喷薄而出的太阳风和爆发的太阳耀斑究竟是怎样形成的?
氢原子核聚变形成氦原子是为太阳的核心提供能量的过程,这一过程产生的庞大的热量,以至于太阳上的物质不是以固体,液体或气体的状态存在,而是物质的第四种状态,大多数人对此都不熟悉:等离子态。在太阳炽热大气中,正负微粒的组合体——即日冕(拉丁语中的“皇冠”),受到热量的激发,粒子流不断从日冕层飞逸,甚至连太阳所有引力的力量都无法束缚它们。
绝美的日落中,太阳似乎平静而沉默,但它实际上几乎连续不断地猛烈地喷射着巨大的等离子热云。在行进一定距离后,等离子体变得更像气体。这种气体的温度高达100万摄氏度,以每秒数百公里的速度向外喷薄而出,冲击着影响范围内的行星和彗星。我们将这些阵风称为太阳风。
坦白说,我们不太确定。六十年来,这个谜团一直困扰着宇宙学家。我们知道太阳风的突然爆发是由变化莫测的太阳磁场引起的,但它的磁场无比复杂,我们无法完全理解它的演化和行为。根据太阳物理学家克雷格·德福雷斯特(Craig DeForest)的观点,等离子体变得像气体一样的原因在于,当等离子体越来越远离其源头时,其磁场强度降低,并且它开始表现得像气体,而不是磁性结构的等离子体。
然而,太阳风到达地球的影响十分有意思。强大的太阳风使卫星和全球定位系统陷入混乱,导使得它们产生错误的结果:信号通常会偏离数十米。大部分太阳风的等离子体被地球的磁场所偏转,但时常,离子渗入并与地球的电离层相互作用形成极光:北极天空中闪烁的弧光,通常被称为北极光。