太阳也能吹风？太阳风是什么？

太阳风是将太阳的等离子体和粒子从太阳中释放到太空中，虽然风是恒定的，但它的性质不是。是什么导致了产生这些“风”？，它又是如何影响地球的？日冕是太阳的外层，温度高达华氏2百万度(110万摄氏度)。在这个水平上，太阳的引力无法控制住快速移动的粒子，而从恒星中流走。太阳活动周期为11年，太阳黑子数、辐射水平和喷射物质随时间变化。这些变化影响太阳风的性质，包括它的磁场、速度、温度和密度。根据太阳的位置和旋转速度，风力也有所不同。

太阳风与地球磁场的概念图，图片：Walt Feimer (HTSI)/NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

太阳风的速度高于冠状孔，达到每秒500英里(800公里)的速度。冠状体的温度和密度低，磁场弱，所以电场线对空间开放。这些孔洞发生在两极和低纬度地区，在太阳活动最低时达到最大。快风的温度可达100万F(80万摄氏度)。在赤道附近的冠状流带，太阳风的传播速度较慢，大约为每秒钟200英里(300公里)。慢风的温度高达290万F(160万摄氏度)。太阳和它的大气层是由等离子体构成，在极高的温度下，等离子体是正负带电粒子的混合物。但是当物质离开太阳时，由太阳风携带，它就变得更像气体。

位于科罗拉多州博尔德的西南研究所(SwRI)的太阳物理学家克雷格·德林(Craig DeForest)在一份声明中说：当离太阳更远时，磁场强度下降的速度比材料的压力要快，最终，这些材料开始变得更像气体，而不像一个磁性结构的等离子体。当风吹离太阳时，它携带带电粒子和磁云。一些太阳风向四面八方发射，不断地冲击着我们的星球，产生了有趣的影响。

如果太阳风携带的物质到达行星的表面，它的辐射会对任何可能存在的生命造成严重的破坏。地球的磁场是一种屏障，它可以将地球周围的物质重新定向，使其在地球之外流动。风的力量延伸出磁场，使它在太阳的一侧向内滑动，在夜晚的一侧伸展。太阳有时会喷出大爆发的等离子体，称为日冕物质抛射(CMEs)或太阳风暴。在被称为太阳极大期的活跃周期中，CMEs比标准太阳风具有更强的作用。美国国家航空航天局(NASA)在其“太阳地球关系观测台”(STEREO)的网站上说：太阳喷射是太阳与地球连接最有力的驱动力。尽管它们很重要，但科学家们并不完全了解CMEs的起源和发展，也不完全了解它们在星际空间中的结构和程度。

当太阳风把CMEs和其他强大的辐射爆发带到一个行星的磁场中时，它会导致背面的磁场相互挤压，这一过程被称为磁重连接。带电粒子随后流回地球的磁极，形成了一种美丽的显示，即高空大气层中的极光。虽然有些物体受到磁场的保护，但另一些则缺乏保护。地球的卫星没有任何东西可以保护它，所以它首当其冲。水星是最近的行星，它有一个磁场可以使它远离正常的标准风，但是它需要更强大的力量，比如CMEs。当高速和低速的流相互作用时，它们形成密集的区域，称为相互旋转的相互作用区域(CIRs)，当它们与地球大气相互作用时，就会触发地磁暴。

太阳风和它携带的带电粒子会影响地球的卫星和全球定位系统(GPS)。强大的爆炸会损坏卫星，或者将GPS信号推到几十米之外。太阳风使太阳系的所有行星都发生了褶皱。美国国家航空航天局的“新视野号”任务继续在天王星和冥王星之间进行探测。德克萨斯州圣安东尼奥SwRI的太空科学家希瑟·艾略特在一份声明中说：随着太阳风的移动，速度和密度平均在一起。但是，当风在传播时，仍然会受到压缩的加热，所以即使在太阳系外，你也可以看到太阳的自转模式。

研究太阳风

人类从20世纪50年代就知道了太阳风，但是尽管它对地球和宇航员有广泛的影响，科学家们仍然不知道它是如何演变的。过去几十年的几次任务都试图解开这个谜团。NASA在1990年10月6日发射升空，在不同纬度研究太阳。它测量了十多年来太阳风的各种特性。高级组合探测器(ACE)卫星在地球和太阳之间的一个特殊点轨道上运行，称为拉格朗日点。在这一地区，来自太阳和地球的引力平均地拉动，使卫星保持在稳定的轨道上。ACE是在1997年发射的，它测量太阳风，并实时测量颗粒的持续流动。

美国国家航空航天局的孪生航天器，立体- a和立体- b研究太阳的边缘，看太阳风是如何诞生的。据美国国家航空航天局(NASA)称，该卫星于2006年10月发射，提供了“一种独特的、革命性的太阳-地球系统视角”。一个新的任务希望在太阳和太阳风上发光。NASA的帕克太阳能探测器计划于2018年夏天发射，目的是“触摸太阳”。经过数年绕着恒星旋转的过程，探测器将首次进入日冕，利用成像和测量的结合，彻底改变对日冕的理解，加深对太阳风的起源和进化的理解。

美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的帕克太阳能探测器项目科学家尼古拉·福克斯在一份声明中说：帕克太阳能探测器将回答关于太阳物理学的问题，我们对此已经困惑了60多年。这是一艘搭载了技术突破的航天器，它将解开我们星球上许多最大的谜团，包括找出为什么太阳的日冕比它的表面要热得多。

博科园-科学科普｜文：Nola Taylor Redd/Space