太阳风是什么这里总结了4个知识点,您知道

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太阳风的强大力量与地球相互影响。图中蓝色“蜘蛛”的头部、腿部和身体实际上是地球的磁场线,而蜘蛛“颈部”上的圆球则是我们的星球。

图解:“颈部”代表我们的星球.图源:SteeleHill/NASA

一、什么是太阳风?

太阳风是一个术语,用来描述太阳持续发射的无限粒子流,如电子和质子。太阳风由来自太阳日冕的等离子体组成,当太阳光被遮挡,例如在日食期间太阳风就能被看到。

图解:太阳的日冕物质抛射。图源:CourtesyofSOHO/LASCOconsortium

太阳风的速度可以达到每小时公里,它的速度随着太阳粒子体积峰值和大耀斑期间太阳的磁场而变化。日冕洞上方的太阳风最大,在那里太阳的磁场很弱,更多的粒子可以逃逸到太空;在飘带上方,太阳风的强度和速度不那么强烈。太阳风强度与太阳27天的自转有关,当太阳产生日冕物质抛射时,太阳风的速度和强度达到峰值;当太阳处于太阳极大期(在太阳黑子周期太阳输出达到峰值的时间)时,太阳风增强,其周期平均为11年。

二、太阳风对地球有什么影响?

北极光。图源:Noknowncredit

北极光是太阳风对地球最具戏剧性的影响之一。太阳风袭击了地球周围的保护磁场—麦哲伦带,带电粒子辐射和磁性的变化产生了在北极和南极跳舞的光波。太阳耀斑和太阳风的增强都会增加辐射水平,而辐射会对地球轨道上的卫星造成干扰,严重的太阳耀斑甚至可能会干扰地球上的电子设备和手机通信。

年,一场太阳风暴破坏了地球上的电力线和电子通讯。随着无线技术的普及,太阳耀斑对我们的影响不断增大,而太阳风的高峰也只会增加。

目前关于太阳风对地球温度的影响仍存在争议。太阳产生的热量使地球保持温暖且宜居,但当太阳能输出增加时地球也会变暖,太阳斑和太阳风都是太阳内部输出过程的副产品。虽然更大的太阳风并不意味着地球会变得更热,但太阳活动的增强会使地球变得更热,这会导致地球变暖并增加太阳风的速度和密度。

三、太阳风如何影响其他行星和天体?

太阳风的力量使彗星尾部远离太阳,当水和碳氢化合物被太紫外线破坏时,太阳风的力量会带走分子氢。由于紫外线破坏了火星大气中的水蒸气,火星磁场损失是氢分子被太阳风带到太空中。这就是为什么火星上没有水和少量水蒸气,但却有丰富的氧同位素与其铁岩表面结合的原因。太阳风带走了氢,而自由氧则与岩石结合,因为这是剩下的全部。

图解:日球层带电粒子组成。图源:NASA/Feimer

太阳风是日光层形成的原因,日光层由太阳风向各个方向抛出的带电粒子组成。太阳风终端激波的边界处减速,在这里它的速度从每小时数百英里急剧下降,并从太阳弹出。在日球层鞘,太阳风的速度进一步减缓;在日球顶层,太阳风逐渐减慢并停止。就像地球和太空之间的界限以大气层逐渐消失为真空为标记一样,日球层的边缘是太阳系边缘的一个标记,而日球顶层则是确定太阳系结束和星际空间开始的一个标记。

四、太阳风的研究

太阳的超热带电气体飘带。图源:NASA/IMAGEASSETMANAGEMEN

Helios探测器于20世纪70年代中期发射,并进入太阳轨道对其进行研究。这两项探测都是美国和西德科学家的共同努力。ACE(AdvancedCompositionExplorer)是年发射的一颗卫星,它位于拉格朗日点1号,这是一个太阳和地球拉力相等的轨道点,这意味着它将在该轨道上运行直至失灵。ACE卫星监测太阳风并将数据发送回NASA,您可以在国家海洋、大气管理局和NOAA空间天气网站上查看ACE的监测数据。

尤利西斯号太空船两次绕太阳运行,测量了太阳风、太阳的磁场和分子组成,于年停止工作。

图解:艺术家对RHESSI宇宙飞船观测太阳的描述。图源:NASA/GoddardSpaceFlightCenter

美国国家航空航天局(NASA)一直在研究太阳。RHESSI于年发射,是一颗载有太阳光谱成像仪的卫星,它被派去研究有太阳风时,太阳耀斑和粒子加速模式中伴随的能量释放。CHIPS(宇宙热星际等离子体光谱仪)于年发射;IBEX(星际边界探测器)由NASA于年发射,专门用于标记太阳系和星际空间之间的边界。

因为太阳风从超音速减速,不会产生弓形冲击波。

年推出了一种名为太阳动力学天文台(SDO)的探测器,它负责测量太阳的变化,包括太阳风。CINDI是耦合离子中性动态研究的缩写,这颗太空卫星研究太空天气(包括太阳风)对地球大气层的影响。

SOHO航天器是一个太阳观测站,虽然它专注于太阳的研究,但它仍发现了一千多颗彗星;ARTEMIS于年推出,用于研究月球和地球对太阳风的影响;ARTEMIS最初是研究地球磁场和北极光THEMIS任务的一部分。

SolarProbePlus将进入太阳的日冕,探索有关太阳日冕或气体层比光球表面更热的问题,它计划于年发射。美国航天局并不是唯一一个研究太阳的组织,太阳卫星Hinode由日本发射,它的名字翻译成英文为“日出”。日本还与美国宇航局合作建造了GEOTAIL卫星来研究地球的磁尾。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.庚辰-thetimenow

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