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从太阳吹来的“风”

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早在1951年,德国物理学家比尔曼提出一种彗尾形成的看法。他认为太阳沸腾蒸发出来的均匀高速电子流和质子流可吹动彗星物质,使彗星尾巴始终背向太阳。到了1958年,美国一位年轻的物理学家帕克进一步对比尔曼的说法作了理论上的论证。他证明,在温度为几百万摄氏度的日冕中,一些电子和质子热运动的速度很高,以致于它们能够脱离太阳的引力束缚,形成吹向宇宙空间的连续的粒子流,帕克把它叫做太阳风。帕克预言,在地球轨道附近,太阳风的速度应该达到每秒400~500千米,超过了子弹的速度。

人造卫星上天不久,1959—1961年,原苏联发射的行星际空间站和美国发射的“探险者10号”的空间探测器都装备有粒子探测器,这些仪器果然在地球周围测量到有很大流量的带正电荷的快速离子流。1962年“水手2号”空间探测器进行了连续三个月的观测,不仅肯定了太阳风的存在,而且测定出太阳风的速度为每秒319~771千米,太阳风的密度约为每立方厘米1~50个粒子,与帕克的预言十分相符。

观测表明,在地球轨道附近,有时会出现每秒达1000千米的高速太阳风。宇宙飞船用x光拍摄太阳,在太阳的x光照片上,发现日冕存在着没有闭合磁场的区域──冕洞,太阳风高速流就是从冕洞中发出来的。随着太阳自转,冕洞就像花园中浇花的旋转水龙头一样,不断地将日冕中的微粒流洒向宇宙空间。当这些太阳风高速粒子流刮到地球附近,就会使地球磁场发生扰动,产生磁暴,导致地面上的短波无线电通讯受到严重干扰。太阳风高速粒子还会使地球的两极地区高空大气发出美丽的极光。太阳风的强弱变化,会使地球磁层出现膨胀或收缩,触发磁层的爆发活动,可能把在太空运行的人造卫星击毁,对航天飞行造成危害。

我们地球上刮的大风,风速一般在每秒钟十几米至几十米,而太阳风的速度比地面最大的风速要高出1万倍以上。难怪彗星上面的气体和尘埃,被太阳风吹出一条长长的尾巴。当一颗彗星离太阳很远的时候,人们从望远镜里看到的是一个发光的云雾状斑点。当彗星逐渐地靠近太阳时,由于太阳风以及太阳辐射压力的作用,彗星的气体、尘埃等物质被吹向背离太阳的一面,而且离太阳越近,这种作用也就越大,彗尾拖得就越长。

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