借助美國宇航局“西彌斯”衛(wèi)星,美國科學家首次查明了動態(tài)北極光背后的觸發(fā)機制。
太陽風與地球大氣原子沖撞后可以產(chǎn)生極光,但這種極光極其微弱,肉眼一般無法看到。通常人們在北極地區(qū)夜空中見到的五彩斑斕、變幻莫測的極光為動態(tài)極光。有時,極光甚至會高度動態(tài)
地呈現(xiàn)出狂野變幻的色帶?茖W家認為,動態(tài)北極光是受亞暴即地球磁層能量釋放干擾所致。
多年來,針對亞暴的發(fā)生機制,一些科學家曾提出不同的理論并一直為此爭執(zhí)不下。一個美國科學家小組24日在《科學》雜志電子版上發(fā)表報告說,對“西彌斯”衛(wèi)星觀測結(jié)果的最新分析表明,磁重聯(lián)理論是正確的。
磁重聯(lián)理論認為,亞暴發(fā)生在距離地球約13萬公里的地方。在那里,地球磁層兩個磁場的磁力線由于貯存太陽風能量而相互靠近。當二者之間達到一個臨界值時,磁力線便重新排布,導(dǎo)致磁能轉(zhuǎn)化為動能和熱能。能量釋放使得等離子體加速,產(chǎn)生加速運動的電子與地球大氣層發(fā)生“沖撞”,結(jié)果導(dǎo)致亞暴發(fā)生。
“西彌斯”項目首席科學家瓦西利斯·安耶洛普洛斯說:“我們的數(shù)據(jù)首次清晰地表明,磁重聯(lián)才是亞暴背后的觸發(fā)機制。”他比喻說,磁重聯(lián)就好像彈弓一樣,使等離子體沿磁力線方向加速,造成原本安靜的極光受其擾動而富于變幻。
以前有關(guān)地球磁層的一些探測項目受觀測位置單一的局限,都沒能探明亞暴的發(fā)生機制。去年2月發(fā)射升空的“西彌斯”衛(wèi)星共包括5顆微型衛(wèi)星,它們在精心設(shè)定的不同軌道上能夠同時捕捉亞暴蹤跡?茖W家預(yù)計,“西彌斯”在其探測使命中能觀測到大約30次亞暴。
動態(tài)北極光其實只是亞暴的“副產(chǎn)品”之一。亞暴還可能嚴重破壞繞地球運行的衛(wèi)星,使地面的電網(wǎng)和通信系統(tǒng)癱瘓,甚至危害到在太空行走的宇航員。
安耶洛普洛斯說,他們希望在“西彌斯”衛(wèi)星的幫助下能更深入地了解亞暴,最終更準確地進行“太空天氣預(yù)報”,預(yù)測類似的大規(guī)模能量釋放事件何時發(fā)生,以便提前采取防范措施保護宇航員、衛(wèi)星以及地面電網(wǎng)等。
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