[太阳系] 神奇的太阳风效应

  最近十年来,天文学上的重大发现之一就是,不仅确定了太阳的能源,而且也确定了太阳的电磁辐射.太阳跟原子反应堆一样,产生着高速原于核和电子微粒辐射,它以每秒500公里的高速奔离太阳的表面,几天后就能到达地球.它比声速快100多倍.然而,在几年前,人们对今天发现的这种太阳特性,还是完全陌生的.太阳这颗恒星对我们生存的意义,现在要重新认识.就今天判断的结论而言,从这个发现中便能得出,太阳对地球来说,是生命形成和发育的源泉,因为它向我们提供了无法得到的能量,又是那么慷慨无私,那么多.太阳使我们避免了从宇宙深处射来的致命影响,为了能对


  此有所了解,首先,我们必须熟悉太阳的粒子流或称之谓"太阳风".它有着神奇的效应.


  长期以来,人们就已知道,任何一种神秘莫测的古怪力量都是来自太阳.


  当彗星接近太阳时,这种力量在一定的场合下就会表现出来.


  在很早以前,由于童星或"扫帚星"的突然出现以及它们的奇特外观,人们总认为它们是天灾人祸的预兆.实际上,它们是一种较小的天体,直径为几百公里,最大者为几千公里,是一些较小的和冰冷物质的碎块所组成.


  它们在偏心率很大、异常长的椭圆形轨道上绕着太阳运转.根据对它们轨道的计算,得知有些彗星绕太阳一周需要几千年.当它们位于离太阳最远的地方时,与太阳的距离竞可达2~3光年!这一距离已达到太阳系与最近恒星的距离的一半.究竟与最近恒星的距离有多少还需要进一步研究,但地球的"宇航员"任何时候都能进入邻近的太阳系,因此,我们的太阳系与相邻的太阳系之间存在着一种直接的物质联系.有时在远日点,两相邻恒星的彗星轨道是相互交叉的.当彗星在近日点受到行星的引力影响,重新发生摄动,轨道变为不规则.因而,可以确切地认为,彗星轨道的远日点是会反复变换的,即一个恒星的智星可以进入到相邻恒星的引力范围,并绕后者旋转.


  假设这种思想进一步发展,并考虑到大多的彗星最后由于轨道摄动的增强,那么,彗星就有可能被行星捕获而致命.它们的平均寿命可能只有100万年,最后以"流星"或"陨星"的形式坠落到某颗行星上.由此可以认为,我们的地球不仅有来自太阳系的,而且还有来自我们的宇宙近邻——某个外太阳系上的物质.


  这里,我们对彗星感兴趣完全出于另外的理由,就是彗星的指向究竟意味什么力起作用?


  游散的彗星物质碎块一般是冷的,由于它们离我们很远,看不见.这种彗星物质在偏心的轨道上运行,迟早总要运行到太阳附近.当它们运行到太阳附近时,在太阳的影响下,可看到前所未有的惊人壮观.由于太阳的加热作用,从固体彗核中会逸出气体.从分光镜中可以看出,它们是一氧化碳和氮.这些气体以每秒钟1000公里的高速度离开彗核,在太阳光线的照射下开始发光.只有当彗星运行到近日点及其附近时,才能形成引人注目的彗尾.


  彗尾的长度可达一亿公里,甚至二亿公里.


  很早以前,天文学家发现,彗尾的指向有一个共同特征:总是背向太阳.


  现在,人们自然相信,彗星后面总是拖着长长的尾巴.不过这仅仅是从地球上所处环境的角度来推测的.宇宙空间是没有空气阻力的,究竟是什么力量使彗星有长尾巴呢?假如在一般情况下,彗尾的方向从表面上看是任意的,无规则的,难以预测的.然而,彗尾指向实际上是很有规律的,而且每一个彗尾的指向总是向太阳的.


  人们可以看到彗星开始趋近太阳时,即它在轨道上的头一个位置时,后面己拖曳了一个尾巴.彗星在轨道每个位置上的尾巴指向都是背向太阳的.


  当彗星越过近日点后,尾巴由原来后面变为在前面顶推着.


  长期以来,根据这些观测知道,任何斥力都来自太阳,它使彗尾在宇宙空间像风信旗一样.不久前,确实还不清楚这一现象是由什么力引起的,有人认为,它也许是太阳光的压力效应.很早以前,人们看到彗星尾巴总是背着太阳,由此联想到太阳是不是也有风,当然这种风不是空气而是物质粒子流.正式提出太阳风这么一个很形象化的名称是20世纪50年代的事.60年代初,人造卫星和探测器在空间所进行的观测,不但证实了太阳风的存在,而且给出了太阳风的平均密度、速度等特征.从太阳风人们又联想到其他恒星是否也有"恒星风".近年来,天文学家确已发现一些年轻恒星正以类似太阳风的形式失去物质.


  1973年天空实验室的发射,把空间太阳观测发展到空前的新时代.长期观测表明,太阳风是最依赖太阳活动的现象.当太阳赤道存在冕洞时,地球附近就观测到高速太阳风,因此天文学家认为冕洞是高速太阳风的重要源泉.


  太阳风也是影响地球的重要现象之一.当太阳风向地球极区吹来时,便在地球两极电离层上绘出了美丽的图画——极光,特别是太阳黑子多的时候,极光更是频频出现,并向中纬度延伸.极光的形态千变万化,有时像一片飘逸的云浮在天空,有时像黄绿色的一段弧悬在天穹,犹如空中彩桥,也有时像天上悬下来的一块色彩绚丽的幕布,还有时像一盏巨大的霓虹灯,光彩夺目.19世纪后半叶,物理学家的实验证明,极光是地球周围的一种大规模放电过程.科学家对太阳风的认证进一步揭开了极光之谜:来自太阳的带电粒子到达地球附近,地球磁场迫使它们之中的一部分沿着磁力线集中到地球的南北磁极.当它们闯入极地的高层大气时,同时大气中的分子和原子碰撞,从而使大气中的分子和原子激发,产生出光辉,引起了极光.由空间探测器获得的行星空间探测结果表明,极光现象并不局限于地球,太阳系内某些具有磁场的行星上也有极光.


  太阳"风"在含义上的表达是最恰当的和直观的,因为,在一般的含义中,它显然与辐射无关,而与物质粒子的发射有关,这种粒子是很微小的,量级为原子级.显然,这里在字面上所指的是,从太阳吹向宇宙空间的风是一种极其稀薄的风,尽管具有很大的速度,但不能使地球上的旗帜飘扬起来.


  但是,它的力量足以飘起稀薄得几乎无重量的物体,如彗尾.现在可以肯定,彗星风信旗所指示的风是由质子和电子组成的太阳风.极光也是由太阳风引起的.这两种神奇的太阳风效应,经过人们上百年的探索才搞清楚.


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