科技日?qǐng)?bào)北京6月2日電 （記者常麗君）澳大利亞天文學(xué)家利用一種新方法，讓位于澳大利亞西部的默奇森廣域陣列（MWA）射電望遠(yuǎn)鏡擁有了三維視野，探測(cè)到圍繞地球的磁氣圈內(nèi)層存在管狀的等離子體結(jié)構(gòu)，并繪制出它的圖像。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《地球物理學(xué)研究快報(bào)》上。
“60多年來(lái)，科學(xué)家一直相信存在這種結(jié)構(gòu)，但繪制它的圖像還是第一次。我們提供了可視化的證據(jù)，證明了它們真的在那兒?！闭撐牡谝蛔髡摺⑷焯祗w物理學(xué)卓越中心（CAASTRO）和澳大利亞悉尼大學(xué)物理學(xué)院的克莉奧·盧說(shuō)，“發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)非常重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)造成信號(hào)失真，影響民用和軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。所以，我們需要理解它們?！?/p>
科學(xué)家繪出的磁氣圈內(nèi)管狀等離子體結(jié)構(gòu)（圖片來(lái)自美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)）
據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，位于澳大利亞西部沙漠中的MWA由128個(gè)天線組成，占地約9平方公里，作為一臺(tái)儀器一起工作。MWA擁有快速拍攝能力，能高效實(shí)時(shí)地拍攝等離子體的運(yùn)動(dòng)。
研究人員把來(lái)自東邊小天線的信號(hào)和來(lái)自西邊小天線的信號(hào)分開(kāi)，讓MWA擁有了看到三維景象的能力?！熬拖駬碛辛藘芍谎劬Γ覀兡芴綔y(cè)到這些景象的三維結(jié)構(gòu)，看到它們到處移動(dòng)?！北R說(shuō)，“我們能測(cè)量它們之間的間距、離地高度和傾斜度。以前這是不可能的，這是一種令人興奮的新技術(shù)?！?/p>
地球上方被自身磁場(chǎng)籠罩的空間，稱(chēng)為磁氣圈，充滿著大氣被陽(yáng)光電離所形成的等離子體。磁氣圈最內(nèi)層是電離層，在電離層上方是等離子層，它們形成各種奇怪的結(jié)構(gòu)嵌入電離層中，比如研究人員最近發(fā)現(xiàn)的這種“管子”。盧說(shuō)：“我們檢測(cè)到它們的位置在地面上方約600公里處，在上電離層，看起來(lái)是逐漸向上進(jìn)入等離子層。這里大氣異常稀薄，屬于向外層空間等離子區(qū)的過(guò)渡區(qū)域?！?/p>
現(xiàn)在，MWA的三維視野有能力提供更多深入分析，揭示這些等離子結(jié)構(gòu)是怎樣形成的。盧的導(dǎo)師塔拉·墨菲說(shuō)：“當(dāng)研究人員第一次看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，許多資深同事認(rèn)為這結(jié)果‘太好了，以至于未必是真的’，觀察過(guò)程中可能有不明原因破壞了結(jié)果，但在隨后幾個(gè)月里，克莉奧讓他們信服了這些不僅是真的，而且具有重要的科學(xué)意義?！?/p>
位于澳大利亞西部的默奇森廣域陣列（MWA）射電望遠(yuǎn)鏡（圖片來(lái)自科技世界網(wǎng)）
什么是“磁氣圈”？
磁氣圈（磁層）是地球的磁場(chǎng)區(qū)域，包裹著地球周?chē)粚涌床灰?jiàn)的帶電粒子，它相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的保護(hù)層，使得地球免受太陽(yáng)風(fēng)的沖擊。它可以阻擋來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子流，有效地阻擋著太陽(yáng)風(fēng)的侵襲，可避免帶電粒子流將能量傳輸至大氣層中的氣體分子，從而使氣體分子無(wú)法逃離地球的重力牽引。這一發(fā)現(xiàn)將有助于人們準(zhǔn)確地推算出地球的形成時(shí)間和年齡。
磁氣圈（磁層）是地球的磁場(chǎng)區(qū)域，包裹著地球周?chē)粚涌床灰?jiàn)的帶電粒子，它相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的保護(hù)層，使得地球免受太陽(yáng)風(fēng)的沖擊（圖片來(lái)自世界科技網(wǎng)）
磁氣圈起到保護(hù)地球生物的作用，它可以阻擋來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子流，有效地阻擋著太陽(yáng)風(fēng)的侵襲，可避免帶電粒子流將能量傳輸至大氣層中的氣體分子，從而使氣體分子無(wú)法逃離地球的重力牽引。2009年5月31日， 據(jù)英國(guó)報(bào)道，科學(xué)家通常認(rèn)為對(duì)地球具有防護(hù)屏作用的磁氣圈能夠保護(hù)地球大氣層，但最新研究顯示，地球磁氣圈卻暗地里偷偷流失大氣層氣體。
給磁氣圈“充電”
太陽(yáng)風(fēng) 科技世界網(wǎng)太陽(yáng)風(fēng)所帶來(lái)的能量能夠成為地球極光的光源并左右著范艾倫輻射帶的能量。通過(guò)利用8艘地球軌道航天器成直線飛行這一稀有時(shí)機(jī)，空間物理學(xué)家已經(jīng)確定太陽(yáng)風(fēng)能量影響極光與范艾倫輻射的位置與方式。
已知地球磁層（地球的磁場(chǎng)充滿了等離子體）的能量來(lái)自于太陽(yáng)風(fēng)。在這一過(guò)程中，磁層中的等離子體成為水滴狀；而磁力線則在太陽(yáng)風(fēng)的作用下不斷延伸與壓縮，能量也在這一過(guò)程中被儲(chǔ)存下來(lái)。受能量壓迫的磁力線會(huì)在地球與月球軌道中心的某一點(diǎn)上互相融合或者再連接。
地球磁層能量來(lái)自于太陽(yáng)風(fēng)（圖片來(lái)自世界科技網(wǎng)）
但最新的研究結(jié)果顯示：再連點(diǎn)并非僅僅只是將儲(chǔ)存在磁層中的能量釋放出來(lái)，該報(bào)告在線發(fā)表于近日的《科學(xué)》雜志上。根據(jù)最新研究，能量從再連點(diǎn)釋放出來(lái)，在前方（朝向地球與宇宙的兩個(gè)方向）各形成一個(gè)具有強(qiáng)烈磁力的區(qū)域，能量從該區(qū)域釋放出來(lái)并以接近每小時(shí)150萬(wàn)公里的速度向地球和宇宙深處沖擊而去。該強(qiáng)磁力區(qū)域會(huì)將等離子體加熱，并將帶電粒子送往地球，而在這一過(guò)程中所產(chǎn)生的狂暴能量促成了極光與輻射帶的產(chǎn)生。
NASA公布磁氣圈圖
據(jù)媒體報(bào)道，擁有鐵核的地球就像是一塊巨大的磁鐵，在地球周?chē)纬梢粋€(gè)巨大的磁場(chǎng)，保護(hù)我們免遭有害的太陽(yáng)輻射侵襲。最近，美國(guó)宇航局公布了地球磁場(chǎng)——磁氣圈的可視圖，從太空展現(xiàn)地球磁場(chǎng)。
美國(guó)宇航局公布的磁氣圈可視圖（圖片來(lái)自科技世界網(wǎng)）
這幅圖像是一幅概念圖，立基于進(jìn)入太空時(shí)代后獲取的科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)。橙線和藍(lán)線代表地球磁場(chǎng)線的北極性和南極性。磁氣圈的磁場(chǎng)線肉眼不可見(jiàn)，但可以被傳感器探測(cè)到。傳感器負(fù)責(zé)計(jì)算在地球周?chē)沾┬械脑恿Ｗ印獛щ娰|(zhì)子和電子的數(shù)量。
與臭氧層一樣，磁氣圈對(duì)地球上的生命至關(guān)重要。磁氣圈（磁層）是地球的磁場(chǎng)區(qū)域，包裹著地球周?chē)粚涌床灰?jiàn)的帶電粒子，它相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的保護(hù)層，使得地球免受太陽(yáng)風(fēng)的沖擊。它可以阻擋來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子流，有效地阻擋著太陽(yáng)風(fēng)的侵襲，可避免帶電粒子流將能量傳輸至大氣層中的氣體分子，從而使氣體分子無(wú)法逃離地球的重力牽引。
聯(lián)系客服
