太阳风杂志
『壹』 杂志《科学探索》的读书笔记急急急急!也可以是《天文爱好者》 《科普文摘》 《科普天地》 《大自然探索
天文爱好者读书笔记 - 2009年第三期
1、甚长基线干涉测量(VLBI,very long baseline interferometry)是国际天文学界目前使用的一项高分辨率、高测量精度的观测技术,用于天体精确定位和精细结构研究。一个完整的VLBI观测系统通常由两个以上射电望远镜观测站和一个数据处理中心。
2、月壳比地壳要坚硬许多,因此缺少水和其他的易挥发的化合物。
3、有一类中子星具有超强的磁场,被称为“磁星”,磁星是所有天体中磁场最强的天体。
4、磁场重联是磁场能量释放的一种过程。
5、目前为止,功发现了330颗太阳系外行星,它们大都是性质类似于木星和海王星的气体巨行星。当行星从它们母恒星前经过时,母恒星的光度会减小,天文学家正是利用了这一现象寻找太阳系外行星。
6、宇宙暴胀理论指出,约137亿年前,时间和空间结构中的一个随机的微小密度起伏,产生了热大爆炸宇宙。宇宙暴胀可以引起两类微小的扰动,其一是在整个宇宙中连续发生亚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),台湾学界称为重力波,英文中有时也写作 gravity wave;但更多场合中,gravity wave是留给地球科学与流体力学中另一种性质迥异的波动。关于万有引力的本质是什么,牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。
7、我们的银河系,是一个被称为本星系群的星系部落中的第二大成员。这个部落中最大的就是我们熟知的旋涡行星--仙女座大星云,M31(或称 NGC 224)。一般认为它至少被四个“早型星系”所环绕:M32、M110、NGC185、NGC147,以及一些更小的卫星星系。
引申:
早型星系:包括椭圆星系和透镜星系。透镜星系包括的恒星族与椭圆星系差不多,不过它除了有核球外还有一个恒星盘。另一方面,透镜星系与旋涡星系的相同之处是都有核球和恒星盘,不同之处在于透镜星系的星盘上没有旋臂、尘埃带、年轻的蓝巨星等,而这些都是旋涡星系星盘的典型特征。
8、星系天文学主要研究星系的形成与演化、内部的结构与运动以及外部的环境影响等内容。
9、哈勃星系分类系统,通常被称作:音叉图,左边的是椭圆星系(E0-E7),越扁越靠右,在音叉图的交汇点是透镜星系(S0),再右边是旋涡星系,分为正常旋涡星系(S)和棒旋星系(SB)。如下图:
通常音叉图的左半部分称为早型星系,而右半部分称为晚型星系。
10、哈勃太空望远镜所拍摄的图像可以分辨出小于0.1角秒的细节,这相当于0.5毫米在1千米距离处的张角。哈勃望远镜所处的位置优点是黑暗的天空背景。
11、造父变星是一类光度超过太阳数千倍的脉动变星,而正由于它们极为明亮以及特有的光变周期使得它们即使在其他星系中也很容易辨认。造父变星的光度和它的脉动周期之间有着非常紧密的联系。一旦知道了这两者之间的关系,就可以通过其亮度变化周期推算出它的光度,进而根据光度和亮度之间的关系计算出它的距离。造父变星可以用来测量宇宙大尺度的距离。
12、哈勃深空照片显示,年轻的星系是通过小星系逐级合并而形成的。在这些模型中星系的物理特性是由其连续并合和吸积物质而决定的。
13、要确定一群恒星的年龄,最理想的办法就是找一个同时形成的星团。
14、距离越远的超新星应该越暗弱,而这种亮度随距离变暗的方式则直接依赖于我们所处的宇宙模型。对遥远的超新星观测显示,它们看上去比预想的要暗。而超新星的光度我们是清楚知道的,因此它们在亮度上的表现出的暗弱就说明它们的距离要比我们早先预期的要更为遥远。如果这确实属实的话,就意味着宇宙的膨胀速度远快于任何一种已经预知的宇宙模型,这就说明我们的宇宙在加速膨胀。
15、测量暗物质存在的手段之一就是测量暗物质对背景星系影像所造成的扭曲。
16、太阳风层是指太阳周围被行星介质所包围、太阳风及其所携带的磁场能起控制作用的区域。
17、SOHO(太阳和太阳风层观测台)是Solar and Heliospheric Observatory的缩写,SOHO卫星被定位在第一拉格朗日点L1上。
引申:指受两大物体引力作用下,能使小物体稳定的点.于1772年由法国数学家拉格朗日推算得出.一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点,在该点处,小物体相对于两大物体基本保持静止。在每个由两大天体构成的系统中,按推论有5个拉格朗日点,但只有两个是稳定的,即小物体在该点处即使受外界引力的摄扰,仍然有保持在原来位置处的倾向。每个稳定点同两大物体所在的点构成一个等边三角.众所周知,三角形是最稳定的结构。由于物质的组成结构的不同会造成物质稳定性的不同,因此经过多方验证,证明等边三角形是三角形结构中最稳定的。由于拉格朗日点(拉格朗治点)的作用不仅体现在宏观世界,也体现在微观世界,因此人们认识到凡是没有拉格朗日点(拉格朗治点)构成的物质都是不稳定的。如下图:
18、在太阳系内充斥着各种宇宙尘埃,它们落到地球大气层中,就是偶发流星。一个视力好的人,在晴朗无月的夜空中,每小时可能看到接近10颗的偶发流星。流星的撞击会发生二次撞击,也就是说,直接第一次撞击产生的爆炸碎块会抛向四面八方,产生的二次粒子数以千计,它们的速度比子弹还要快,其威胁不容忽视。
『贰』 太阳风的最新应用
2010年10月4日,据国外媒体报道,在人类寻找和发展可再生能源过程中,太阳能和风能长久以来就是两个主要竞争者。对于这两个竞争者,美国华盛顿州大学的科学家并没有简单地选择其中一个,而是双管齐下,即将太阳能和风能结合在一起。借助于一个宽8400公里的巨型太阳帆收集太阳风的能量,这支研究小组希望他们的设想能够产生10亿的3次方瓦特电量,远远超过人类所需的数量。如果所产生的电量能够传回地球,便可以满足全人类的用电需求。
华盛顿州大学科学家、研究论文合著者迪克·斯楚尔泽-马库奇表示:“可产生的电量达到令人吃惊的程度。这种发电方式基本上可以非常顺利地进行,但一些实际操作问题仍有待解决。”研究论文刊登在《国际天体生物学杂志》上。
太阳风与地球上的风截然不同,卫星无法像风车一样发电。卫星并不是利用涡轮上的叶片旋转发电,而是利用一根带电铜线捕获快速远离太阳的电子,这些电子的移动速度可达到每秒数百公里。根据研究小组的计算,安装在一个2米宽接收器上的300米长铜线以及一个10米宽太阳帆所产生的电量足以满足1000个家庭的用电需求。一颗携带1000米铜线的卫星以及大约位于同一轨道的8400公里宽太阳帆便可产生10亿的3次方瓦特电量,大约相当于地球当前用电量的1000亿倍。
当然,所有这些电量都必须传回地球,否则没有任何意义。卫星产生的一些电量将被输送到铜线,以产生电子收集磁场。余下电量用于为一道红外激光束供能,以帮助实现在任何环境条件下满足整个地球用电需求这一目标。这种发电方式的一大缺陷就是地球与卫星距离太远,达到数百万公里,即使最强大的激光束也会发散,进而丧失大部分能量。斯楚尔泽-马库奇表示,虽然用于研制这种卫星的绝大多数技术都已存在,但研发聚焦程度更高的激光却是一大挑战。
爱荷华州大学科学家格雷格·豪斯指出:“太阳风中存在巨大能量,这一点毋庸置疑,利用太阳风的能量产生惊人电量需要借助一颗体积庞大的卫星,实际操作中的诸多限制将是一个大问题。”研究论文的另一位合著者布鲁克斯·哈尔鲁普说,这种发电方式面临巨大的工程学挑战,所有这些问题必须在卫星部署前得到解决。
『叁』 太阳风暴造成的结果是什么
一样物体都是不可能永恒的,只要它誔生了,就会有它终结的一日,这里包抱我们的太阳系,甚至是银河系.宇宙.末日其实只是时间的问题.当然这是一个离我们很遥远的时刻.我们有生之年是看不到了.
『肆』 2012真的是太阳风暴吗难道真的会死很多人
太阳风暴不会死人吧。。。
记得采纳啊
『伍』 关于太阳风暴
1。毋庸置疑,破坏来性很强,可源能为广岛原子弹的5000倍。
2。会死很多人。
3.百万计的美国人死于瘟疫,因为当时的电力设施已经瘫痪,可以想象一下没有电的医院是什么样的,那时的甲型H1N1可能又变异了吧。
4.应该是电力系统的影响,因为太阳风对人体的直接影响很小。
5。只要在地球上都跑不了。
6.要看你对瘟疫的抵抗力了。
『陆』 太阳风的形成
简介】
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太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200-800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同,不是由气体的分子组成,而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。当然,太阳风的密度与地球上的风的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然十分稀薄,但它刮起来的猛烈劲,却远远胜过地球上的风。在地球上,12级台风的风速是每秒32.5米以上,而太阳风的风速,在地球附近却经常保持在每秒350~ 450千米,是地球风速的上万倍,最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风从太阳大气最外层的日冕,向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的,其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种持续不断地辐射出来,速度较小,粒子含量也较少,被称为“持续太阳风”;另一种是在太阳活动时辐射出来,速度较大,粒子含量也较多,这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大,当它抵达地球时,往往引起很大的磁暴与强烈的极光,同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在,给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。
【形成原因】
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为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的,需要先了解太阳大气的分层情况。
一般情况下,我们把太阳大气分为六层,由内往外依次命名为:日核,辐射区,对流层,光球,色球,日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右,它集中了太阳质量的大部分,并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面,太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层,属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。
用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上可以观察到在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域,通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片,我们可以发现在日冕上长期存在着这些长条形的大尺度的黑暗区域,这里的X射线强度比其他区域要低得多,从表观上看就像日冕上的一些洞,我们形象的称之为冕洞。
冕洞是太阳磁场的开放区域,这里的磁力线向宇宙空间扩散,大量的等离子体顺着磁力线跑出去,形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右,当到达地球轨道附近时,速度可达每秒300~400km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。
太阳风从冕洞喷发而出后,夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定,太阳风至少可以吹遍整个太阳系。
当太阳风到达地球附近时,与地球的偶极磁场发生作用,并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动,使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔,地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。
但是,当太阳出现突发性的剧烈活动时,情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多,这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区;并在地球两极的上层大气中放电,产生绚丽壮观的极光。
1850年,一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时,发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光,它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。
【观测简史】
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到了20世纪20年代,由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情,它的出现往往与太阳黑子有关。例如,1899年,美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”,能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样,人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光,拍摄到太阳的照片。结果查明,太阳的闪光和什么陨石毫不相干,那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。
小型的闪光是十分普通的事情,在太阳黑子密集的部位, 一天能观察到一百次之多,特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的,一年只发生很少几次。
有时候,闪光正好发生在太阳表面的中心,这样,它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后,地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天,极光都会很强烈,有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来,发狂似地摆动,因此这种效应有时被称为“磁暴”。 随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。
在本世纪之前,这类情况对人类并没有发生什么影响。但是,到了20世纪,人们发现,磁暴会影响无线电接收,各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备,磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说,在磁暴期内,无线电和电视传播会中断,雷达也不能工作。
天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光,发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的,其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子,因此太阳的周围有一层质子云(还有少量复杂原子核)。1958年,美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。
向地球方向涌来的质子在抵达地球时,大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层,从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发,会产生可以称为“太阳风暴”的现象,这时,磁暴效应就会出现。
使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时,星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星,就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。
【相关影响】
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太阳风虽然猛烈,却不会吹袭到地球上来。这是因为地球有着自己的保护伞——地球磁场。地磁场把太阳风阻挡在地球之外。然而百密一疏,仍然会有少数漏网分子闯进来,尽管 它们仅是一小撮;但还是会给地球带来一系列破坏。它会干扰地球的磁场,使地球磁场的强度发生明显的变动;它还会影响地球的高层大气,破坏地球电离层的结构,使其丧失反射无 线电波的能力,造成我们的无线电通信中断;它还会影响大气臭氧层的化学变化,并逐层往下传递,直到地球表面,使地球的气候发生反常的变化,甚至还会进一步影响到地壳,引起火山爆发和地震。例如,1959年7月15日,人们观测到太阳突然喷发出一股巨大的火焰 (它就是太阳风的风源)。几天后,7月21日,也就是这股猛烈的太阳风吹袭到地球近空时, 竟使地球的自转速度突然减慢了0.85毫秒,而这一天全球也发生多起地震;与此同时,地磁场也发生被称为“磁暴”的激烈扰动,环球通信突然中断,使一些靠指南针和无线电导航 的飞机、船只一下子变成了“瞎子”和“聋子”……。
太阳风对地球的影响,只是乘虚而入的漏网分子所为。由此可见,在无所阻拦的星际空间,太阳风的威力有多大了。
在太阳风和外面的星际物质交汇的地方,会产生冲击波。1977年发射的“旅行者一号”探测器据说在2003年的时候碰上了这种冲击波。那个冲击波距离太阳大约128亿千米~180亿千米。
【科学研究】
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一间窗户被风刮开的房子,虽然总体上能抵御猛烈风暴的袭击,但破窗而入的狂风会将屋里刮得一团糟。最新研究表明,地球磁场在太阳风面前就像是一间容易“漏风”的房子,其“漏洞”会持续“透风”长达数小时,为来自太阳的带电粒子进入地球大气层、扰乱通信和电力系统等提供可乘之机。
在最新一期英国《自然》杂志上,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员公布了这一研究结果。研究人员说,新结果有助于更好地预测太阳风暴等恶劣“太空天气”可能给地球造成的影响。
太阳上不时会刮出由带电粒子构成的太阳风。如果太阳活动变得剧烈,太阳风也会跟着狂暴起来。地球自身有一个绵延至太空中数万公里的磁场,能够构成抵御太阳风的保护性屏障。不过,这道屏障并非没有破绽。早在1961年,英国帝国理工学院的邓恩盖博士就曾预测,当太阳风所包含的磁场朝向在局部上与地球磁场朝向相反时,两个磁场的“磁重联”过程会导致地球磁场保护屏障产生缝隙,使太阳风的带电粒子得以乘虚而入。其他科学家后来证实了缝隙的存在,但地球磁场的这种缝隙是时开时合,还是会长时间保持洞开,科学家们一直不清楚。
加利福尼亚大学伯克利分校的弗雷介绍说,他和同事借助美国宇航局的IMAGE探测器和欧美合作的“星团”计划所属卫星的观测数据,首次发现地球磁场缝隙会长达数小时处于敞开状态。据他们测算,在距地球表面约6万公里的地球磁场屏障边界上,缝隙面积可能达到了地球面积的两倍,由此进入的太阳风最终在北极上方电离层中产生相当于美国加利福尼亚州大小的质子极光。
【科学意义】
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太阳风的发现是20世纪空间探测的重要发现之一。经过近40年的研究,对太阳风的物理性质有了基本了解,但是至今人们仍然不清楚太阳风是怎样起源和怎样加速的。太阳风是怎样得到等离子体的供应及能量的供应的问题是空间物理学领域中经长期研究仍悬而未决的一大基本课题。
『柒』 2013年太阳风暴到底真的假的
在美国宇航局工作20年之久的费舍尔博士表示,2013年的太阳风暴影响可能超乎想像,在活跃高峰期间,黑子剧烈爆发活动将触发太阳风暴,因此而释放出大量带电粒子,高速抛射出来的带电粒子将穿越地球大气层,不但对人类在太空中的卫星通讯,还将对地球上的电子通讯、电网等产生破坏性影响。 科学家预计,一旦这种超级太阳风暴发生,到时地球上的许多地方都将看到以前只有在南北极才能看到的明亮极光。随后,地球的许多灯光都将熄灭,1小时之内,地球上许多地方的电网都将被超级太阳风暴摧毁。随后,被覆盖区域的手机网络瘫痪,互联网也将崩溃。没有任何信号的电视机也将形同废物,而收音机将只能听到一连串的静电噪音。 这样的场景并非危言耸听,科学网(kexue.com)编辑查询资料后发现,早在19世纪,地球就曾经遭遇过一次超级太阳风暴的袭击。1859年9月1日早晨,英国天文学家理查德-卡灵顿用装着过滤器的望远镜观测太阳表面时,他发现太阳表面喷射出了一道明亮的闪光。然而卡灵顿不知道的是,那团明亮的斑点是一团带着电荷的等离子云,正朝着地球的方向疾速飞来。 48小时后,超级太阳风暴就袭击了地球,导致热带地区的夜空都能看到极光,以至于人们在午夜时分不用点灯都能阅读报纸。超级太阳风暴导致当时的许多电报机都瘫痪。不过在1859年,世界主要还依靠蒸汽机和肌肉劳力在运转,所以并没有对人类带来过于严重的灾难。卡灵顿因为最先发现这一现象,因此这次太阳风暴被称为卡灵顿事件。 理论上说,一般太阳风暴还不至于冲破地球大气和磁场的保护,对地球构成致命威胁,不过2013年的太阳风暴如果强度超过预期,专家担心可能会造成巨大影响。据科学网(kexue.com)得知,科学家估计,类似1859年的超级太阳风暴如果再次袭击地球,将给人类带来“多米诺骨牌”式的严重后果,并且这一影响也将远远超过1859年的那一次。 因为如果超级太阳风暴发生,在大量带电粒子抵达地球后,额外电流可能穿过地球上的不少电网,导致成千上万个将高压电流转变为家用电流的变压器上的铜线都将快速加热并熔化,使得不少电网陷入瘫痪状态,人类或许因此将重回“黑暗时代”。事实上,1989年,一场能量更小的太阳风暴就曾袭击了加拿大东部地区的电网,导致900万人断电9小时。 瞬间的黑暗或许可以轻松度过,不过修复相关设备将耗费巨大的时间成本,电磁干扰对电力系统的影响将会持续很长时间,分析师表示被电磁干扰损坏的电站和线路,仅更换受损的部件就需要很长时间。并且因此带来的连锁反应是,包括交通、医疗、通信、银行及金融系统均面临瘫痪威胁。最终造成的损失可能是卡特里娜飓风的20倍((2005年造成1250亿美元损失)。 当然即便这一切发生,也不会出现类似《2012》或《神秘代码》那样的末日场景,因为目前太阳风暴对人类造成的危害,还仅限于电力、电子、通讯等生活方面,而不会对人类及其他物种带来直接的危害。并且也有美国宇航局的科学家认为,如果人类提早做好相关准备,比如调整电网运营负载等,将最大强度减少太阳风暴带来的危害。 全球关注 危机意识+应对措施 中国的“夸父计划”正在检测太阳风暴 也正是在此背景下,才催生了上周在华盛顿的高峰论坛。尽管发生极端强烈的太阳风暴的可能性不大,包括有相关权威专家认为,2013年的太阳风暴带来的影响可控等等。但对于全球各国而言,都需要做更多的工作以应对潜在的危险。科学家们也一再强调,人类此前已经见识过太阳活动的严重后果。 早在去年,来自美国天文、气候方面的相关专家就太阳风暴的经济和社会影响,向美国国家科学院递交过一份报告,目的是为了提高人们对太阳风暴的危害性的认识,并鼓励政府和企业为迎接强烈太阳风暴做好准备。近年来关于类似的分析和研究也不断见诸报端,以引起各方面的关注和警醒。 事实上,全球科学家们开始更加密切监测太阳,早在几十年前就不断追求提升太空气象预报技术的准确性,希望能避开太阳风暴的威胁。美国宇航局几年发射的太阳动态观测卫星,已经能够能24小时监测太阳这颗无时无刻都在变动的恒星,以期更了解太阳内部的结构与磁场活动,便于做出最快捷和准确的应对措施。 而中国的科学家2002年也启动“夸父计划”,加入检测一行列,美国最权威科学杂志评价,这是中国目前最具雄心的一个太空计划。实际上是由三颗卫星组成,一颗叫做A星,位于地球150万公里日地连线上,这个卫星基本上可以“固定”在这个位置上,不管地球怎么绕着太阳转,这颗卫星永远在日地之间位置,永远看得见太阳,跟传说中的夸父追日一样。 由于做出上述警告的是来自全球此领域最权威部门——美国宇航局(NASA)的科学家,全球各大科学杂志均予以援引关注,在科学网(kexue.com)发布这一消息后,也引起国内各大媒体强烈关注,包括新华社、中新社、人民网、新浪、搜狐、网易、腾讯等中央及门户,以及地方主流媒体均予以转载。相信,凭借先进科学技术和及时的应对措施,人类可以最大程度减少太阳风暴对地球带来的危害。
『捌』 太阳风为什么出现在日冕层
为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的,需要先了解太阳大气的分层情况。
一般情况下,我们把太阳大气分为六层,由内往外依次命名为:日核,辐射区,对流层,光球,色球,日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右,它集中了太阳质量的大部分,并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面,太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层,属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。
用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上可以观察到在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域,通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片,我们可以发现在日冕上长期存在着这些长条形的大尺度的黑暗区域,这里的X射线强度比其他区域要低得多,从表观上看就像日冕上的一些洞,我们形象的称之为冕洞。
冕洞是太阳磁场的开放区域,这里的磁力线向宇宙空间扩散,大量的等离子体顺着磁力线跑出去,形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右,当到达地球轨道附近时,速度可达每秒300~400km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。
太阳风从冕洞喷发而出后,夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定,太阳风至少可以吹遍整个太阳系。
当太阳风到达地球附近时,与地球的偶极磁场发生作用,并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动,使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔,地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。
但是,当太阳出现突发性的剧烈活动时,情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多,这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区;并在地球两极的上层大气中放电,产生绚丽壮观的极光。
『玖』 什么是“太阳风”
【简介】
太阳风是一种连续存在,来自太阳并以-800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同,不是由气体的分子组成,而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。当然,太阳风的密度与地球上的风的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然十分稀薄,但它刮起来的猛烈劲,却远远胜过地球上的风。在地球上,12级台风的风速是每秒32.5米以上,而太阳风的风速,在地球附近却经常保持在每秒350~ 450千米,是地球风速的上万倍,最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风从太阳大气最外层的日冕,向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的,其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种持续不断地辐射出来,速度较小,粒子含量也较少,被称为“持续太阳风”;另一种是在太阳活动时辐射出来,速度较大,粒子含量也较多,这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大,当它抵达地球时,往往引起很大的磁暴与强烈的极光,同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在,给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。
【形成原因】
为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的,需要先了解太阳大气的分层情况。
一般情况下,我们把太阳大气分为六层,由内往外依次命名为:日核,辐射区,对流层,光球,色球,日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右,它集中了太阳质量的大部分,并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面,太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层,属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。
通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片,我们可以发现在日冕上长期存在着一些长条形的大尺度的黑暗区域。这些区域的X射线强度比其他区域要低得多,从表观上看就像日冕上的一些洞,我们形象的称之为冕洞。
冕洞是太阳磁场的开放区域,这里的磁力线向宇宙空间扩散,大量的等离子体顺着磁力线跑出去,形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右,当到达地球轨道附近时,速度可达每秒800km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。
太阳风从冕洞喷发而出后,夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定,太阳风至少可以吹遍整个太阳系。
当太阳风到达地球附近时,与地球的偶极磁场发生作用,并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动,使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔,地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。
但是,当太阳出现突发性的剧烈活动时,情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多,这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区;并在地球两极的上层大气中放电,产生绚丽壮观的极光。
1850年,一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时,发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光,它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。
【观测简史】
到了20世纪20年代,由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情,它的出现往往与太阳黑子有关。例如,1899年,美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”,能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样,人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光,拍摄到太阳的照片。结果查明,太阳的闪光和什么陨石毫不相干,那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。
小型的闪光是十分普通的事情,在太阳黑子密集的部位, 一天能观察到一百次之多,特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的,一年只发生很少几次。
有时候,闪光正好发生在太阳表面的中心,这样,它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后,地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天,极光都会很强烈,有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来,发狂似地摆动,因此这种效应有时被称为“磁暴”。 随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。
在本世纪之前,这类情况对人类并没有发生什么影响。但是,到了20世纪,人们发现,磁暴会影响无线电接收,各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备,磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说,在磁暴期内,无线电和电视传播会中断,雷达也不能工作。
天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光,发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的,其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子,因此太阳的周围有一层质子云(还有少量复杂原子核)。1958年,美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。
向地球方向涌来的质子在抵达地球时,大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层,从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发,会产生可以称为“太阳风暴”的现象,这时,磁暴效应就会出现。
使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时,星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星,就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。
【相关影响】
太阳风虽然猛烈,却不会吹袭到地球上来。这是因为地球有着自己的保护伞——地球磁场。地磁场把太阳风阻挡在地球之外。然而百密一疏,仍然会有少数漏网分子闯进来,尽管 它们仅是一小撮;但还是会给地球带来一系列破坏。它会干扰地球的磁场,使地球磁场的强度发生明显的变动;它还会影响地球的高层大气,破坏地球电离层的结构,使其丧失反射无 线电波的能力,造成我们的无线电通信中断;它还会影响大气臭氧层的化学变化,并逐层往下传递,直到地球表面,使地球的气候发生反常的变化,甚至还会进一步影响到地壳,引起火山爆发和地震。例如,1959年7月15日,人们观测到太阳突然喷发出一股巨大的火焰 (它就是太阳风的风源)。几天后,7月21日,也就是这股猛烈的太阳风吹袭到地球近空时, 竟使地球的自转速度突然减慢了0.85毫秒,而这一天全球也发生多起地震;与此同时,地磁场也发生被称为“磁暴”的激烈扰动,环球通信突然中断,使一些靠指南针和无线电导航 的飞机、船只一下子变成了“瞎子”和“聋子”……。
太阳风对地球的影响,只是乘虚而人的漏网分子所为。由此可见,在无所阻拦的星际空间,太阳风的威力有多大了。
在太阳风和外面的星际物质交汇的地方,会产生冲击波。1977年发射的“旅行者一号”探测器据说在2003年的时候碰上了这种冲击波。那个冲击波距离太阳大约128亿千米~180亿千米。
【科学研究】
一间窗户被风刮开的房子,虽然总体上能抵御猛烈风暴的袭击,但破窗而入的狂风会将屋里刮得一团糟。最新研究表明,地球磁场在太阳风面前就像是一间容易“漏风”的房子,其“漏洞”会持续“透风”长达数小时,为来自太阳的带电粒子进入地球大气层、扰乱通信和电力系统等提供可乘之机。
在最新一期英国《自然》杂志上,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员公布了这一研究结果。研究人员说,新结果有助于更好地预测太阳风暴等恶劣“太空天气”可能给地球造成的影响。
太阳上不时会刮出由带电粒子构成的太阳风。如果太阳活动变得剧烈,太阳风也会跟着狂暴起来。地球自身有一个绵延至太空中数万公里的磁场,能够构成抵御太阳风的保护性屏障。不过,这道屏障并非没有破绽。早在1961年,英国帝国理工学院的邓恩盖博士就曾预测,当太阳风所包含的磁场朝向在局部上与地球磁场朝向相反时,两个磁场的“磁重联”过程会导致地球磁场保护屏障产生缝隙,使太阳风的带电粒子得以乘虚而入。其他科学家后来证实了缝隙的存在,但地球磁场的这种缝隙是时开时合,还是会长时间保持洞开,科学家们一直不清楚。
加利福尼亚大学伯克利分校的弗雷介绍说,他和同事借助美国宇航局的IMAGE探测器和欧美合作的“星团”计划所属卫星的观测数据,首次发现地球磁场缝隙会长达数小时处于敞开状态。据他们测算,在距地球表面约6万公里的地球磁场屏障边界上,缝隙面积可能达到了地球面积的两倍,由此进入的太阳风最终在北极上方电离层中产生相当于美国加利福尼亚州大小的质子极光。
【科学意义】
太阳风的发现是20世纪空间探测的重要发现之一。经过近40年的研究,对太阳风的物理性质有了基本了解,但是至今人们仍然不清楚太阳风是怎样起源和怎样加速的。太阳风是怎样得到等离子体的供应及能量的供应的问题是空间物理学领域中经长期研究仍悬而未决的一大基本课题。
『拾』 太阳风是什么
太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200-800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同,不是由气体的分子组成,而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成,但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似,所以称它为太阳风。当然,太阳风的密度与地球上的风的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然十分稀薄,但它刮起来的猛烈劲,却远远胜过地球上的风。在地球上,12级台风的风速是每秒32.5米以上,而太阳风的风速,在地球附近却经常保持在每秒350~ 450千米,是地球风速的上万倍,最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风从太阳大气最外层的日冕,向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的,其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种持续不断地辐射出来,速度较小,粒子含量也较少,被称为“持续太阳风”;另一种是在太阳活动时辐射出来,速度较大,粒子含量也较多,这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大,当它抵达地球时,往往引起很大的磁暴与强烈的极光,同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在,给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。