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太阳风是什么物质组成的

科普小知识2022-07-31 15:30:53
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太阳的外层大气,日冕,不断向外膨胀,形成从太阳径向向外的等离子流,通常被称为“太阳风”。

太阳风导致彗星形成长尾巴,向与太阳相反的方向延伸。当人们欣赏彗星美丽的尾巴时,他们可以想象太阳风的存在。在地球高纬度地区看到的多彩极光也是由于太阳风粒子进入地球磁场,加速后在地球大气中沉淀。航天器的直接观测表明,太阳风主要由质子和电子组成,但有少量氦核和少量重离子成分。据估计,在大约100个天文单位(天文单位=日平均距离=1。在5×108千米之外,太阳风将与来自银河系的星际气体相互作用,太阳风占据的空间被称为“日光层”。研究太阳风的物理过程和规律已经成为空间物理学的一个新分支——日光层物理学。

太阳风的发现是20世纪空间探索的重要发现之一。经过近40年的研究,我们对太阳风的物理性质有了基本的了解,但太阳风是如何起源和加速的仍不清楚。显然,太阳的大气层以太阳风的形式不断失去质量和能量。然而,太阳风如何获得等离子体和能量仍然是空间物理领域长期以来未能解决的一个重要基础课题。

太阳风构成了人类活动的外层空间环境。太阳大气的扰动通过太阳风传递到地球,并通过与地球磁场的相互作用,有时会引起一系列影响人类活动的事件。例如,通信卫星故障、高纬度电网故障、短波通信和长波导航质量恶化。太阳风的变化也可能导致天气和气候的变化。随着人类在21世纪进一步利用地球的外层空间环境,空间环境预报(或“空间天气”预报)将非常重要。了解太阳风的起源及其加热和加速机制对建立有效的空间天气预报系统具有重要意义。在宇宙中,许多恒星甚至许多星系向外发射它们自己的“风”,造成它们的物质损失并影响它们周围的星际空间或星系际空间。太阳风是唯一可以直接观察到的恒星风。太阳风起源和加速机制的研究必将对理解宇宙等离子体这一常见的“风”现象产生重要影响。

国际太阳物理学术计划最近发射的观测太阳和太阳风的航天器包括“太阳天文台”、“太阳水星天文台”、“高级综合探测器”和“空间太阳望远镜”。如果上述设计中的四个重要飞行计划得以实施,太阳风起源和加速的研究将向前迈进一大步。由于对太阳大气的高分辨率观测和对太阳风甚至日冕的直接观测都是昂贵的空间飞行项目,国际合作在这一领域非常重要。