmában a töltések szabadon mozognak és megpróbálják minimalizálni a rájuk ható erőket. Ezt úgy tehetik meg (csökkentsék a rájuk ható elektromos erőteret), ha jobbra mozognak a 2. ábrán az "I" ponttól a "J" pont felé. Azért, hogy csökkentsék a keresztmetszetük által elfoglalt területet, szálakat képeznek. Ez az oka a penumbra szálainak. Az 5b ábrán látható a filamentumok vége. Minden valószínűség szerint nincs ténylegesen vége a szálaknak, mint ahogy látszik. Az általuk szállított áram nem lehet véges. A szál folyamatosan egyre nagyobb keresztmetszetet vesz fel, ezzel lecsökken a töltéssűrűség. Ettől "abnormális" módon fénylenek, a 2. ábrán a fénylő módú terület jobb oldalán helyezkednek el ("G" - "H"). A fénylő mód sokkal kevésbé ragyogó, mint az ív mód, különösen az ív módú granulkhoz közel, ezért számunkra a pozitív ionok áramlása láthatatlan marad.



 

Penumbra
5a ábra. A penumbra. Birkeland áramok követik a feszültségesést a Fotoszférától le az umbra felé

 

Csavarodó Birkeland áramok
5b ábra.
Csavarodó Birkeland áramok bizonyítéka ("twist") a penumbrák kinagyított ábráján

Hasonló okok miatt a nap fénylő koronáját nehéz tanulmányozni, kivéve napfogyatkozáskor és röntgen felvételeken, mint legfelül a második ábrán, a lap tetején és a 6. ábrán lent. A röntgen képen a korona fénylő területein magasabb a hőmérsékletet, nagyobb energiákat mérhetünk. Ezek jórészt a napfoltok feletti területek. A három felvétel különböző (emelkedő) magasságot mutat:

  1. Az első kép a Fotoszféráról látható fény tartományban készült, az umbrán keresztül lelátunk a sötét, viszonylag hideg Napfelszínre. Az ionok áramlanak, diffundálnak kifelé, a Naptól távolodva.
  2. A középső kép ibolyántúli (UV) felvétel, a Kromoszférát, átmeneti régiót mutat.
  3. Az utolsó kép az alsó korona heves aktivitását mutatja. Ez az aktivitás a kontrollálatlan pozitív ion áramlásnak köszönhető, ahogy kiszabadulnak a napfoltokon keresztül és ütköznek más atomokkal az atmoszférában magasan (alsó korona). Ennek eredményeként a korona teljesen ionizált plazmából áll.

 

Foltok
6. ábra. A kiáramló pozitív ionok hatása

 

Kidobódások, Frar-ek, CME-k

Egészen eddig az Elektromos Nap állandósult (vagy majdnem állandó) működését tárgyaltuk. Vajon mi a helyzet azzal a számos dinamikus jelenséggel, mint a fler-ek, kitörések és koronális anyagkidobódások (koronakidobódás - CME), amelyeket megfigyelhetünk? Hogyan jönnek létre? A Nobel díjas Hannes Alfvén, jóllehet nem ismerte Jürgens Elektromos Nap modelljét, kifejlesztette saját elméletét arról, hogy elektromosan alakulnak ki a kitörések és fler-ek. Ez az elmélet teljesen összhangban áll Jürgens modelljével.

Bármely (I) elektromos áram mágneses mezőt indukál - erősebb áram erősebb mágneses mezőt kelt, amely több energiát tartalmaz. Görbült mágneses tér nem létezik elektromos áramok vagy időben változó elektromos tér nélkül. (Wm) energia tárolódik bármely mágneses mezőben. Wm = 1/2 LI2. Amikor az (I) áram megszakad, a mező összeomlik és a tárolt energiát valamerre el kell szállítani. Néha a Nap mágneses mezeje néhány helyen "omega" alakú hurkokat hoz létre a felszínen. Ezek a hurkok keresztül hatolnak a Kromoszféra kettősrétegén. A Birkeland áramok egyik elsődleges tulajdonsága, hogy általában követik a mágneses "erővonalakat". Az erős áramok hurkokban másodlagos toroidális mágneses mezőt hoznak létre, amely körülveszi és megpróbálja kitágítani a hurkot. A kettősréteg megsemmisül, ha a hurkon átfolyó áram túl erőssé válik1. Ilyenkor az áram megszakad (mintha kinyitnánk a kapcsolót az induktív körben) és az elsődlesges mágneses mezőben tárolt energia kirobbanva kiszabadul a világűrbe.


 

Napáramkör
7. ábra. Hannes Alfvén napkitörés áramköre

 

TRACE
8. ábra. A TRACE (Transition Region and Coronal Explorer) műhold által készített kép a plazmahurkokról


Jól ismert kell hogy legyen (bizonyára mindenkinek, aki alapvető fizikai ismeretekkel rendelkezik), hogy a mágneses erővonalakat azért rajzolják, hogy a mágneses teret jellemezzék, nincs elejük és végük. Az erővonalak zártak. Maxwell híres egyenletéből következik: "Div B = 0". Amely pontosan ezt mondja (a vektor differenciál egyenletek nyelvén). Így, a mágneses mezők megsemmisülnek, ha az őket létrehozó áramok megszakadnak. Az erővonalak nem "törnek el", nem "egyesülnek" és nem is "rekombinálódnak"2 ahogy néhány tájékozatlan csillagász alapul veszi. A mező egyszerűen összeomlik (nagyon gyorsan!). A Napon ez az összeomlás hatalmas mennyiségű energiát képes felszabadítani, és az anyag kidobódik a felszínről, mint minden robbanásszerűen gyors reakcióban.

Ez a kidobódás összhangban áll és előre jelezhető az Elektromos Nap modellel. Így jön létre a koronakidobódás (CME).

Jegyezzük meg, hogy habár a csillagászoknak tudatában kellene lenniük, hogy a mágneses mező létrehozásához elektromos áram vagy időben változó elektromos tér szükséges, áramok és elektromos mezők szinte sehol sem szerepelnek a standard modellekben.


1, A kettősrétegek megsemmisítéséhez legalább kétféle különböző mechanizmus létezik:

a, Zener effektus - Az elektromos térerősség elég nagy lesz ahhoz, hogy az letépje az összes töltést a régióból, így megszakítja az áram útját

b, Lavina hatás - Valóságos lavina alakul ki, amely az összes töltést kisöpri, nem marad vezető közeg, így az áram megszakad.


2, A mágneses mező continuum, nem diszkrét "vonalak" összessége. A vonalakat az iskolában rajzolják azért, hogy jellemezzék a mágneses mezőt (az irányt és az erősséget). A vonalak nem léteznek. Egyszerű pedagógiai eszközök. Hiba arról beszélni, hogy ezek a vonalak törnek, egyesülnek és vagy "rekombinálódnak". Ez a Maxwell egyenletek megsértése, tetézve azzal a hibával, hogy a vonalak valójában nem is léteznek. A mágneses erővonalak analógok a szélességi, hosszúsági és topográfiai vonalakkal a térképen, nem valós dolgok, amik között nincs semmi. Akárhányat rajzolhatunk belőlük, olyan közel, ahogy szeretnénk. Természetesen nem tudnak eltörni, egyesülni, összekapcsolódni, ahogy a topográfiai vonalak sem. Ellentétes mágneses irányultságú terek egyszerűen kioltják egymást - energia nem tárolódik vagy szabadul fel közben.


Konklúzió

Ez a meglehetősen hosszadalmas oldal valójában az egyik legrövidebb a bevezető Ralph Jürgens Elektromos Nap modelljéhez - a felismeréshez, hogy a Nap elektromos működésű. A Nap egy hatalmas, elektromosan töltött, viszonylag nyugodt ionizált gáz gömb, amely felületén elektromos plazma ív kisülések jönnek létre. Ezeket a kisüléseket valószínűleg azok a finom áramok táplálják, amelyek a galaxisunkat kitöltő, ma már jól ismert ritka plazmában mozognak. Az Elektromos Nap hipotézis részletesebb leírását, valamint Standard Fúziós Nap modell hiányosságait az Electric Sky projekt mutatja be.

A mai ortodox termonukleáris modell sok, a Napon megfigyelhető jelenégre nem ad választ. Az Elektromos Nap modell természeténél fogva prediktív a legtöbb, ha nem mindegyik megfigyelt jelenséggel szemben. A modell viszonylag egyszerű és következetes. Nem követeli meg titokzatos dolgok létezését, mint például a láthatatlan nap "dinamó" dzsinn, amely valahol a felszín alatt bujkál és a fúziós modell olyan hiányosságainak kiküszöbölésére szolgál, amelyek kényelmetlenek az elfogadott fúziós modell szempontjából.

Ralph Jürgens volt a zseni, aki kidolgozta az Elektromos Nap modellt az 1970-es években, felhasználva elődei munkáját. Elmélete és az elmélet modern kiterjesztései megfeleltek az eddigi megfigyelések kemény próbájának. Ez az alapmű talán megkapja azt az elismerést, amelyet megérdemel. Vagy természetesn, mások is megpróbálják majd magukénak követelni az egészet vagy egyes részeit remélve, hogy a világ elfelejti, ki vetette fel  ezeket a gondolatokat először.

Ma már elegendő megkerülhetetlen bizonyíték áll rendelkezésre arról, hogy a Napon megfigyelhető jelenségek többsége alapvetően elektromos természetű. Ezt Ralph Jürgens éleslátása ismerte fel.

 

Ralph Jürgens
9. Kép Ralph Jürgens 1949-ben.


Forrás: http://electric-cosmos.org/sun.htm

The Electric Sky (Mikamar Pub.)