如天邊白雲 地球磁波也奇幻多姿

模擬顯示太陽風造成地球磁層出現美麗的克赫波。(圖片來源:S. Kavosi/J. Raeder/UNH)
模擬顯示太陽風造成地球磁層出現美麗的克赫波。(圖片來源:S. Kavosi/J. Raeder/UNH)

【記者張秉開/綜合報導】
科學家最近發現,環繞我們地球的磁層中存在一種如同天邊白雲那樣的美妙「磁波」,這種現象與防衛地球生命不被強大的太陽風傷害有關。

據美國航太總署(NASA)7月8日報導,這種波的物理名詞叫克赫波(Kelvin–Helmholtz waves),是克耳文和赫姆霍茲在二百年前發現的一種流體運動現象,其機制與流體介質的速度差有關。

最常見的克赫波的例子是,風吹過水面時,水面波紋的不穩定狀態;或者天空中有時出現的美麗雲波排列。而在太空中,這種克赫波不少見,如土星雲帶中會出現這種波。
澳洲天空中的克赫波狀雲。(圖片來源:維基百科)澳洲天空中的克赫波狀雲。(圖片來源:維基百科)
現在,科學家發現地球周圍磁場構成的磁層中,也有這種克赫波,而且是經常發生。
在土星大氣層內的克赫波。(圖片來源:NASA/Cassini)在土星大氣層內的克赫波。(圖片來源:NASA/Cassini)
美國新罕布夏大學(UNH)的太空科學家卡沃斯(Shiva Kavosi)解釋:「以前我們觀察到,在地球磁場環境的周邊,存在這種現象,但認為其極少發生,而且是在特殊條件下才能出現。現在,我們認識到,該現象可在任何情況下發生,而且經常出現,其機率為20%。」
地球周圍的范艾倫輻射帶保護地球不受太陽風等太空能量的傷害。(圖片來源:NASA/APL)地球周圍的范艾倫輻射帶保護地球不受太陽風等太空能量的傷害。(圖片來源:NASA/APL)
美國航太總署使用ACE(先進成分探測器)及THEMIS(磁亞爆事件歷史進程與大規模交互作用檢測系統)進行觀測,得到令人驚奇的結果:磁層中克赫波的現象經常發生,而且在任何條件下都可能出現。

科學家認為,其直接原因是太陽風造成的。太陽向太空放射的粒子形成太陽風,也吹向地球。當然,這是人肉眼看不見的粒子風,能穿透地球周圍磁場所形成的磁層。科學家相信,對這種現象的深入研究,會更加了解地球磁層和太陽風的機制等問題。

該研究發表於5月11日的《自然通訊》雜誌。

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