太陽也能吹風？太陽風是什麼？

太陽風是將太陽的等離子體和粒子從太陽中釋放到太空中，雖然風是恆定的，但它的性質不是。是什麼導致了產生這些「風」？，它又是如何影響地球的？日冕是太陽的外層，溫度高達華氏2百萬度(110萬攝氏度)。在這個水平上，太陽的引力無法控制住快速移動的粒子，而從恆星中流走。太陽活動周期為11年，太陽黑子數、輻射水平和噴射物質隨時間變化。這些變化影響太陽風的性質，包括它的磁場、速度、溫度和密度。根據太陽的位置和旋轉速度，風力也有所不同。

太陽風與地球磁場的概念圖，圖片：Walt Feimer (HTSI)/NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

太陽風的速度高於冠狀孔，達到每秒500英里(800公里)的速度。冠狀體的溫度和密度低，磁場弱，所以電場線對空間開放。這些孔洞發生在兩極和低緯度地區，在太陽活動最低時達到最大。快風的溫度可達100萬F(80萬攝氏度)。在赤道附近的冠狀流帶，太陽風的傳播速度較慢，大約為每秒鐘200英里(300公里)。慢風的溫度高達290萬F(160萬攝氏度)。太陽和它的大氣層是由等離子體構成，在極高的溫度下，等離子體是正負帶電粒子的混合物。但是當物質離開太陽時，由太陽風攜帶，它就變得更像氣體。

位於科羅拉多州博爾德的西南研究所(SwRI)的太陽物理學家克雷格·德林(Craig DeForest)在一份聲明中說：當離太陽更遠時，磁場強度下降的速度比材料的壓力要快，最終，這些材料開始變得更像氣體，而不像一個磁性結構的等離子體。當風吹離太陽時，它攜帶帶電粒子和磁雲。一些太陽風向四面八方發射，不斷地衝擊著我們的星球，產生了有趣的影響。

如果太陽風攜帶的物質到達行星的表面，它的輻射會對任何可能存在的生命造成嚴重的破壞。地球的磁場是一種屏障，它可以將地球周圍的物質重新定向，使其在地球之外流動。風的力量延伸出磁場，使它在太陽的一側向內滑動，在夜晚的一側伸展。太陽有時會噴出大爆發的等離子體，稱為日冕物質拋射(CMEs)或太陽風暴。在被稱為太陽極大期的活躍周期中，CMEs比標準太陽風具有更強的作用。美國國家航空航天局(NASA)在其「太陽地球關係觀測台」(STEREO)的網站上說：太陽噴射是太陽與地球連接最有力的驅動力。儘管它們很重要，但科學家們並不完全了解CMEs的起源和發展，也不完全了解它們在星際空間中的結構和程度。

當太陽風把CMEs和其他強大的輻射爆髮帶到一個行星的磁場中時，它會導致背面的磁場相互擠壓，這一過程被稱為磁重連接。帶電粒子隨後流回地球的磁極，形成了一種美麗的顯示，即高空大氣層中的極光。雖然有些物體受到磁場的保護，但另一些則缺乏保護。地球的衛星沒有任何東西可以保護它，所以它首當其衝。水星是最近的行星，它有一個磁場可以使它遠離正常的標準風，但是它需要更強大的力量，比如CMEs。當高速和低速的流相互作用時，它們形成密集的區域，稱為相互旋轉的相互作用區域(CIRs)，當它們與地球大氣相互作用時，就會觸發地磁暴。

太陽風和它攜帶的帶電粒子會影響地球的衛星和全球定位系統(GPS)。強大的爆炸會損壞衛星，或者將GPS信號推到幾十米之外。太陽風使太陽系的所有行星都發生了褶皺。美國國家航空航天局的「新視野號」任務繼續在天王星和冥王星之間進行探測。德克薩斯州聖安東尼奧SwRI的太空科學家希瑟·艾略特在一份聲明中說：隨著太陽風的移動，速度和密度平均在一起。但是，當風在傳播時，仍然會受到壓縮的加熱，所以即使在太陽系外，你也可以看到太陽的自轉模式。

研究太陽風

人類從20世紀50年代就知道了太陽風，但是儘管它對地球和宇航員有廣泛的影響，科學家們仍然不知道它是如何演變的。過去幾十年的幾次任務都試圖解開這個謎團。NASA在1990年10月6日發射升空，在不同緯度研究太陽。它測量了十多年來太陽風的各種特性。高級組合探測器(ACE)衛星在地球和太陽之間的一個特殊點軌道上運行，稱為拉格朗日點。在這一地區，來自太陽和地球的引力平均地拉動，使衛星保持在穩定的軌道上。ACE是在1997年發射的，它測量太陽風，並實時測量顆粒的持續流動。

美國國家航空航天局的孿生航天器，立體- a和立體- b研究太陽的邊緣，看太陽風是如何誕生的。據美國國家航空航天局(NASA)稱，該衛星於2006年10月發射，提供了「一種獨特的、革命性的太陽-地球系統視角」。一個新的任務希望在太陽和太陽風上發光。NASA的帕克太陽能探測器計劃於2018年夏天發射，目的是「觸摸太陽」。經過數年繞著恆星旋轉的過程，探測器將首次進入日冕，利用成像和測量的結合，徹底改變對日冕的理解，加深對太陽風的起源和進化的理解。

美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的帕克太陽能探測器項目科學家尼古拉·福克斯在一份聲明中說：帕克太陽能探測器將回答關於太陽物理學的問題，我們對此已經困惑了60多年。這是一艘搭載了技術突破的航天器，它將解開我們星球上許多最大的謎團，包括找出為什麼太陽的日冕比它的表面要熱得多。

博科園-科學科普｜文：Nola Taylor Redd/Space

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