大家好，歡迎關注我的百家號科技與我們同在，今天給大家介紹的是熱和光不是從太陽到達地球的唯一東西。
太陽風
熱和光不是從太陽到達地球的唯一東西,還有太陽風——一個亞原子粒子波動的暴風。這些帶電的物質碎片經由太陽的磁場以極快的速度拋入太空。在大多數情況下,我們靠地球自身的磁場屏蔽了這些風和由它們帶來的影響。但太陽風仍然有破壞通信衛星的能量,並在極地創造出閃耀奪目而色彩斑斕的極光。
向外颳大風的恆星
與陽光一樣,太陽風來自太陽,能刮到太陽系的所有行星。但是,與陽光不同的是,太陽風是無形的,由帶電粒子組成,並隨太陽11年的活動周而變化。太陽風是日冕——圍繞太陽的熱的電離氣體區域—的延伸。在超過100萬攝氏度的高溫下, 日冕物質移動的速度足夠快,可以逃脫太陽的引力,逃離的速度達到令人難以置信的約100萬噸/秒。只是為何日冕這麼熱仍是個謎—要知道太陽表面的溫度只有大約6000氏度。不過太陽觀測衛星已經確定了其中一些磁場路徑,太陽風的一部分通過這些路徑逃逸到行星際空間。
在太陽外層大氣中有兩種類型的磁場,它們都隨著一般的太陽活動而波動。第一種類型是一個「閉」場。磁力線從太陽表面冒出來,形成環形延伸進日冕,然後返回到表面。就像籠子裡的門閂,閉場約東著日冕氣體。第二種磁場中的磁力線是開放的。它們穿過日冕延伸進太空中。太陽風能夠穿過這些磁場的門。太陽風在某個方面類似於地球上的風:兩者都是由大氣變化產生的狂風。日冕氣體拋射通常與太陽耀斑爆發、太陽黑子和太陽暗條相一致。
吹向太空
太陽風的熱氣體持續向太空中擴展。因為太陽引力向後的拉拽效應隨距離而減小,太陽風實際上在越遠的地方跑得越快。當太陽風到達地球時,速度為800000千米/小時。在這個階段,日冕氣體非常稀薄—每164立方釐米只有幾百個質子和電子。然而,它仍然足夠強大,可產生一些戲劇性效果。從大多數角度看,地球的磁場保護著我們免受太陽風帶電粒子的轟擊。但在南北兩極,磁力線向下延伸到地球表面。太陽風通過開放磁場離開太陽,現在又進入了地球的上層大氣。由於太陽風的離子在遠高於地面的地方撞擊空氣中的分子,它們釋放的能量產生出壯觀的光線秀—極光太陽風以將近1600000/小時的速度掠過外圍的行星,並會隨著擴散的越來越薄而持續加速,最後會跑到遠遠超出冥王星軌道的地方。在100倍於地球到太陽距離的地方(冥王星到太陽距離的2倍多),太陽風最後終於與星際介質中幾乎感覺不到的稀薄氣體融合在了一起。這個點(日球層頂)標誌著太陽系的最後邊界。
日球層
太陽把自己緊緊包在一個自己造成的磁性等離子泡中心,這個泡叫做日球層。日球層由太陽風和太陽的磁場組成,其延伸遠遠超出了行星的範圍。它令太陽系中充滿了細碎的塵埃物質,這些物質會接觸所有的行星和衛星。只有當飛船到達日球層頂時(日球層的邊界以及太陽系與星際空間的分界線),我們才知道日球層究竟有多麼巨大。
時間之風
在探測器冒險進入星際空間之前,我們沒有證據證明日球層的存在。一些科學家認為太陽不僅僅是發出光和熱,還發出粒子，而多數粒子因為太陽引力太大而無法擺脫。因此,當水手2號檢測到一個在所有方向上充滿了太陽系空間的粒子毯(太陽風)從太陽流出來時,人們對太陽系的認識加深了。太陽風是等離子體，是一種超熱的帶電粒子流,它通過太陽的高速狂風爆發出來,依賴於太陽表面的活動。沒有人確切知道太陽風究竟能吹多遠,據估計會超過100個天文單位(AU),換句話說就是地球到太陽距離的100倍。這意味著日球層距太陽的距離遠遠超出了最遙遠的行星冥王星——它離太陽只有40AU。
日球層也標示出太陽磁場的變化巨大程度。在接近太陽表面的地方,磁場是如此之強,以至於從沸騰的太陽表面爆發而出的等離子體只會被拖回去。但磁場間有縫,太陽風可以通過縫逃逸。當太陽風逃逸出去時,等離子體粒子的電荷攜帶著太陽的磁場一起遠去。所以,磁場可以延長到太陽風本身那麼長。當然,太陽風跑得越遠,磁場就越弱,但在60AU處的日球層電流片(分隔太陽南北磁場的邊界),仍然能被太空飛行器探測到。
越來越稀薄
來自旅行者號和先驅者號探測器的數據表明,在日球層最遙遠的地方還發生著其他變化。從巨大的太陽引力束縛中解脫出來後,太陽風跑得越來越快,並且粒子流之間的速度差異越來越小,因為氣體會與跑得快或慢的粒子相結合。太陽風也會變稀薄,稀薄得如同真空狀態。兩個旅行者號探測器可能會告訴我們太陽風將變得如星際物質般稀薄的地方，那裡標誌著日球層的終點。