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太阳风粒子揭开月球岩石之谜(图)
2006-11-22 09:11:42  来源:网易探索(广州)  【字号
  通过对太阳化学物质和美国宇航局“创世纪”号带回信息的研究,科学家揭开了一个长期以来困扰着他们的有关月球岩石的谜团。

图中的这块金属玻璃在“创世纪”号太空探测器坠毁时被保存了下来

  据新科学家网站报道,通过对来自太阳的化学物质和美国宇航局“创世纪”号太空探测器带回的一些信息的研究,科学家揭开了一个长期以来困扰着他们的有关月球岩石的谜团。该谜团差点改写我们对太阳进化方式的理解。

  在过去的40亿年里,高能太阳粒子流不断地轰击着月球表面,但当科学家对阿波罗号宇航员带回的月岩里残留的这些粒子进行研究时却出现了疑问。因为科学家发现随着月球岩石深度的不同,两种氖的同位素的比率就出现了变化。越往岩石的深处氖22的比率要高于氖20。

  这可能表明在过去太阳表现的要比现在活跃的多,在过去的某个时候它放发射出更强大的太阳粒子,这些粒子可以进入月球岩石的更深处。

  现在,瑞士联邦技术学院Ansgar Grimberg和他的同事揭开了这个谜团。他们使用硝酸去掉了一块特制的金属玻璃表面,这块金属玻璃曾随美国宇航局“创世纪”号太空探测器暴露在太阳风中整整27个月。“创世纪”号太空探测器于2001年8月8日发射升空,但在2004年9月8日返回地球时却因为降落伞没有打开,直接坠落在沙漠中,重重地砸入了土里。

  当科学家对这个曾暴露在太阳风里的样品里的氖元素进行测量的时候,他们发现该金属玻璃表面的氖20同位素含量要远远高于月岩样本里的含量,而下层的氖20同位素的含量与月岩样本非常的相似。这表明是太空粒子和微型陨石侵蚀掉了月球表面最初的那些氖元素。更重要的是它表明只须太阳风就能够帮助解释月岩里为何会出现氖元素的变化,较重的氖22同位素比氖20同位素更能够进入到的月球的岩石里面。(网易探索 卡麦拉编译)

  [探索新知]什么是太阳风?

  1850年,一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时,发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光,它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。

  到了20世纪20年代,由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳闪光”是普通的事情,它的出现往往与太阳黑子有关。例如,1899年,美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”,能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样,人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光,拍摄到太阳的照片。结果查明,太阳的闪光和什么陨石毫不相干,那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。


  小型的闪光是十分普通的事情,在太阳黑子密集的部位,一天能观察到一百次之多,特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的,一年只发生很少几次。

  有时候,闪光正好发生在太阳表面的中心,这样,它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后,地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天,极光都会很强烈,有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来,发狂似地摆动,因此这种效应有时被称为“磁暴”。

  在本世纪之前,这类情况对人类并没有发生什么影响。

  但是,到了20世纪,人们发现,磁暴会影响无线电接收,各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备,磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说,在磁暴期内,无线电和电视传播会中断,雷达也不能工作。

  天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光,发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的,其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子,因此太阳的周围有一层质子云(还有少量复杂原子核)。1958年,美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。

  向地球方向涌来的质子在抵达地球时,大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层,从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发,会产生可以称为“太阳风暴”的现象,这时,磁暴效应就会出现。

  使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时,星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星,就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。(资料来源:阿西莫夫《你知道吗?--现代科学中的一百个问题》)

 

【责任编辑:杨星】

 
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