科學家在地球磁層內發現微小渦流 (2005-08-22)
發布時間:2007-12-04
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來源:科技日報
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歐洲航天局科學家日前首次通(tōng)過歐航局“星簇計劃”的(de)4顆衛星,在地球磁層範圍發現(xiàn)了微小渦流。這一發現對於揭開太陽風衝(chōng)破地球磁層進入(rù)地球的機(jī)製有很大(dà)幫助。
據歐(ōu)洲航天(tiān)局最新公報稱,這4顆衛(wèi)星的主要任務是對磁層空間進行大規模(mó)觀察(chá),以便探測磁層(céng)中(zhōng)各種邊界層的微觀結構,它們此次發現的是直徑約100公裏的微小渦流。2001年11月20日,這4顆(kē)衛星在從地球(qiú)背後麵向太陽的一側,曾發(fā)現(xiàn)磁層頂層有巨大渦(wō)流,寬度約4萬公裏(lǐ),相當於地球半徑的6倍(bèi)。
科學家此前通過(guò)數學模型推算出了(le)除大型渦流外(wài),還應該有半徑幾百甚至幾公裏的微小渦流存在。本次(cì)發現(xiàn)的微小渦流證明了數學模型的正確性,它對於研究(jiū)微小渦流(liú)與大(dà)渦流的關係、大渦流如何演變(biàn)、渦流形成機製以及太陽風入侵具體機製都有非常大的幫助。
地球磁層是阻擋來自太空尤其是太陽輻射轟擊的第一(yī)道防線。然而看似無法突破的屏障,卻屢屢被太陽風穿透,並且(qiě)磁層(céng)本(běn)身也(yě)屢屢被太陽風中的等離子粒子所覆(fù)蓋。科學家十幾年來一直在研究其中的(de)奧妙。
科學家表示,這些(xiē)渦流是由太陽風吹向地球磁層(céng)引起的。也就是說,當(dāng)兩個相鄰但速度不同的物質(zhì)流在流動時,其中(zhōng)一股物(wù)質流會滑過另一股物質流,這便會引起渦(wō)流。例如風從(cóng)海麵上滑過,引起海水或大氣的渦流。
正是在磁層頂層形成(chéng)這些渦流時,磁層保護結構受損,太陽風(fēng)的(de)等離子粒子借助磁層渦流(liú)長驅直入,到達磁(cí)層(céng)以內。盡管隻有不(bú)到1%的等離子能量被太陽風吹(chuī)了進來,但這一現象對地球的影響還是很(hěn)大。除在地球磁場激發下導致極光外,到達地球磁層內的太陽風能量還將觸發磁暴和電離層(céng)暴,影響正在運(yùn)行的衛星和載人航天器,使衛星定位導航信號出現誤(wù)差,甚至使靠近(jìn)地磁極區(qū)附(fù)近(jìn)的輸電網絡被強大的感應電(diàn)流燒毀。