NASA首次获得太阳系磁场边缘“磁泡”显示图像

2011-6-13 14:28 来源: 搜狐
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照新、旧理论分别绘制的有关太阳“日鞘”的结构。红色和蓝色的螺旋弯曲线是磁力线

太阳系边缘的磁泡约1亿英里宽,与太阳和地球之间的距离相当。

  据国外媒体报道,近日,科学家通过旅行者探测器发回的数据首次获得了太阳系磁场边缘“磁泡”的显示图像。从电脑绘制的模型看,“磁泡”比较大,约1亿英里宽。2007年,旅行者1号探测器进入了“磁泡”区,1年之后(2008年),旅行者2号探测器也进入了“磁泡”区。起初,研究人员并未明白旅行者探测器在遥感什么,但是现在他们获得了一些有价值的发现。

  科学家奥尔夫称,“太阳的磁场一直延伸到了太阳系的边缘。在太阳旋转时,其磁场变得扭曲和褶皱,看似像芭蕾舞演员的裙子。目前,旅行者探测器所处的位置离太阳仍然很远,但那里的太阳磁场已处于褶皱状态了。”当磁场折叠情况较为明显时,会出现一些有趣的现象。磁力线纵横交错,并被“重新连接”(磁力线重联是与太阳耀斑同样充满活力的自然过程)。在发生褶皱的磁场区,磁力线也会相互拥挤,有时会因排挤发生爆炸,并由此产生“磁泡”。

  奥尔夫的同事——美国马里兰大学物理学家吉姆德雷克称,此前他们并未想到旅行者探测器能在太阳系边缘发现这样的“磁泡”。20世纪50年代,曾有科学家预测:太阳磁场的磁力线应该是非常优美、规整的曲线和弧线,并最终折回到太阳。磁泡是相对独立的,并于太阳磁场边缘断开。高能粒子传感器提供的数据显示,旅行者探测器时而浸入“磁泡”区,时而离开“磁泡”区。因此,有关太阳系磁场的旧理论仍然能够解释一些奇特的现象,但毫无疑问的是,旧的理论无法完成正确地解释旅行者探测器所发现的情况。

  有关太阳磁场结构的正确解释,具有十分重大的科学价值,因为科学家可以借助这一理论更为准确地搞清楚其他星系之间是如何相互发生作用的。研究人员称将旅行者目前所处的区域称之为“日鞘”(the heliosheath),但它实质上是介于太阳系与银河系之间的一个边缘地区。包括星际云、银河系磁场、宇宙射线在内的许多物质都试图穿越这一区域。这些“闯入者”或许会遭遇太阳“磁泡”的阻碍(按新的理论推测),或许会受到外形规整的磁力线干扰(按照旧的理论推测),这些目前还很难得到证实。宇宙射线能够说明一些问题。宇宙射线中的亚原子粒子可在黑洞或者超新星爆炸的作用下被加速到光速。这些接近光速的射线粒子若想进入太阳系,就必须穿过太阳的磁场。

  奥尔夫指出,“磁泡”或许是我们抵御宇宙射线的第一道防线,但我们还不能判定这是好事还是坏事。一方面,“磁泡”就像一个多孔的盾牌,允许一些宇宙射线透过穿孔进入太阳系。另一方面,“磁泡”可以挡住一些宇宙射线,使其陷于“磁泡”中,这也会使“磁泡”抵御能力不断增强。

  奥尔夫表示,截止目前,有关“磁泡”的证据主要来自旅行者探测器提供的高能粒子流数据。旅行者探测器对磁场的观测评估也能提供一些数据,这些数据也很有启发意义。但是,由于这一磁场非常弱,所获取的数据需要更长的时间来分析。揭开旅行者“磁泡”数据的活动仍在进行中。随着旅行者探测器的进一步深入,科学家们会了解更多更为准确的有关太阳磁场的信息,这仅仅是个开始,预计今后会有更多的惊喜。