科学家揭示太阳风日地之旅详细过程

2011-8-22 10:02 来源: 中国科学院
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  太阳风由太阳大气最外层的日冕不断向太空抛射物质粒子流形成。据美国物理学家组织网8月19日(北京时间)报道,美国西南研究院利用国家航空航天局(NASA)的环日立体摄影卫星(STEREO)数据,首次制作了清晰的太阳风视频图像,显示了一团木星大小的物质云所含的各种等离子和粒子,及其在行星际空间分布的形状和密度。研究论文将发表在9月1日的《天体物理学杂志》上。

  这些图像数据来自于2008年12月的一次日冕物质抛射(CME),太阳风从当月的12日开始以每小时上百万英里的速度,在太阳表面螺旋上升的磁力线的引导下,旋转变换飞过太空,经3天后到达地球。

  视频图像显示了太阳风旅行9300万英里(约14973万公里)到达地球的一系列动态作用过程及所展现的物理现象,包括太阳风在日冕物质抛射顶缘的堆积、内部空间、长线结构以及后尖端;在平静期出现的等离子体团,喷出这种等离子体团与原位置的密度变化有关;还有以日球层电流片为中心的V型结构,日球层电流片是太阳磁场南北极变化造成的涟漪。

  研究小组所追踪的“一小团”太阳风比月球表面暗10亿多倍,比其背后的恒星背景暗1万倍。他们利用广域日球摄影机,经过数据分析并结合了图像处理技术,从日球层明亮的前景、背景中分析提取出微弱信号,制作了从日冕物质抛射到太阳风撞击地球这一跨越日地距离的大尺度图像。

  “30年来,我们一直在研究日冕物质抛射和磁云的基本结构,以及它们跟日冕源结构间的相互作用,跟踪这些特征,就能建立起空间天气风暴和日冕源头的对应关系,并找到产生这种风暴的原因。”论文合著者蒂姆·霍华德说。

  论文第一作者、西南研究院的克雷格·迪弗雷斯特指出:“这是首次直接观察到这样大尺度的结构,而且这些数据还有很多内涵可挖。它们的意义好比第一次使用气象卫星图使地球气象研究彻底改观,这些图像也将完全改变我们研究太阳风的方式。”