作者Morbert (融)
看板EarthScience
标题[新闻] 地球上空高速电浆喷流来源 Cluster卫星解谜
时间Fri May 7 05:19:04 2010
地球上空高速电浆喷流来源 Cluster卫星解谜 2010.05.06 NowNEWS
http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/100506/17/25630.html
科学家知道地球上空有向下的弓形震波(bow shock)高速电浆喷流(high-speed plasma
jets)已有10年之久,但一直不确定这些高速电浆喷流的来源究竟为何。透过欧洲航
太总署(ESA)的4架Cluster卫星群,科学家终於解开这个悬宕10年的谜题,而且或许
其他天文物理观测到的震波也具有相同的发生机制。
Cluster卫星群是以绕极方式环绕於地球上空,每艘卫星之间相距约950公里。这些卫
星於2000年夏天首度开始从事绘制地球磁层的立体空间图。其中在2007年3月17日时,
卫星群的轨道穿越所谓的「磁层顶日下点(subsolar magnetopause)」,即磁层中最
靠近太阳的区域。
於台北时间3月18日凌晨1时之後,卫星群飞出地球磁层,再过5.5个小时之後,它们
穿越地球上空约10万公里处的弓形震波区,这里是太阳风粒子由每秒500公里减速至
每秒100-300公里的地方,可视为地球磁层与太阳风之间的过渡区。
卫星群上的仪器观测到弓形震波後方有几道速度高达每秒500公里的高速电浆喷流,
相当接近太阳风原来的每秒530公里的速度,就像是这部分的弓形震波突然失常了,
没有将太阳风粒子减速一样。
经过科学家详细分析之後,他们认为这些喷流是沿着地球弓形震波面传递的扰动波所
造成的。这些扰动波会在弓形震波下方形成一个密度比较高的区域,并局部改变弓形
震波和太阳风之间的相对角度;当这个相对角度很大时,太阳风便几乎没有阻碍、长
驱直入地通过磁鞘(magnetosheath),引起第二道向下的高速粒子流。这些喷流的规
模都长达1000公里左右。
航海家1号和2号太空船(Voyager 1 and 2)在2004年和2007年陆续通过日光层边界震
波带(heliospheric termination shock),即太阳系与太阳以外空间的边界;它们也
有观测到类似扰动震波,但没有发现高速喷流。
此外,超新星爆炸的震波也可能引起类似的现象。因此,这让科学家们相当高兴,因
为上述关於地球磁层中高速电浆喷流发生的机制,或许在其他地方也都适用,因而得
以解决许多天文物理上的谜题。
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