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借助美国宇航局“西弥斯”卫星,美国科学家首次查明了动态北极光背后的触发机制。
太阳风与地球大气原子冲撞后可以产生极光,但这种极光极其微弱,肉眼一般无法看到。通常人们在北极地区夜空中见到的五彩斑斓、变幻莫测的极光为动态极光。有时,极光甚至会高度动态
地呈现出狂野变幻的色带。科学家认为,动态北极光是受亚暴即地球磁层能量释放干扰所致。
多年来,针对亚暴的发生机制,一些科学家曾提出不同的理论并一直为此争执不下。
一个美国科学家小组24日在《科学》杂志电子版上发表报告说,对“西弥斯”卫星观测结果的最新分析表明,磁重联理论是正确的。
磁重联理论认为,亚暴发生在距离地球约13万公里的地方。在那里,地球磁层两个磁场的磁力线由于贮存太阳风能量而相互靠近。当二者之间达到一个临界值时,磁力线便重新排布,导致磁能转化为动能和热能。能量释放使得等离子体加速,产生加速运动的电子与地球大气层发生“冲撞”,结果导致亚暴发生。
“西弥斯”项目首席科学家瓦西利斯·安耶洛普洛斯说:“我们的数据首次清晰地表明,磁重联才是亚暴背后的触发机制。”他比喻说,磁重联就好像弹弓一样,使等离子体沿磁力线方向加速,造成原本安静的极光受其扰动而富于变幻。
以前有关地球磁层的一些探测项目受观测位置单一的局限,都没能探明亚暴的发生机制。去年2月发射升空的“西弥斯”卫星共包括5颗微型卫星,它们在精心设定的不同轨道上能够同时捕捉亚暴踪迹。科学家预计,“西弥斯”在其探测使命中能观测到大约30次亚暴。
动态北极光其实只是亚暴的“副产品”之一。亚暴还可能严重破坏绕地球运行的卫星,使地面的电网和通信系统瘫痪,甚至危害到在太空行走的宇航员。
安耶洛普洛斯说,他们希望在“西弥斯”卫星的帮助下能更深入地了解亚暴,最终更准确地进行“太空天气预报”,预测类似的大规模能量释放事件何时发生,以便提前采取防范措施保护宇航员、卫星以及地面电网等。