(2009年04月16日 20:01:20)
本报驻美国记者毛黎
长期以来,太阳和地球之间的关系(或称日地关系)始终是科学家研究的对象。太阳的活动对地球具有显著的影响。太阳日冕物质抛射所形成的太阳风就是典型事例,也是人们研究的重点之一。
人们通过观察研究发现,太阳日冕物质抛射时,将高达数10亿吨的等离子体物质以每小时数千英里的速度射向太空。带有磁场的等离子体能够在太空中产生巨大的移动干扰冲击波,冲击波可以加速周围的粒子让它们达到高能态,形成太阳宇宙射线。
当太阳风“刮”向并到达地球时,它在地球南极或北极的上空与高层大气相互作用,产生明亮多彩的极光。然而,太阳风中夹带的宇宙射线能给人类社会带来伤害。
自从19世纪无线电报发明起,人们便发现日冕物质抛射能给某些新技术的应用带来麻烦。例如,它对地球电磁场产生的干扰可导致电网出现极高的电流,导致输电中断,引起大范围的停电;它能干扰地面控制中心和卫星与靠近两极飞行的飞机驾驶员之间的通信;它产生的无线电噪音还能扰乱手机服务。
为深入了解日地关系,美国国家宇航局于2006年10月发射了STEREO(日地关联天文台)观察卫星,这两颗几乎相同的日地观测卫星在地球两侧与地球同速同轨道绕太阳运行。它们如同人用双眼观察物体一样,从不同的两点同时观察太阳日冕中发生的物质抛射和其在太空中的传播,为人们研究太阳风提供了前所未有的独特科学手段。
2009年4月14日,美国国家宇航局宣布,STEREO首次为科学家提供了观察强烈的太阳日冕物质抛射速度、轨迹和形状的立体图。美国国家宇航局还表示,随着更多有关日冕物质抛射立体图的获得,科学家们将有能力预测抛射所形成的太阳风是否会影响及如何影响人类地球。
据悉,利用STEREO产生的立体图,科学家们可测量一次太阳物质抛射在日冕中的结构、矢量、质量和方向,并追踪抛射在行星际空间的传播过程。这些测量能帮助人们了解抛射何时到达地球,以及它将给地球的磁层带来多大的作用能量。磁层是地球自身的防护性磁屏蔽罩。
美国海军研究实验室太阳研究科学家安吉罗洛斯·沃尔里达斯表示,在STEREO启用之前,人们对太阳附近日冕物质抛射的测量和数据记录只能等到抛射到达地球后3天至7天才能完成。现在,人们可从物质抛射开始直到它到达地球,全程观测它的行踪。与此同时,人们还能借助拍摄到的图像重塑整个物质抛射过程的立体图。沃尔里达斯是STEREO上搭载的主要科学仪器组———日地关系之日冕与太阳圈研究设备的项目科学家。
美国宇航局总部STEREO项目科学家马德霍里卡·古哈萨库塔认为,日地关系观察卫星所处的有利测量点给太阳物理学研究带来了革命性的变化。借助新的太阳日冕物质抛射三维观察能力,人们能更好地确定抛射效应对地球的影响。
STEREO是美国宇航局科学任务委员会日地探测计划的组成部分。该计划的目标是了解从太阳到地球和其他行星整个太空环境的基本物理过程。此外,日地探测计划还试图了解太阳过程是如何影响地球上的社会、技术体系和生存环境的。这些信息也许能让人们拥有更完备的能力,预测太空中极端和变化的条件,以及开发提高人类和机器人太空探索安全性的新技术。(本报华盛顿4月14日电)