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让科学界激动人心的发现!极光的故事!让科学界激动人心的发现!极光的故事!
韩永聊科学
发布时间:11 0517:42我们对极光并不生疏,一提起它,头脑中就会立即浮现出一种美感。也许你就亲眼目睹过地球极光的壮景,知道它的美令人陶醉。有时它像美丽的光柱;有时像蓬松的狐尾;有时像天上的彩云;有时像空中的长虹。它既不用画笔,也不用颜料,就可绘出自然界最壮美的图画。
长期以来,我们只知道地球有极光,但根据极光的缘由与太阳有关这一点分析,自然使人想到,在同一个太阳照耀下的其他行星,那里是否也有极光呢?
在“旅行者”探测木星时,科学家们把期望的目光投向了这颗巨大的行星。1979年3月初,“旅行者——1号”终于传来喜讯,它发现了木星的极光!科学家们拿到在黑暗背景衬托下的极光照片时赞叹不已,欣喜若狂。
在惊喜之余,他们陷入了沉思。多少年来,这些献身行星科学的人们就挂牵着地外行星的极光问题。他们从未间断过观测,搜寻时是那样细心,但令人遗憾,所有人的努力均一无所获。充其量说,也只不过是找到一点“间接证据”而已。至于木星极光的“倩影”,谁都未曾看到过。
现在,“旅行者——1号”详细报告了:在木星的北极,在木星的背阳面,发现了一道长达30000千米的极光。这是在地球以外的天体上发现的第一道北极光。而且,正如喷气推进实验室“旅行者”项目的主任爱德华·斯通所评价的那样,这道极光又是“历来所观察到的最大北极光”。我国古代有许多关于地球极光的记载。起初,人们对极光颇感玄妙,随着时间的推移,科学的进步,人类逐渐揭开了极光的秘密。原来,极光只不过是大气被高能粒子轰击后所发出的光罢了。
科学工作者对极光的研究一直比较重视,并不断取得进展。1985年2月14日,美国艾奥瓦大学物理学家卢·弗朗克说,根据最近对“极地轨道力学探测器——1号”卫星所摄照片的分析,找到了一个极光供电源,它距地球640000千米,比地球大20~30倍。该卫星的照片是在距地球24900千米的高空拍下的,总共拍下约二十万张地球北极光和南极光的照片。经从中选择,然后计算出了地球极光源的位置。它位于地球磁场的“尾部”,所谓“尾部”就是指被太阳风吹成的、离开地球的一个长640万千米的磁场部分。
这颗卫星所拍摄的鸟瞰照片,显示出了围绕极地的极光的巨大光环。当太阳风不太活跃时,光环的直径仅为1000~1150千米;而当太阳风活跃时,光环直径随之大扩大,可达8000千米。
弗朗克满意地解释说,这颗卫星用紫外光和可见光拍摄的两极极光照片是有史以来质量最好的。正是凭借这样好的照片,研究人员通过计算才知道了这一供电源的装置。这位物理学家具体分析说,由于太阳风吹动地球周围的磁场,于是便在磁场的尾部形成了一个供电源。又经一系列复杂的反应,供电源的电压遂使电子加速,并“驱赶”它们进入地球的两极地区,当它们穿过极区大气层时,那里便出现了绚丽多彩的极光。弗朗克形象地打了个比方,这就好像带荷粒子被发射到电视荧光屏上产生的电视图像一样,极光基本上就是当字宙空间的带电粒子被加速而进入大气层时,“大自然的电视机屏幕”上出现的美丽而动人的图像。这种形象比喻有助于我们对极光的理解。
宇航员在执行任务时,由于“居高临下”,这就为他们欣赏地球极光的奇景提供了有利条件。1985年4月29日~5月6日,美国“挑战者”号航天飞机在执行第17次飞行任务过程中,全体机组人员(包括美籍华裔科学家王赣骏博士在内)在太空中亲眼目睹了红、黄、绿、粉红色的极光波涛在他们的飞机密封舱外起伏翻滚的奇景。在7天的太空飞行中,他们竟有幸16次拍到地球极光的彩色照片,这就为科学家们更深入地研究极光提供了有价值的“鸟瞰”资料。美国字航员们为他们的“眼福”感到欣喜,并说,这是美国载人航天史上的奇遇。
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