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太阳风是怎么回事（第1页）

太阳风是怎么回事

太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体流，或者叫带电粒子流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常被叫做“恒星风”。作为一种连续存在，太阳风是来自太阳的以200～800千米秒的速度运动的等离子体流。

虽然这种物质不是由气体的分子组成（与地球上的空气不同），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类似于空气流动，所以称它为太阳风。

*发现太阳风

1850年，一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时，发现太阳表面出现了一道持续了约5分钟左右的小小闪光。卡林顿认为自己或许碰巧看到了一颗大的陨石落在太阳上。

到了20世纪20年代时，随着研究太阳仪器的不断更新，更精致的探测仪器出现了。通过观察人们发现，这种“太阳光”其实非常普通，它的出现往往与太阳黑子有关。在1899年，美国天文学家霍尔就发明了一种“太阳摄谱仪”来观察太阳发出的某种波长的光，这样通过太阳大气中发光的氢、钙元素等的光，人们就能拍摄到太阳的照片。结果查明，太阳的闪光并不是所谓的陨石落在太阳上，而不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。

小型的闪光非常普通，尤其在太阳黑子密集的地方，一天就能看到不下100次，特别是在黑子“生长”过程中更是如此。但很少见到像卡林顿看到的那种巨大的闪光，那种闪光一年也只发生几次而已。

不过，因为这种闪光爆发的方向正冲着地球，它也会对地球产生影响。在这种爆发过后，地球上就会一再出现奇怪的事情，比如罗盘的指针会发狂似地摆动，变得不安分起来，因此这种效应也被称为“磁暴”。

天文学家通过更加仔细地研究，发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛出去很远，其中有些还会克服太阳的巨大引力，射入空间。众所周知，氢的原子核就是质子，太阳的周围也有一层质子云以及少量复杂原子核。1958年，美国物理学家帕克就把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。

*太阳风的成因

那么太阳风究竟是怎样形成的呢？这就需要我们先了解一下太阳大气的分层情况。

我们通常情况下把太阳大气分为6层，由内往外依次为日核、辐射区、对流层、光球、色球和日冕。日核的半径约占太阳半径的14，它集中了太阳质量的大部分，而且太阳99％以上的能量都发生在这个地方；光球也就是我们平常所见到的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部都是由光球面发出的；日冕属于太阳的外层大气，位于太阳的最外层。太阳风就是在这里形成并发射出去的。

从用X射线或远紫外线拍下的日冕照片中，我们可以看到在日冕中，有着大片的暗黑区域（呈长条形或不规则形状），通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，可以发现在日冕上这些黑暗区域长期存在着，与其他区域相比，这里的X射线强度要低得多，从表观上看就像日冕上的一些洞，我们将其称为“冕洞”。

作为太阳磁场的开放区域，冕洞的磁力线会向宇宙空间扩散，而顺着磁力线大量的等离子体也会跑出去，形成高速运动的粒子流（就是我们前面所说的太阳风）。太阳风从冕洞喷发出去后，会向四周迅速吹散（夹带着被裹挟在其中的太阳磁场）。因此我们可以肯定，太阳风至少可以吹遍整个太阳系。

太阳风从太阳“吹”向地球，一般只需要花费5～6天的时间。它一直可以“吹送”到冥王星轨道以外“日冥距离”（约合50个天文单位，即50×1。49亿公里）的4倍处，才被星际气体所制止。

*太阳风对地球的影响

强劲的太阳风“吹”向地球时，也会对地球产生一系列的影响：

首先，它会对地球磁场产生影响。强大的太阳风能把原来条形磁铁式的磁场破坏掉，将它压扁而不对称，形成一个固定的区域——磁层。磁层的外形像一只“蝉”（头朝太阳，而“尾部”则会拖得很长）。

其次，地球上南北极及其附近上空的空气分子和原子也会被太阳风的带电粒子流所激发。这些微粒受激后，可以发出极光，并且形态各异。巨大的冲击还会使磁场强烈地扭曲，产生电子湍流（被称为“杀手”）。这种电子湍流不仅能钻入卫星内部从而造成永久性破坏，还能切断变电器及电力传送设施，从而使地面电力系统全面崩溃。而且，太阳风的带电粒子流还会干扰地球上空的电离层，引起磁爆现象，对无线电短波通讯、电视、航空和航海等事业十分不利。

同时，太阳风还会引发磁层亚暴，从而在距离地球表面3。6万千米的高空处产生强烈的真空放电和高压电弧，这对于同步轨道上的卫星不啻为一场灾难，甚至还会因此而殒灭。1998年5月发生的一次太阳风，就令美国发射的一颗通讯卫星失灵，最后殒灭。1998年5月发生的一次太阳风，也使美国发射的一颗通讯卫星失灵，导致美国4000万个寻呼用户无法收到信息。

此外，太阳风还会对大气臭氧层的变化产生影响，并向下逐层传递，直到地球表面，使地球气候发生异常变化，甚至还会进一步影响地壳，从而造成火山爆发和地震。在1959年7月15日，人们就观测到太阳突然喷发出一股巨大的火焰，这实际就是太阳风的风源。7月21日，当这股猛烈的太阳风吹袭到地球近空时，地球的自转速度突然减慢了（约0。85毫秒），而这一天全球也发生多起地震。与此同时，地磁场也发生了激烈扰动，被称为“磁暴”，环球通信突然中断，一些飞机、船只，由于是靠指南针和无线电导航的，一下子变成了“瞎子”和“聋子”。

小知识——什么是光年

光年，指的是光在真空中行走一年的距离，是由时间和速度计算出来的。光年不是时间单位，而是长度单位。一光年约为9。46万亿千米。更正式的定义为：在一年的时间中（即365。25天，每天相等于86400秒），在自由空间及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299，792，458米（准确），所以一光年就等于9，454，254，955，488，000米（按每分钟60秒一天24小时一年365天计算）。