@ 2012.01.27 , 23:23

地球上空发现巨大低温等离子体云

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地球会在接近太空的边缘产生低温等离子体—一种缓慢移动的带电粒子,这是由于阳光将气体原子中的电子“剥离”,只留下他们的带正电的核心或者叫原子核。

研究人员怀疑这些难以觉察的粒子将对即将到来的空间天气产生影响,比如本周的太阳耀斑和由此导致的地磁风暴。这是因为太阳风暴将以相似但更高速的带电粒子“轰炸”地球。

但是由于并不清楚环绕地球的低温等离子体的丰度所以并不能确认其影响有多大。

“这就像是电视里的天气预报,如果不掌握基本变量的话要做出合理的预测是很复杂的。”瑞典学院的宇宙物理学家 Mats André 说道。

研究人员早就发现在距离地面100公里的电离层(ionosphere)存在低温等离子体,但很少有人在20,000 乃至 100,000 公里的高空寻找它们。

但 André 和他的同事 Chris Cully 怀疑那里存在着低温等离子体,但他们也知道宇宙飞船上的正电荷对他们的科学探索一点帮助都没有。

因为,和产生低温等离子体的过程类似,阳光同样会将飞船材料上的电子“剥离”,使船体外壳带正电荷。就像两个匹配的磁极,这时的船体将“击退”任何环绕其周围的等离子体,人们也就无从发现它们。

为了发现这种物质,André 和 Chris Cully 转而在欧洲太空总署的集群II探测器(European Space Agency's Cluster II spacecraft)采集到的数据中分析异常现象。

这一组4个卫星在环绕地球的椭圆形高轨道上运转,在轨道的顶点,探测器几乎处于地月间距离一半的位置上。

这样一个巨大的距离给了研究人员一个监测地球磁场和电活动一个很好的机会,同样也可用于监测太阳射出的带电粒子。

集群II探测器采集到的数据反映出的是围绕探测器的低温等离子体发出的震荡波。

最终,André 和 Chris Cully 发现,低温等离子体中50~70%带电粒子已经进入了地球磁场。

André 说,现在是时候更新空间天气模型了—这要把低温等离子体因素考虑进去,这可不是儿戏,这是房间里的大象(the elephant in the room,在英国谚语中指某种巨大而无可回避的真相)。


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