太阳风

太阳风是一种连续存在，来自太阳同时以200～800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质尽管与地球上的空气不同，不是由气体的分子组成，而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，可是它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，因此称它为太阳风。

当然，太阳风的密度与地球上的风的密度相比，是非常稀薄而微不足道的，一般情况下，在地球周围的行星际空间中，每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然极其稀薄，但它刮起来的猛烈劲，却远远胜过地球上的风。在地球上，l2级台风的风速是每秒32.5米以上，太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米左右，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。

为了清楚地表述太阳风是怎样形成的，需要先了解太阳大气的分层情况。

通常情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳质量的一大半，同时是太阳99%以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光都是由光球面发出的。

日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气，太阳风就是在这里形成并发射出去的。

用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上能够观察到，在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域，通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，我们发现在日冕上长期存在着长条形的大尺度的黑暗区域，这里的X射线强度比其他区域要低得多，从表观上看就如同日冕上的一些洞，我们形象地称之为冕洞。

冕洞是太阳磁场的开放区扩散，许多的等离子体顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度约为每秒16km，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒300 ～ 400km以上。这种高速运动的等离子体流也就是人们常说的太阳风。

太阳风从冕洞喷发而出后，夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。目前我们肯定，太阳风至少能够吹遍整个太阳系。

当太阳风到达地球附近时，与地球的偶极磁场发生作用，而且把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。不过，地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动，使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔，地磁场就被包含在这个空腔里，地磁场外形就如同一个一头大一头小的蛋状物。

然而，当太阳出现突发性的剧烈活动时，情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多，这些高能离子可以沿着磁力线侵入地球的极区；并在地球两极的上层大气中放电，产生绚丽壮观的极光。

1850年，英国天文学家卡林顿在观察太阳黑子时，发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光，它持续了大约5分钟。卡林顿认为自己看到一颗大陨石落在了太阳上。

到了20世纪20年代，有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情，它的出现通常与太阳黑子有关。例如，1899年，美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”，可以用来观察太阳发出的某一种波长的光。如此，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，太阳的闪光和陨石毫不相干，那不过是炽热的氢的短暂爆炸。

小型的闪光是极其普通的事情，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。像卡林顿发现的那种巨大的闪光是很罕见的，一年只会发生很少几次。

有时候，闪光正好发生在太阳表面的中心，如此，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，极光都会极其强烈，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，所以这种效应有时被称为“磁暴”。

到了20世纪，人们发现，磁暴可以影响无线电接收，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。如，在磁暴期内，无线电和电视传播会中断，雷达也无法工作。

天文学家更为仔细地研究了太阳的闪光，发现在这些爆发中很显然有炽热的氢被抛得远远的，其中有_些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子，所以太阳的周围有一层质子云（同时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称为“太阳风”。

向地球方向涌来的质子在抵达地球时，大多数会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层，从而导致极光和各种放电现象。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，于是，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，星体附近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，如同“回声一号”那样又大又轻的卫星，往往就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。