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太阳对地球生命的重要性无需言说,只有了解太阳的工作方式,才能让我们更好地理解——太阳是如何赋予生命能量的。
太阳吸引着各个时期的人类:从石器时代起,人类就已经学会观察太阳在一年中的每个重要位置从而记录时间;但直到19世纪,天文学家才开始触碰到太阳的面纱;到了今天,科学家还知道除了提供这个世界保持生命必需的光和热以外,太阳还会通过电磁波的形式与地球相互作用。
尽管地球的绝大多数生命不会察觉到这些相互作用,但它们对生命来说同样重要。
不安分的太阳
19世纪是人类对太阳能研究特别专注的一年,太阳黑子周期也在这一时间段被科学家摸索出来。德国天文学家塞缪尔在观察太阳17年后,他意识到黑子的数量会以大约11年的周期波动。
在周期开始时,太阳黑子的数量很少,它们只会出现在太阳表面的较高纬度区。接下来的5-6年里,黑子的数量开始逐渐增加,出现的位置也慢慢向着太阳赤道移动。当太阳黑子的数量在太阳赤道最近的位置到达一个极限时,数量级反之开始逐渐变小,直至下一个周期重新开始。
太阳风与地球磁场碰撞
“风”起
同时期,伴随着地球上创下新纪录的电磁风暴,科学家还观测到了巨大的太阳耀斑。在此期间,指南针无法旋转,用于通讯的电报系统受到严重破坏。这些结果表明,太阳超强的磁力以某种方式到达了地球。
有天文学家注意到,彗星的尾巴总是指向远离太阳的方向,这一点暗示了也许有种“风”从太阳流走。直到20世纪,科学家才发现这一点与太阳大气是息息相关的,也就是所谓的日冕。日冕的高温帮助粒子获得足够的能量逃离太阳的引力并流向深空,后来人们将其称为太阳风。
通过对太阳风的直接检测,发现它是一种由等离子导电气体组成的物质,每立方厘米的空间中含有数百个粒子。太阳风会像气泡一样将整个太阳系包裹,可以将太阳的电磁影响传达给地球。极光就是就是由一系列复杂的磁相互作用产生的,而根本原因正是太阳风等离子体粒子与地球大气中的分子发生了碰撞导致。
极光
太阳天气的侵害
随着人类的科技水平越来越发达,我们必须保护所依赖的电子设备不受太阳天气(太阳风暴)的侵害。
太阳是一个散发着热气和等离子的巨大球体,当数十亿吨电磁粒子以高达每小时3000千米的速度抛向外太空时,通常表示太阳耀斑也在同时发生。其中的等离子气体以无线电波、可见光、紫外线辐射和X射线的形式发射到太空,从而形成独特的星际磁场,然后传达到太阳系的各个角落。
太阳风会与地球磁场产生碰撞,引发一场地磁风暴,直接影响或损坏外太空中的卫星,也可以干扰到地面的电子设施。1989年,太阳风引发的地磁风暴就导致北美洲部分地区断电9个小时;2003年,一个太阳风团与地球擦肩而过,许多卫星因此损坏,信号中断数小时之久。
看似平静的太阳,可没想象中的那么老实。科学家也只得埋头继续钻研这个让我们又爱又恨的恒星——谁让它与地球息息相关呢。
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