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是因为阳光有个,太空急流

时间:2019-06-04 17:26来源:科学
近日,在全球天气不太平静的同时,空间天气似乎也不太平静——在3月20日前后,随着太阳表面一次耀斑爆发,它像是“打喷嚏”一样地球方向抛出了一团带电粒子,使得北半球美国阿

近日,在全球天气不太平静的同时,空间天气似乎也不太平静——在3月20日前后,随着太阳表面一次耀斑爆发,它像是“打喷嚏”一样地球方向抛出了一团带电粒子,使得北半球美国阿拉斯加和加拿大等地极光爆发。在2019年3月28日,又一场令人惊叹的极光在北半球夜空中绽放,它在加拿大北部哈德逊湾上空点亮夜空。

近日,在全球天气不太平静的同时,空间天气似乎也不太平静——在3月20日前后,随着太阳表面一次耀斑爆发,它像是“打喷嚏”一样地球方向抛出了一团带电粒子,使得北半球美国阿拉斯加和加拿大等地极光爆发。在2019年3月28日,又一场令人惊叹的极光在北半球夜空中绽放,它在加拿大北部哈德逊湾上空点亮夜空。

王乃仙

科学 1

来自美国宇航局的Suomi NPP卫星上通过传感器记录了北美洲上空极光狂舞的景象——在黑暗的夜空里,北美洲上空狂舞的极光像是弥散在大气层中的白色烟雾,但它确实是极光,并且一定程度着凉了大气层中的云和地面的景观,尽管在这幅卫星照片中表现得不明显。

  40年前,即1964年,英国著名科幻作家阿瑟·克拉克发表了一篇杰作《太阳帆船》,公开提出利用太阳光子流形成的太阳风扬帆碧空,实现星际航行。这个设想很有“刺激性”,很鼓舞人。1994年11月2日,美国航天航空局为此专门发射了一艘无人驾驶的宇宙飞船,耗资两亿美元,用来对太阳风进行为期3年以上的观测研究。  那么,什么是太阳风呢?为什么要耗巨资来观测研究它呢?  所谓“太阳风”,指的就是从太阳日冕层中发出的强大的高速运动的带电粒子流。根据天文学家的观测研究,太阳是由太阳核、对流层、光球层、色球层和日冕层共同组成的。日冕层是太阳大气的最外层,由稀薄的等离子体组成,粒子密度为每立方厘米1000万至10000万个,温度约为15000摄氏度。由于太阳温度极高,引起日冕连续不断地向外膨胀,驱使这些由低能电子和质子组成的等离子体不停地向行星际空间运动。这些带电粒子运动的速度达到每秒350公里以上,最高每秒达1000公里。尽管太阳的引力比地球的引力要大28倍,但这样高速的粒子流仍有一部分要冲脱太阳的引力,像阵阵狂风那样不停地“吹”向行星际空间,所以被人们形象地称之为“太阳风”。  太阳风是1958年由人造地球卫星测得,并为美国科学家帕克等人首先发现的。1962年,从“水手2号”飞船获得的资料中进一步证实了“太阳风”的存在。  根据科学家对太阳风的基本特征的了解,现已查明:太阳风的风源来自“冕洞”。“冕洞”是日冕表面温度和密度都较低的部分,在X光射线和紫外线下看起来比周围地带要暗,就像是一个个的黑洞,不间断地出现在太阳“两极”地区。随着太阳旋转而旋转的冕洞,如同草地上浇水的水龙头,把太阳内部爆发产生的“高速等离子流”抛向太空。由于太阳自转会合周期是27天,因此,每隔27天,源于冕洞的“太阳风”就会“扫过”或“吹向”地球一次。  “太阳风”从太阳“吹”向地球,一般只需要5至6天的时间。它一直可以“吹送”到冥王星轨道以外“日冥距离”(约合50个天文单位,即50×1.49亿公里)的4倍处,才被星际气体所制止。  强劲的太阳风“吹”向地球的时候,会对地球产生一系列的影响:  1.引起地球磁场的变化。强大的太阳风能够破坏原来条形磁铁式的磁场,将它压扁而不对称,形成一个固定的区域——磁层。磁层的外形像一只头朝太阳的“蝉”,“尾部”拖得很长很长。  2.太阳风的带电粒子流可以激发地球上南北极及其附近上空的空气分子和原子。这些微粒受激后,能发出多种形态的极光。巨大的冲击还能强烈地扭曲磁场,产生被称为“杀手”的电子湍流。这种电子湍流不但能钻进卫星内部造成永久性破坏,还能切断变电器及电力传送设施,造成地面电力系统全面崩溃。太阳风的带电粒子流还会使地球上空电离层受到干扰,引起磁爆,给无线电短波通讯、电视、航空和航海事业带来不利影响。  3.引发磁层亚暴。在磁层亚暴期间,距离地球表面36000公里的高空处可能会产生强烈的真空放电和高压电弧,给同步轨道上的卫星带来灾难,甚至导致卫星殒灭。1998年5月发生的一次太阳风使美国发射的一颗通讯卫星失灵,导致美国4000万个寻呼用户无法收到信息。  此外,太阳风对地球上的天气和气候的异常也有一定的影响。  对当代天体物理学来说,太阳风的研究是一个意义深远的重要课题,其中有不少新的内容需要人们进一步探索。我们深信,随着现代科学技术的飞跃发展,在太阳风的研究上,5年、10年、15年以后,一定能获得突破性的成就!(作者系中国地理学会会员)

来自美国宇航局的Suomi NPP卫星上通过传感器记录了北美洲上空极光狂舞的景象——在黑暗的夜空里,北美洲上空狂舞的极光像是弥散在大气层中的白色烟雾,但它确实是极光,并且一定程度着凉了大气层中的云和地面的景观,尽管在这幅卫星照片中表现得不明显。

NASA的Suomi NPP卫星可以在夜间探测城市灯光和其他夜间信号,如极光,气球和反射月光。在这张图中,卫星的传感器除了检测到了北美洲上空狂舞的极光,还记录到了夜里加拿大和美国等地的城市灯光,在图像上显示为白色的小点。

来源:光明网-《光明日报》

科学 2

极光的产生通常始于太阳向地球发射高能带电粒子,这种带电粒子的喷发通常出现在太阳耀斑、日冕物质抛射或活跃的太阳风期间。太阳向地球发射的带电粒子流扰乱了地球的磁层,在受干扰的磁场中一些高能带电粒子沿着磁场线被加速进入地球的高层大气层,在那里它们激发大气中的氮、氧等气体分子并释放光子,从而产生光亮。一般来说,这种光亮多发生在南北极地区,因此被称为极光,但实际上在中高纬度地区也经常出现。

NASA的Suomi NPP卫星可以在夜间探测城市灯光和其他夜间信号,如极光,气球和反射月光。在这张图中,卫星的传感器除了检测到了北美洲上空狂舞的极光,还记录到了夜里加拿大和美国等地的城市灯光,在图像上显示为白色的小点。

空间天气预报员和市民科学项目Aurorasaurus的团队成员Mike Cook表示,2019年3月28日北美洲上空狂舞的极光源于太阳表面的冕洞,冕洞是太阳的日冕中能量和气体比平均密度低,从而导致温度较低所形成的黑暗区域。由于冕洞是密度和温度比大多数日冕要低得多的区域,因此这些区域非常稀薄,这种稀薄导致色球中的粒子更容易穿透,而成为太阳风,冕洞通常以太阳风平均速度的两倍速度释放带电粒子。因此,从该地区以较高速度逃逸的带电粒子,在奔向地球后在高纬度产生一些极光。

极光的产生通常始于太阳向地球发射高能带电粒子,这种带电粒子的喷发通常出现在太阳耀斑、日冕物质抛射或活跃的太阳风期间。太阳向地球发射的带电粒子流扰乱了地球的磁层,在受干扰的磁场中一些高能带电粒子沿着磁场线被加速进入地球的高层大气层,在那里它们激发大气中的氮、氧等气体分子并释放光子,从而产生光亮。一般来说,这种光亮多发生在南北极地区,因此被称为极光,但实际上在中高纬度地区也经常出现。

科学,2016年9月的冕洞

科学 3

Mike Cook指出,目前地球已经位于春分点附近,因为地球的倾斜,太阳的高能粒子流活动在高纬度地区引发一些极光并不需要太多,因此3月也是历史上地磁活动最为活跃的月份,在这种时候,不太大规模的耀斑或者是冕洞就足以产生绚丽的极光。

空间天气预报员和市民科学项目Aurorasaurus的团队成员Mike Cook表示,2019年3月28日北美洲上空狂舞的极光源于太阳表面的冕洞,冕洞是太阳的日冕中能量和气体比平均密度低,从而导致温度较低所形成的黑暗区域。由于冕洞是密度和温度比大多数日冕要低得多的区域,因此这些区域非常稀薄,这种稀薄导致色球中的粒子更容易穿透,而成为太阳风,冕洞通常以太阳风平均速度的两倍速度释放带电粒子。因此,从该地区以较高速度逃逸的带电粒子,在奔向地球后在高纬度产生一些极光。

科学 4

2016年9月的冕洞

Mike Cook指出,目前地球已经位于春分点附近,因为地球的倾斜,太阳的高能粒子流活动在高纬度地区引发一些极光并不需要太多,因此3月也是历史上地磁活动最为活跃的月份,在这种时候,不太大规模的耀斑或者是冕洞就足以产生绚丽的极光。

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