太阳风--因为彗星的两条尾巴而暴露了踪迹

引言

太阳是一个非常热的气体星球,会向外“喷出”大量气体,就像是煮开的开水往外冒热气一样,是一种压强主导的粒子运动,类似于地球上的风,所以把太阳往外喷出的气体称为太阳风。

太阳风最早是根据彗星的运动发现的,大家可以大胆猜一下是根据彗星的什么现象发现的,然后再继续往下看。

太阳风的发现历程

我们知道,彗星其实也是一颗绕着太阳旋转的小天体,只是它的轨道特别的椭圆。人们观测到的彗星分为彗核、彗发、彗尾三部分,随着观测技术的提高,人们发现彗星有时有两条尾巴。一条与其运动方向相反,是因为彗星物质蒸发或者升华产生的尘埃散射太阳光形成的,称为尘埃慧尾,呈白色或黄色。另一条是由电离的原子和分子构成,称为等离子体慧尾,呈蓝色。

彗星的两条尾巴

彗星的尘埃彗尾与彗星的运动方向相反,很好理解,但是等离子体慧尾总是径向远离太阳的,这用当时的太阳光辐射理论无法解释这一点。于是Biermann在1951年的时候,假设了太阳微粒辐射的存在,认为是太阳粒子辐射“吹”出了径向远离太阳的尾巴,但他估计的太阳离子通量比观测值低了两个量级。

Parker 在1958年提出太阳的温度很高,足够太阳大气克服重力向外膨胀,形成太阳风。并且根据运动学方程解出了太阳风的分布。后来人造卫星的发射,尤其是1962年发射的探测金星的Marner 2 飞船对日地空间等离子体速度直接测量之后,证明了Paker的模式是正确的。

实际上太阳风不会延伸到无限远,它所延伸的范围称作日球层,是太阳风与星际物质压力平衡的位置,这个位置称为日球层顶。Voyager卫星现在已经证明了日球层顶的存在。

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