每秒500公裡撞擊地球大氣層,來自太陽的強風可沒那麼友好

2020-08-28 哈勃觀察

對於快速太陽風,太陽物理學家發現它是來自日冕南北極的大洞,並且可以達到每秒500-1000公裡的速度,至於慢速太陽風,太陽物理學家只知道它的密度高於快速太陽風,還有它的速度大概只有快速太陽風的二分之一。

在一年前,美國宇航局發射了帕克太陽探測器,該探測器可以近距離的觀測太陽,並且在太陽的百萬度日冕邊緣收集了大量的觀測數據。通過這些數據,太陽物理學家發現了太陽風的來源以及主要組成部分,和一個可以讓太陽風粒子加速飛向地球的奇怪磁場。


圖註:NASA研發的帕克探測器已經在太陽附近活動,對太陽風進行觀測

圖註:NASA研發的帕克探測器已經在太陽附近活動,對太陽風進行觀測

雖然這些加速的粒子在遇見地球磁場時,會產生美麗的北極光和南極光。但它也會對地球的電網、電信網絡、在軌衛星和太空太空人產生破壞:1859年,一起太空天氣事件摧毀了地球的電報網絡;1972年,太陽風暴的電流使越南北部的海軍礦山發生了爆發事件。從這些事件可以看出,太空天氣可以對地球的通信網絡造成很大的危害,因此,通過對這些數據的研究分析,太陽物理學家可以找出預防措施來避免這些破壞。

在帕克太陽探測器的觀測過程中,其目的就是找到慢速太陽風的來源,還有它是如何在100萬攝氏度的日冕中進行加速的原因。太陽風的主要組成部分是帶電粒子(質子和氦核),這些帶電粒子會隨著太陽的磁力線進行傳播。對於快速太陽風,太陽物理學家發現它是來自日冕南北極的大洞,並且可以達到每秒500-1000公裡的速度,至於慢速太陽風,太陽物理學家只知道它的密度高於快速太陽風,還有它的速度大概只有快速太陽風的二分之一。


圖註:太陽風粒子撞擊地球大氣層,是形成極光的原因,行星都會受到來自恆星的粒子摧殘

圖註:研究人員發現太陽風和磁場都是來自於日冕洞,而這些日冕洞也是慢速太陽風的來源

帕克太陽探測器在觀測的過程中,它有三次對太陽進行了超近距離的觀測。而在這三次的觀測數據中,研究人員找出了日冕的磁場結構並發現太陽風來自日冕洞;與太陽風來源有關的脈衝活動(大型噴射流等活動);還有因為太陽風的不穩定性而產生的波動。

在對日冕洞的觀測過程中,探測器會滯留一周的時間,在太陽風粒子隨著磁場線傳播的過程中,它可以對太陽的表面進行觀測。在STEREO等太空飛行器的太陽極端紫外線成像功能的幫助下,研究人員發現太陽風和磁場都是來自於日冕洞,而這些日冕洞也是慢速太陽風的來源,與太陽黑子有關的日冕洞,其密度和溫度都低於周圍的日冕。但在觀測過程中,太空飛行器在磁場流經過時發生了180度的翻轉,隨後又恢復原狀,研究人員認為該現象是由等離子體流引起的,並且太陽風的加熱問題也很有可能與該現象有關。


圖註:帕克太陽觀測器對太陽風的研究提供了很大的幫助

圖註:這是磁場保護下的地球

在太空飛行器每次接近近日點的時候,都會有塵埃撒向太空飛行器的表面,這些塵埃粒子大小只是千分之一毫米的微米,它們很有可能是小行星和彗星碎片,在被太陽融化後所殘留的塵埃粒子。研究人員猜測,這些圍繞著太陽運行的塵埃粒子最終會離開太陽系。研究人員認為,帕克太陽觀測器對太陽風的研究提供了很大的幫助,目前他們已經知道太陽風的來源是日冕的日冕洞。而在接下來的美國地球物理聯盟會議中,研究人員將會對三次的近距離觀測數據進行研究分析,並對它們進行比較,研究人員希望能夠找出更多發現。

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    這似乎聳人聽聞,但這些隕石撞擊通常不被注意,因為地球表面大部分被水覆蓋,大陸陸塊的大部分都荒無人煙,很多隕石在高層大氣層就已經爆炸了,突破大氣層的也落到了這些荒無人煙的地方。其實每年發生的一些隕石撞擊事件,人類都不曾親眼看到。例如1975年到1992年,美國的導航預警衛星探測到136次爆炸,發生在高層大氣層中。由中等的空氣爆炸流星造成。1到20米寬的空氣爆炸流星發生非常頻繁。