2010年1月11日 星期一

什麼是宇宙的天氣? Rethinking space weather

太陽本身的活動會噴發出很多帶電粒子,這些粒子在的起伏並不固定就像天氣一像,當這些粒子到達地球的時候因為地球本身的有磁場跟大氣圈,雖然可以部分抵擋但是還是會對很多現象造成影響.例如無線通訊或是電力供應. 這就是宇宙的天氣了 !

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http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E9%A3%8E

太陽風是從恆星上層大氣射出的超音速電漿(帶電粒子)流。在不是太陽的情況下,這種帶電粒子流也常稱爲「恆星風」。

在太陽的日冕層的高溫(幾百萬開氏度)下,氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度極快,以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的重力束縛,射向太陽的外圍,形成太陽風。 太陽風的速度一般在200-800km/s。 一般認為在太陽極小期,從太陽的磁場極地附近吹出的是高速太陽風,從太陽的磁場赤道附近吹出的是低速太陽風。太陽的磁場的活動性是會變化的,周期大約為22年。

太陽風一詞是在1950年代被Parker提出。但是直到1960年代才證實了它的存在。長期觀測發現,當太陽存在冕洞時,地球附近就能觀測到高速的太陽風。因此天文學家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關係。太陽表面的磁場及電漿活動對地球有很重要的影響。當太陽發生強烈的活動時,大量的帶電粒子隨著太陽風吹向地球的兩極,就會在兩極的電離層引發美麗的極光。

在太陽系中,太陽風的組成和太陽的日冕組成完全相同。73%的是氫,25%的是氦,還有其他一些微蹤雜質。 目前還沒有精確的測量結果。 2004年的Genesis的取樣分析還沒有結果。它在返回地球是因為緊急降落,被損壞了。這是因為它再次進入地球大氣層時,沒有打開降落傘。

在地球附近,太陽風速為200-889 km/s,平均值為450 km/s。大約800 kg/s的物質被以太陽風的形式從太陽逃逸。這同太陽光線的等價質量相比是很小的。如果把太陽光線的能量換算成質量,大約每秒鐘太陽損失4.5Tg(4.5×10^9 kg)的質量。

因為太陽風是電漿,所以太陽磁場被它承載。由於太陽的轉動,太陽磁場被太陽風拉扯成螺線形狀。通常太陽風的能量爆發來自於太陽耀斑或其他被稱為「太陽風暴」的氣候現象。這些太陽活動可以被太空偵測器和衛星測到,主要標誌是強烈的輻射。被地球磁場俘獲的太陽風粒子儲存在范艾倫輻射帶中,當這些粒子在磁極附近與地球大氣層作用引起極光現象。 具有和地球類似的磁場的其他行星也有極光現象。

在星際媒質(主要是稀薄的氫和氦)中,太陽風就像是吹出了一個「大氣泡」。在太陽風不能繼續推動星際媒質的地方稱之為日球層頂(heliopause),這也通常被認為是太陽系的外邊界。 這個邊界距離太陽到底多遠還沒有精確的結果,可能根據太陽風的強弱和當地星際媒質的密度而變化。一般認為它遠遠超過了冥王星的軌道。

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