太陽風雜志
『壹』 雜志《科學探索》的讀書筆記急急急急!也可以是《天文愛好者》 《科普文摘》 《科普天地》 《大自然探索
天文愛好者讀書筆記 - 2009年第三期
1、甚長基線干涉測量(VLBI,very long baseline interferometry)是國際天文學界目前使用的一項高解析度、高測量精度的觀測技術,用於天體精確定位和精細結構研究。一個完整的VLBI觀測系統通常由兩個以上射電望遠鏡觀測站和一個數據處理中心。
2、月殼比地殼要堅硬許多,因此缺少水和其他的易揮發的化合物。
3、有一類中子星具有超強的磁場,被稱為「磁星」,磁星是所有天體中磁場最強的天體。
4、磁場重聯是磁場能量釋放的一種過程。
5、目前為止,功發現了330顆太陽系外行星,它們大都是性質類似於木星和海王星的氣體巨行星。當行星從它們母恆星前經過時,母恆星的光度會減小,天文學家正是利用了這一現象尋找太陽系外行星。
6、宇宙暴脹理論指出,約137億年前,時間和空間結構中的一個隨機的微小密度起伏,產生了熱大爆炸宇宙。宇宙暴脹可以引起兩類微小的擾動,其一是在整個宇宙中連續發生亞原子粒子密度的起伏,其二就是引力波。
引申:
引力波,英文:(gravitational wave),台灣學界稱為重力波,英文中有時也寫作 gravity wave;但更多場合中,gravity wave是留給地球科學與流體力學中另一種性質迥異的波動。關於萬有引力的本質是什麼,牛頓認為是一種即時超距作用,不需要傳遞的「信使」。愛因斯坦則認為是一種跟電磁波一樣的波動,稱為引力波。引力波是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞。引力輻射是另外一種稱呼,指的是這些波從星體或星系中輻射出來的現象。電荷被加速時會發出電磁輻射,同樣有質量的物體被加速時就會發出引力輻射,這是廣義相對論的一項重要預言。
7、我們的銀河系,是一個被稱為本星系群的星系部落中的第二大成員。這個部落中最大的就是我們熟知的旋渦行星--仙女座大星雲,M31(或稱 NGC 224)。一般認為它至少被四個「早型星系」所環繞:M32、M110、NGC185、NGC147,以及一些更小的衛星星系。
引申:
早型星系:包括橢圓星系和透鏡星系。透鏡星系包括的恆星族與橢圓星系差不多,不過它除了有核球外還有一個恆星盤。另一方面,透鏡星系與旋渦星系的相同之處是都有核球和恆星盤,不同之處在於透鏡星系的星盤上沒有旋臂、塵埃帶、年輕的藍巨星等,而這些都是旋渦星系星盤的典型特徵。
8、星系天文學主要研究星系的形成與演化、內部的結構與運動以及外部的環境影響等內容。
9、哈勃星系分類系統,通常被稱作:音叉圖,左邊的是橢圓星系(E0-E7),越扁越靠右,在音叉圖的交匯點是透鏡星系(S0),再右邊是旋渦星系,分為正常旋渦星系(S)和棒旋星系(SB)。如下圖:
通常音叉圖的左半部分稱為早型星系,而右半部分稱為晚型星系。
10、哈勃太空望遠鏡所拍攝的圖像可以分辨出小於0.1角秒的細節,這相當於0.5毫米在1千米距離處的張角。哈勃望遠鏡所處的位置優點是黑暗的天空背景。
11、造父變星是一類光度超過太陽數千倍的脈動變星,而正由於它們極為明亮以及特有的光變周期使得它們即使在其他星系中也很容易辨認。造父變星的光度和它的脈動周期之間有著非常緊密的聯系。一旦知道了這兩者之間的關系,就可以通過其亮度變化周期推算出它的光度,進而根據光度和亮度之間的關系計算出它的距離。造父變星可以用來測量宇宙大尺度的距離。
12、哈勃深空照片顯示,年輕的星系是通過小星系逐級合並而形成的。在這些模型中星系的物理特性是由其連續並合和吸積物質而決定的。
13、要確定一群恆星的年齡,最理想的辦法就是找一個同時形成的星團。
14、距離越遠的超新星應該越暗弱,而這種亮度隨距離變暗的方式則直接依賴於我們所處的宇宙模型。對遙遠的超新星觀測顯示,它們看上去比預想的要暗。而超新星的光度我們是清楚知道的,因此它們在亮度上的表現出的暗弱就說明它們的距離要比我們早先預期的要更為遙遠。如果這確實屬實的話,就意味著宇宙的膨脹速度遠快於任何一種已經預知的宇宙模型,這就說明我們的宇宙在加速膨脹。
15、測量暗物質存在的手段之一就是測量暗物質對背景星系影像所造成的扭曲。
16、太陽風層是指太陽周圍被行星介質所包圍、太陽風及其所攜帶的磁場能起控製作用的區域。
17、SOHO(太陽和太陽風層觀測台)是Solar and Heliospheric Observatory的縮寫,SOHO衛星被定位在第一拉格朗日點L1上。
引申:指受兩大物體引力作用下,能使小物體穩定的點.於1772年由法國數學家拉格朗日推算得出.一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點,在該點處,小物體相對於兩大物體基本保持靜止。在每個由兩大天體構成的系統中,按推論有5個拉格朗日點,但只有兩個是穩定的,即小物體在該點處即使受外界引力的攝擾,仍然有保持在原來位置處的傾向。每個穩定點同兩大物體所在的點構成一個等邊三角.眾所周知,三角形是最穩定的結構。由於物質的組成結構的不同會造成物質穩定性的不同,因此經過多方驗證,證明等邊三角形是三角形結構中最穩定的。由於拉格朗日點(拉格朗治點)的作用不僅體現在宏觀世界,也體現在微觀世界,因此人們認識到凡是沒有拉格朗日點(拉格朗治點)構成的物質都是不穩定的。如下圖:
18、在太陽系內充斥著各種宇宙塵埃,它們落到地球大氣層中,就是偶發流星。一個視力好的人,在晴朗無月的夜空中,每小時可能看到接近10顆的偶發流星。流星的撞擊會發生二次撞擊,也就是說,直接第一次撞擊產生的爆炸碎塊會拋向四面八方,產生的二次粒子數以千計,它們的速度比子彈還要快,其威脅不容忽視。
『貳』 太陽風的最新應用
2010年10月4日,據國外媒體報道,在人類尋找和發展可再生能源過程中,太陽能和風能長久以來就是兩個主要競爭者。對於這兩個競爭者,美國華盛頓州大學的科學家並沒有簡單地選擇其中一個,而是雙管齊下,即將太陽能和風能結合在一起。藉助於一個寬8400公里的巨型太陽帆收集太陽風的能量,這支研究小組希望他們的設想能夠產生10億的3次方瓦特電量,遠遠超過人類所需的數量。如果所產生的電量能夠傳回地球,便可以滿足全人類的用電需求。
華盛頓州大學科學家、研究論文合著者迪克·斯楚爾澤-馬庫奇表示:「可產生的電量達到令人吃驚的程度。這種發電方式基本上可以非常順利地進行,但一些實際操作問題仍有待解決。」研究論文刊登在《國際天體生物學雜志》上。
太陽風與地球上的風截然不同,衛星無法像風車一樣發電。衛星並不是利用渦輪上的葉片旋轉發電,而是利用一根帶電銅線捕獲快速遠離太陽的電子,這些電子的移動速度可達到每秒數百公里。根據研究小組的計算,安裝在一個2米寬接收器上的300米長銅線以及一個10米寬太陽帆所產生的電量足以滿足1000個家庭的用電需求。一顆攜帶1000米銅線的衛星以及大約位於同一軌道的8400公里寬太陽帆便可產生10億的3次方瓦特電量,大約相當於地球當前用電量的1000億倍。
當然,所有這些電量都必須傳回地球,否則沒有任何意義。衛星產生的一些電量將被輸送到銅線,以產生電子收集磁場。餘下電量用於為一道紅外激光束供能,以幫助實現在任何環境條件下滿足整個地球用電需求這一目標。這種發電方式的一大缺陷就是地球與衛星距離太遠,達到數百萬公里,即使最強大的激光束也會發散,進而喪失大部分能量。斯楚爾澤-馬庫奇表示,雖然用於研製這種衛星的絕大多數技術都已存在,但研發聚焦程度更高的激光卻是一大挑戰。
愛荷華州大學科學家格雷格·豪斯指出:「太陽風中存在巨大能量,這一點毋庸置疑,利用太陽風的能量產生驚人電量需要藉助一顆體積龐大的衛星,實際操作中的諸多限制將是一個大問題。」研究論文的另一位合著者布魯克斯·哈爾魯普說,這種發電方式面臨巨大的工程學挑戰,所有這些問題必須在衛星部署前得到解決。
『叄』 太陽風暴造成的結果是什麼
一樣物體都是不可能永恆的,只要它誔生了,就會有它終結的一日,這里包抱我們的太陽系,甚至是銀河系.宇宙.末日其實只是時間的問題.當然這是一個離我們很遙遠的時刻.我們有生之年是看不到了.
『肆』 2012真的是太陽風暴嗎難道真的會死很多人
太陽風暴不會死人吧。。。
記得採納啊
『伍』 關於太陽風暴
1。毋庸置疑,破壞來性很強,可源能為廣島原子彈的5000倍。
2。會死很多人。
3.百萬計的美國人死於瘟疫,因為當時的電力設施已經癱瘓,可以想像一下沒有電的醫院是什麼樣的,那時的甲型H1N1可能又變異了吧。
4.應該是電力系統的影響,因為太陽風對人體的直接影響很小。
5。只要在地球上都跑不了。
6.要看你對瘟疫的抵抗力了。
『陸』 太陽風的形成
簡介】
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太陽風是一種連續存在,來自太陽並以200-800km/s的速度運動的等離子體流。這種物質雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成,但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以稱它為太陽風。當然,太陽風的密度與地球上的風的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情況下,在地球附近的行星際空間中,每立方厘米有幾個到幾十個粒子。而地球上風的密度則為每立方厘米有2687億億個分子。太陽風雖然十分稀薄,但它颳起來的猛烈勁,卻遠遠勝過地球上的風。在地球上,12級台風的風速是每秒32.5米以上,而太陽風的風速,在地球附近卻經常保持在每秒350~ 450千米,是地球風速的上萬倍,最猛烈時可達每秒800千米以上。太陽風從太陽大氣最外層的日冕,向空間持續拋射出來的物質粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來的,其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽風有兩種:一種持續不斷地輻射出來,速度較小,粒子含量也較少,被稱為「持續太陽風」;另一種是在太陽活動時輻射出來,速度較大,粒子含量也較多,這種太陽風被稱為「擾動太陽風」。擾動太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也產生電離層騷擾。太陽風的存在,給我們研究太陽以及太陽與地球的關系提供了方便。
【形成原因】
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為了能夠清楚的表述太陽風是怎樣形成的,需要先了解太陽大氣的分層情況。
一般情況下,我們把太陽大氣分為六層,由內往外依次命名為:日核,輻射區,對流層,光球,色球,日冕。日核的半徑占太陽半徑的四分之一左右,它集中了太陽質量的大部分,並且是太陽百分之九十九以上的能量的發生地。光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面,太陽的可見光全部是由光球面發出的。
而日冕位於太陽的最外層,屬於太陽的外層大氣。太陽風就是在這里形成並發射出去的。
用X射線或遠紫外線拍下的日冕照片上可以觀察到在日冕中存在著大片的長條形的或是不規則行的暗黑區域,通過人造衛星和宇宙空間探測器拍攝的照片,我們可以發現在日冕上長期存在著這些長條形的大尺度的黑暗區域,這里的X射線強度比其他區域要低得多,從表觀上看就像日冕上的一些洞,我們形象的稱之為冕洞。
冕洞是太陽磁場的開放區域,這里的磁力線向宇宙空間擴散,大量的等離子體順著磁力線跑出去,形成高速運動的粒子流。粒子流在冕洞底部速度為每秒16km左右,當到達地球軌道附近時,速度可達每秒300~400km以上。這種高速運動的等離子體流也就是我們所說的太陽風。
太陽風從冕洞噴發而出後,夾帶著被裹挾在其中的太陽磁場向四周迅速吹散。現在我們肯定,太陽風至少可以吹遍整個太陽系。
當太陽風到達地球附近時,與地球的偶極磁場發生作用,並把地球磁場的磁力線吹得向後彎曲。但是地磁場的磁壓阻滯了等離子體流的運動,使得太陽風不能侵入地球大氣而繞過地磁場繼續向前運動。於是形成一個空腔,地磁場就被包含在這個空腔里。此時的地磁場外形就像一個一頭大一頭小的蛋狀物。
但是,當太陽出現突發性的劇烈活動時,情況會有所變化。此時太陽風中的高能離子會增多,這些高能離子能夠沿著磁力線侵入地球的極區;並在地球兩極的上層大氣中放電,產生絢麗壯觀的極光。
1850年,一位名叫卡林頓的英國天文學家在觀察太陽黑子時,發現在太陽表面上出現了一道小小的閃光,它持續了約5分鍾。卡林頓認為自己碰巧看到一顆大隕石落在太陽上。
【觀測簡史】
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到了20世紀20年代,由於有了更精緻的研究太陽的儀器。人們發現這種「太陽光」是普通的事情,它的出現往往與太陽黑子有關。例如,1899年,美國天文學家霍爾發明了一種「太陽攝譜儀」,能夠用來觀察太陽發出的某一種波長的光。這樣,人們就能夠靠太陽大氣中發光的氫、鈣元素等的光,拍攝到太陽的照片。結果查明,太陽的閃光和什麼隕石毫不相干,那不過是熾熱的氫的短暫爆炸而已。
小型的閃光是十分普通的事情,在太陽黑子密集的部位, 一天能觀察到一百次之多,特別是當黑子在「生長」的過程中更是如此。像卡林頓所看到的那種巨大的閃光是很罕見的,一年只發生很少幾次。
有時候,閃光正好發生在太陽表面的中心,這樣,它爆發的方向正沖著地球。在這樣的爆發過後,地球上會一再出現奇怪的事情。一連幾天,極光都會很強烈,有時甚至在溫帶地區都能看到。羅盤的指針也會不安分起來,發狂似地擺動,因此這種效應有時被稱為「磁暴」。 隨著科技的進步,極光的奧秘也越來越為我們所知,原來,這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為"太陽風"。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子,是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流。太陽風在地球上空環繞地球流動,以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個"漏斗"沉降,進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到太陽風的轟擊後會發出光芒,形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區形成的叫北極光。
在本世紀之前,這類情況對人類並沒有發生什麼影響。但是,到了20世紀,人們發現,磁暴會影響無線電接收,各種電子設備也會受到影響。由於人類越來越依賴於這些設備,磁暴也就變得越來越事關重大了。比如說,在磁暴期內,無線電和電視傳播會中斷,雷達也不能工作。
天文學家更加仔細地研究了太陽的閃光,發現在這些爆發中顯然有熾熱的氫被拋得遠遠的,其中有一些會克服太陽的巨大引力射入空間。氫的原子核就是質子,因此太陽的周圍有一層質子雲(還有少量復雜原子核)。1958年,美國物理學家帕克把這種向外涌的質子雲叫做「太陽風」。
向地球方向涌來的質子在抵達地球時,大部分會被地球自身的磁場推開。不過還是有一些會進入大氣層,從而引起極光和各種電現象。向地球方向射來的強大質子雲的一次特大爆發,會產生可以稱為「太陽風暴」的現象,這時,磁暴效應就會出現。
使彗星產生尾巴的也正是太陽風。彗星在靠近太陽時,星體周圍的塵埃和氣體會被太陽風吹到後面去。這一效應也在人造衛星上得到了證實。像「回聲一號」那樣又大又輕的衛星,就會被太陽風顯著吹離事先計算好的軌道。
【相關影響】
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太陽風雖然猛烈,卻不會吹襲到地球上來。這是因為地球有著自己的保護傘——地球磁場。地磁場把太陽風阻擋在地球之外。然而百密一疏,仍然會有少數漏網分子闖進來,盡管 它們僅是一小撮;但還是會給地球帶來一系列破壞。它會干擾地球的磁場,使地球磁場的強度發生明顯的變動;它還會影響地球的高層大氣,破壞地球電離層的結構,使其喪失反射無 線電波的能力,造成我們的無線電通信中斷;它還會影響大氣臭氧層的化學變化,並逐層往下傳遞,直到地球表面,使地球的氣候發生反常的變化,甚至還會進一步影響到地殼,引起火山爆發和地震。例如,1959年7月15日,人們觀測到太陽突然噴發出一股巨大的火焰 (它就是太陽風的風源)。幾天後,7月21日,也就是這股猛烈的太陽風吹襲到地球近空時, 竟使地球的自轉速度突然減慢了0.85毫秒,而這一天全球也發生多起地震;與此同時,地磁場也發生被稱為「磁暴」的激烈擾動,環球通信突然中斷,使一些靠指南針和無線電導航 的飛機、船隻一下子變成了「瞎子」和「聾子」……。
太陽風對地球的影響,只是乘虛而入的漏網分子所為。由此可見,在無所阻攔的星際空間,太陽風的威力有多大了。
在太陽風和外面的星際物質交匯的地方,會產生沖擊波。1977年發射的「旅行者一號」探測器據說在2003年的時候碰上了這種沖擊波。那個沖擊波距離太陽大約128億千米~180億千米。
【科學研究】
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一間窗戶被風刮開的房子,雖然總體上能抵禦猛烈風暴的襲擊,但破窗而入的狂風會將屋裡颳得一團糟。最新研究表明,地球磁場在太陽風面前就像是一間容易「漏風」的房子,其「漏洞」會持續「透風」長達數小時,為來自太陽的帶電粒子進入地球大氣層、擾亂通信和電力系統等提供可乘之機。
在最新一期英國《自然》雜志上,美國加利福尼亞大學伯克利分校的研究人員公布了這一研究結果。研究人員說,新結果有助於更好地預測太陽風暴等惡劣「太空天氣」可能給地球造成的影響。
太陽上不時會刮出由帶電粒子構成的太陽風。如果太陽活動變得劇烈,太陽風也會跟著狂暴起來。地球自身有一個綿延至太空中數萬公里的磁場,能夠構成抵禦太陽風的保護性屏障。不過,這道屏障並非沒有破綻。早在1961年,英國帝國理工學院的鄧恩蓋博士就曾預測,當太陽風所包含的磁場朝向在局部上與地球磁場朝向相反時,兩個磁場的「磁重聯」過程會導致地球磁場保護屏障產生縫隙,使太陽風的帶電粒子得以乘虛而入。其他科學家後來證實了縫隙的存在,但地球磁場的這種縫隙是時開時合,還是會長時間保持洞開,科學家們一直不清楚。
加利福尼亞大學伯克利分校的弗雷介紹說,他和同事藉助美國宇航局的IMAGE探測器和歐美合作的「星團」計劃所屬衛星的觀測數據,首次發現地球磁場縫隙會長達數小時處於敞開狀態。據他們測算,在距地球表面約6萬公里的地球磁場屏障邊界上,縫隙面積可能達到了地球面積的兩倍,由此進入的太陽風最終在北極上方電離層中產生相當於美國加利福尼亞州大小的質子極光。
【科學意義】
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太陽風的發現是20世紀空間探測的重要發現之一。經過近40年的研究,對太陽風的物理性質有了基本了解,但是至今人們仍然不清楚太陽風是怎樣起源和怎樣加速的。太陽風是怎樣得到等離子體的供應及能量的供應的問題是空間物理學領域中經長期研究仍懸而未決的一大基本課題。
『柒』 2013年太陽風暴到底真的假的
在美國宇航局工作20年之久的費舍爾博士表示,2013年的太陽風暴影響可能超乎想像,在活躍高峰期間,黑子劇烈爆發活動將觸發太陽風暴,因此而釋放出大量帶電粒子,高速拋射出來的帶電粒子將穿越地球大氣層,不但對人類在太空中的衛星通訊,還將對地球上的電子通訊、電網等產生破壞性影響。 科學家預計,一旦這種超級太陽風暴發生,到時地球上的許多地方都將看到以前只有在南北極才能看到的明亮極光。隨後,地球的許多燈光都將熄滅,1小時之內,地球上許多地方的電網都將被超級太陽風暴摧毀。隨後,被覆蓋區域的手機網路癱瘓,互聯網也將崩潰。沒有任何信號的電視機也將形同廢物,而收音機將只能聽到一連串的靜電噪音。 這樣的場景並非危言聳聽,科學網(kexue.com)編輯查詢資料後發現,早在19世紀,地球就曾經遭遇過一次超級太陽風暴的襲擊。1859年9月1日早晨,英國天文學家理查德-卡靈頓用裝著過濾器的望遠鏡觀測太陽表面時,他發現太陽表面噴射出了一道明亮的閃光。然而卡靈頓不知道的是,那團明亮的斑點是一團帶著電荷的等離子雲,正朝著地球的方向疾速飛來。 48小時後,超級太陽風暴就襲擊了地球,導致熱帶地區的夜空都能看到極光,以至於人們在午夜時分不用點燈都能閱讀報紙。超級太陽風暴導致當時的許多電報機都癱瘓。不過在1859年,世界主要還依靠蒸汽機和肌肉勞力在運轉,所以並沒有對人類帶來過於嚴重的災難。卡靈頓因為最先發現這一現象,因此這次太陽風暴被稱為卡靈頓事件。 理論上說,一般太陽風暴還不至於沖破地球大氣和磁場的保護,對地球構成致命威脅,不過2013年的太陽風暴如果強度超過預期,專家擔心可能會造成巨大影響。據科學網(kexue.com)得知,科學家估計,類似1859年的超級太陽風暴如果再次襲擊地球,將給人類帶來「多米諾骨牌」式的嚴重後果,並且這一影響也將遠遠超過1859年的那一次。 因為如果超級太陽風暴發生,在大量帶電粒子抵達地球後,額外電流可能穿過地球上的不少電網,導致成千上萬個將高壓電流轉變為家用電流的變壓器上的銅線都將快速加熱並熔化,使得不少電網陷入癱瘓狀態,人類或許因此將重回「黑暗時代」。事實上,1989年,一場能量更小的太陽風暴就曾襲擊了加拿大東部地區的電網,導致900萬人斷電9小時。 瞬間的黑暗或許可以輕松度過,不過修復相關設備將耗費巨大的時間成本,電磁干擾對電力系統的影響將會持續很長時間,分析師表示被電磁干擾損壞的電站和線路,僅更換受損的部件就需要很長時間。並且因此帶來的連鎖反應是,包括交通、醫療、通信、銀行及金融系統均面臨癱瘓威脅。最終造成的損失可能是卡特里娜颶風的20倍((2005年造成1250億美元損失)。 當然即便這一切發生,也不會出現類似《2012》或《神秘代碼》那樣的末日場景,因為目前太陽風暴對人類造成的危害,還僅限於電力、電子、通訊等生活方面,而不會對人類及其他物種帶來直接的危害。並且也有美國宇航局的科學家認為,如果人類提早做好相關准備,比如調整電網運營負載等,將最大強度減少太陽風暴帶來的危害。 全球關注 危機意識+應對措施 中國的「誇父計劃」正在檢測太陽風暴 也正是在此背景下,才催生了上周在華盛頓的高峰論壇。盡管發生極端強烈的太陽風暴的可能性不大,包括有相關權威專家認為,2013年的太陽風暴帶來的影響可控等等。但對於全球各國而言,都需要做更多的工作以應對潛在的危險。科學家們也一再強調,人類此前已經見識過太陽活動的嚴重後果。 早在去年,來自美國天文、氣候方面的相關專家就太陽風暴的經濟和社會影響,向美國國家科學院遞交過一份報告,目的是為了提高人們對太陽風暴的危害性的認識,並鼓勵政府和企業為迎接強烈太陽風暴做好准備。近年來關於類似的分析和研究也不斷見諸報端,以引起各方面的關注和警醒。 事實上,全球科學家們開始更加密切監測太陽,早在幾十年前就不斷追求提升太空氣象預報技術的准確性,希望能避開太陽風暴的威脅。美國宇航局幾年發射的太陽動態觀測衛星,已經能夠能24小時監測太陽這顆無時無刻都在變動的恆星,以期更了解太陽內部的結構與磁場活動,便於做出最快捷和准確的應對措施。 而中國的科學家2002年也啟動「誇父計劃」,加入檢測一行列,美國最權威科學雜志評價,這是中國目前最具雄心的一個太空計劃。實際上是由三顆衛星組成,一顆叫做A星,位於地球150萬公里日地連線上,這個衛星基本上可以「固定」在這個位置上,不管地球怎麼繞著太陽轉,這顆衛星永遠在日地之間位置,永遠看得見太陽,跟傳說中的誇父追日一樣。 由於做出上述警告的是來自全球此領域最權威部門——美國宇航局(NASA)的科學家,全球各大科學雜志均予以援引關注,在科學網(kexue.com)發布這一消息後,也引起國內各大媒體強烈關注,包括新華社、中新社、人民網、新浪、搜狐、網易、騰訊等中央及門戶,以及地方主流媒體均予以轉載。相信,憑借先進科學技術和及時的應對措施,人類可以最大程度減少太陽風暴對地球帶來的危害。
『捌』 太陽風為什麼出現在日冕層
為了能夠清楚的表述太陽風是怎樣形成的,需要先了解太陽大氣的分層情況。
一般情況下,我們把太陽大氣分為六層,由內往外依次命名為:日核,輻射區,對流層,光球,色球,日冕。日核的半徑占太陽半徑的四分之一左右,它集中了太陽質量的大部分,並且是太陽百分之九十九以上的能量的發生地。光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面,太陽的可見光全部是由光球面發出的。
而日冕位於太陽的最外層,屬於太陽的外層大氣。太陽風就是在這里形成並發射出去的。
用X射線或遠紫外線拍下的日冕照片上可以觀察到在日冕中存在著大片的長條形的或是不規則行的暗黑區域,通過人造衛星和宇宙空間探測器拍攝的照片,我們可以發現在日冕上長期存在著這些長條形的大尺度的黑暗區域,這里的X射線強度比其他區域要低得多,從表觀上看就像日冕上的一些洞,我們形象的稱之為冕洞。
冕洞是太陽磁場的開放區域,這里的磁力線向宇宙空間擴散,大量的等離子體順著磁力線跑出去,形成高速運動的粒子流。粒子流在冕洞底部速度為每秒16km左右,當到達地球軌道附近時,速度可達每秒300~400km以上。這種高速運動的等離子體流也就是我們所說的太陽風。
太陽風從冕洞噴發而出後,夾帶著被裹挾在其中的太陽磁場向四周迅速吹散。現在我們肯定,太陽風至少可以吹遍整個太陽系。
當太陽風到達地球附近時,與地球的偶極磁場發生作用,並把地球磁場的磁力線吹得向後彎曲。但是地磁場的磁壓阻滯了等離子體流的運動,使得太陽風不能侵入地球大氣而繞過地磁場繼續向前運動。於是形成一個空腔,地磁場就被包含在這個空腔里。此時的地磁場外形就像一個一頭大一頭小的蛋狀物。
但是,當太陽出現突發性的劇烈活動時,情況會有所變化。此時太陽風中的高能離子會增多,這些高能離子能夠沿著磁力線侵入地球的極區;並在地球兩極的上層大氣中放電,產生絢麗壯觀的極光。
『玖』 什麼是「太陽風」
【簡介】
太陽風是一種連續存在,來自太陽並以-800km/s的速度運動的等離子體流。這種物質雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成,但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以稱它為太陽風。當然,太陽風的密度與地球上的風的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情況下,在地球附近的行星際空間中,每立方厘米有幾個到幾十個粒子。而地球上風的密度則為每立方厘米有2687億億個分子。太陽風雖然十分稀薄,但它颳起來的猛烈勁,卻遠遠勝過地球上的風。在地球上,12級台風的風速是每秒32.5米以上,而太陽風的風速,在地球附近卻經常保持在每秒350~ 450千米,是地球風速的上萬倍,最猛烈時可達每秒800千米以上。太陽風從太陽大氣最外層的日冕,向空間持續拋射出來的物質粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來的,其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽風有兩種:一種持續不斷地輻射出來,速度較小,粒子含量也較少,被稱為「持續太陽風」;另一種是在太陽活動時輻射出來,速度較大,粒子含量也較多,這種太陽風被稱為「擾動太陽風」。擾動太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也產生電離層騷擾。太陽風的存在,給我們研究太陽以及太陽與地球的關系提供了方便。
【形成原因】
為了能夠清楚的表述太陽風是怎樣形成的,需要先了解太陽大氣的分層情況。
一般情況下,我們把太陽大氣分為六層,由內往外依次命名為:日核,輻射區,對流層,光球,色球,日冕。日核的半徑占太陽半徑的四分之一左右,它集中了太陽質量的大部分,並且是太陽百分之九十九以上的能量的發生地。光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面,太陽的可見光全部是由光球面發出的。
而日冕位於太陽的最外層,屬於太陽的外層大氣。太陽風就是在這里形成並發射出去的。
通過人造衛星和宇宙空間探測器拍攝的照片,我們可以發現在日冕上長期存在著一些長條形的大尺度的黑暗區域。這些區域的X射線強度比其他區域要低得多,從表觀上看就像日冕上的一些洞,我們形象的稱之為冕洞。
冕洞是太陽磁場的開放區域,這里的磁力線向宇宙空間擴散,大量的等離子體順著磁力線跑出去,形成高速運動的粒子流。粒子流在冕洞底部速度為每秒16km左右,當到達地球軌道附近時,速度可達每秒800km以上。這種高速運動的等離子體流也就是我們所說的太陽風。
太陽風從冕洞噴發而出後,夾帶著被裹挾在其中的太陽磁場向四周迅速吹散。現在我們肯定,太陽風至少可以吹遍整個太陽系。
當太陽風到達地球附近時,與地球的偶極磁場發生作用,並把地球磁場的磁力線吹得向後彎曲。但是地磁場的磁壓阻滯了等離子體流的運動,使得太陽風不能侵入地球大氣而繞過地磁場繼續向前運動。於是形成一個空腔,地磁場就被包含在這個空腔里。此時的地磁場外形就像一個一頭大一頭小的蛋狀物。
但是,當太陽出現突發性的劇烈活動時,情況會有所變化。此時太陽風中的高能離子會增多,這些高能離子能夠沿著磁力線侵入地球的極區;並在地球兩極的上層大氣中放電,產生絢麗壯觀的極光。
1850年,一位名叫卡林頓的英國天文學家在觀察太陽黑子時,發現在太陽表面上出現了一道小小的閃光,它持續了約5分鍾。卡林頓認為自己碰巧看到一顆大隕石落在太陽上。
【觀測簡史】
到了20世紀20年代,由於有了更精緻的研究太陽的儀器。人們發現這種「太陽光」是普通的事情,它的出現往往與太陽黑子有關。例如,1899年,美國天文學家霍爾發明了一種「太陽攝譜儀」,能夠用來觀察太陽發出的某一種波長的光。這樣,人們就能夠靠太陽大氣中發光的氫、鈣元素等的光,拍攝到太陽的照片。結果查明,太陽的閃光和什麼隕石毫不相干,那不過是熾熱的氫的短暫爆炸而已。
小型的閃光是十分普通的事情,在太陽黑子密集的部位, 一天能觀察到一百次之多,特別是當黑子在「生長」的過程中更是如此。像卡林頓所看到的那種巨大的閃光是很罕見的,一年只發生很少幾次。
有時候,閃光正好發生在太陽表面的中心,這樣,它爆發的方向正沖著地球。在這樣的爆發過後,地球上會一再出現奇怪的事情。一連幾天,極光都會很強烈,有時甚至在溫帶地區都能看到。羅盤的指針也會不安分起來,發狂似地擺動,因此這種效應有時被稱為「磁暴」。 隨著科技的進步,極光的奧秘也越來越為我們所知,原來,這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為"太陽風"。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子,是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流。太陽風在地球上空環繞地球流動,以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個"漏斗"沉降,進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到太陽風的轟擊後會發出光芒,形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區形成的叫北極光。
在本世紀之前,這類情況對人類並沒有發生什麼影響。但是,到了20世紀,人們發現,磁暴會影響無線電接收,各種電子設備也會受到影響。由於人類越來越依賴於這些設備,磁暴也就變得越來越事關重大了。比如說,在磁暴期內,無線電和電視傳播會中斷,雷達也不能工作。
天文學家更加仔細地研究了太陽的閃光,發現在這些爆發中顯然有熾熱的氫被拋得遠遠的,其中有一些會克服太陽的巨大引力射入空間。氫的原子核就是質子,因此太陽的周圍有一層質子雲(還有少量復雜原子核)。1958年,美國物理學家帕克把這種向外涌的質子雲叫做「太陽風」。
向地球方向涌來的質子在抵達地球時,大部分會被地球自身的磁場推開。不過還是有一些會進入大氣層,從而引起極光和各種電現象。向地球方向射來的強大質子雲的一次特大爆發,會產生可以稱為「太陽風暴」的現象,這時,磁暴效應就會出現。
使彗星產生尾巴的也正是太陽風。彗星在靠近太陽時,星體周圍的塵埃和氣體會被太陽風吹到後面去。這一效應也在人造衛星上得到了證實。像「回聲一號」那樣又大又輕的衛星,就會被太陽風顯著吹離事先計算好的軌道。
【相關影響】
太陽風雖然猛烈,卻不會吹襲到地球上來。這是因為地球有著自己的保護傘——地球磁場。地磁場把太陽風阻擋在地球之外。然而百密一疏,仍然會有少數漏網分子闖進來,盡管 它們僅是一小撮;但還是會給地球帶來一系列破壞。它會干擾地球的磁場,使地球磁場的強度發生明顯的變動;它還會影響地球的高層大氣,破壞地球電離層的結構,使其喪失反射無 線電波的能力,造成我們的無線電通信中斷;它還會影響大氣臭氧層的化學變化,並逐層往下傳遞,直到地球表面,使地球的氣候發生反常的變化,甚至還會進一步影響到地殼,引起火山爆發和地震。例如,1959年7月15日,人們觀測到太陽突然噴發出一股巨大的火焰 (它就是太陽風的風源)。幾天後,7月21日,也就是這股猛烈的太陽風吹襲到地球近空時, 竟使地球的自轉速度突然減慢了0.85毫秒,而這一天全球也發生多起地震;與此同時,地磁場也發生被稱為「磁暴」的激烈擾動,環球通信突然中斷,使一些靠指南針和無線電導航 的飛機、船隻一下子變成了「瞎子」和「聾子」……。
太陽風對地球的影響,只是乘虛而人的漏網分子所為。由此可見,在無所阻攔的星際空間,太陽風的威力有多大了。
在太陽風和外面的星際物質交匯的地方,會產生沖擊波。1977年發射的「旅行者一號」探測器據說在2003年的時候碰上了這種沖擊波。那個沖擊波距離太陽大約128億千米~180億千米。
【科學研究】
一間窗戶被風刮開的房子,雖然總體上能抵禦猛烈風暴的襲擊,但破窗而入的狂風會將屋裡颳得一團糟。最新研究表明,地球磁場在太陽風面前就像是一間容易「漏風」的房子,其「漏洞」會持續「透風」長達數小時,為來自太陽的帶電粒子進入地球大氣層、擾亂通信和電力系統等提供可乘之機。
在最新一期英國《自然》雜志上,美國加利福尼亞大學伯克利分校的研究人員公布了這一研究結果。研究人員說,新結果有助於更好地預測太陽風暴等惡劣「太空天氣」可能給地球造成的影響。
太陽上不時會刮出由帶電粒子構成的太陽風。如果太陽活動變得劇烈,太陽風也會跟著狂暴起來。地球自身有一個綿延至太空中數萬公里的磁場,能夠構成抵禦太陽風的保護性屏障。不過,這道屏障並非沒有破綻。早在1961年,英國帝國理工學院的鄧恩蓋博士就曾預測,當太陽風所包含的磁場朝向在局部上與地球磁場朝向相反時,兩個磁場的「磁重聯」過程會導致地球磁場保護屏障產生縫隙,使太陽風的帶電粒子得以乘虛而入。其他科學家後來證實了縫隙的存在,但地球磁場的這種縫隙是時開時合,還是會長時間保持洞開,科學家們一直不清楚。
加利福尼亞大學伯克利分校的弗雷介紹說,他和同事藉助美國宇航局的IMAGE探測器和歐美合作的「星團」計劃所屬衛星的觀測數據,首次發現地球磁場縫隙會長達數小時處於敞開狀態。據他們測算,在距地球表面約6萬公里的地球磁場屏障邊界上,縫隙面積可能達到了地球面積的兩倍,由此進入的太陽風最終在北極上方電離層中產生相當於美國加利福尼亞州大小的質子極光。
【科學意義】
太陽風的發現是20世紀空間探測的重要發現之一。經過近40年的研究,對太陽風的物理性質有了基本了解,但是至今人們仍然不清楚太陽風是怎樣起源和怎樣加速的。太陽風是怎樣得到等離子體的供應及能量的供應的問題是空間物理學領域中經長期研究仍懸而未決的一大基本課題。
『拾』 太陽風是什麼
太陽風是一種連續存在,來自太陽並以200-800km/s的速度運動的等離子體流。這種物質雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成,但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以稱它為太陽風。當然,太陽風的密度與地球上的風的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情況下,在地球附近的行星際空間中,每立方厘米有幾個到幾十個粒子。而地球上風的密度則為每立方厘米有2687億億個分子。太陽風雖然十分稀薄,但它颳起來的猛烈勁,卻遠遠勝過地球上的風。在地球上,12級台風的風速是每秒32.5米以上,而太陽風的風速,在地球附近卻經常保持在每秒350~ 450千米,是地球風速的上萬倍,最猛烈時可達每秒800千米以上。太陽風從太陽大氣最外層的日冕,向空間持續拋射出來的物質粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來的,其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽風有兩種:一種持續不斷地輻射出來,速度較小,粒子含量也較少,被稱為「持續太陽風」;另一種是在太陽活動時輻射出來,速度較大,粒子含量也較多,這種太陽風被稱為「擾動太陽風」。擾動太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也產生電離層騷擾。太陽風的存在,給我們研究太陽以及太陽與地球的關系提供了方便。