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地球周圍的神秘開爾文-亥姆霍茲波

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地球周圍的神秘開爾文-亥姆霍茲波

這張模擬照展示了地球周圍被稱為磁層的磁泡 。當一股來自太陽的穩定的粒子流——太陽風快速飛過時，它就呈現出被科學家叫做開爾文-亥姆霍茲波的經典的沖浪波形狀 。
地球周圍的神秘開爾文-亥姆霍茲波

這種沖浪波叫開爾文-亥姆霍茲波，在自然界中隨處可見，例如這些云 。
地球周圍的神秘開爾文-亥姆霍茲波

【地球周圍的神秘開爾文-亥姆霍茲波】美國宇航局卡西尼號太空船捕捉到土星大氣中的開爾文-亥姆霍茲波 。這種標志性沖浪波的圖案存在于宇宙任何地方，其中包括地球磁場環境的邊緣地帶 。
（報道）據新浪科技（孝文）：從最小的細胞到最大的星系，宇宙的各個區域都表現出有驚人相似性的圖案 。海洋上有標志性的沖浪波，一連串彎曲的丘陵有規律地朝一個方向移動 。如今，兩項新研究顯示 ， 這些有條理的波浪出現在近地空間的邊界處 。這意味著它們可能比以前認為得更加普遍 。
科學家想弄明白近地空間邊界處出現這些變化時會給地球電網等系統產生怎樣的影響 。19世紀末，科學家以發現者的名字將這些沖浪波命名為開爾文-亥姆霍茲波 。宇宙中的每個地方都有這種現象 。風等快速流體穿過較慢的水等流體時，就會出現這種圖案 。
研究負責人之一同時又是美國新罕布什爾大學空間科學家的什瓦-卡沃斯(Shiva Kavosi)說：“我們以前就知道地球磁場環境的邊界處有開爾文-亥姆霍茲波 。但它們被認為相當罕見，只在特定條件下才會出現 。結果它們可出現在任何條件中，比我們認為得更普遍 。”
開爾文-亥姆霍茲波是地球適應太陽系的直接結果 。在地球深處 ， 熾熱的內核產生一個保護地球免遭破壞性太陽風傷害的磁場 。這個保護性磁場延伸數千英里，進入太空 。它的磁性影響著從全球通信、動物遷徙到天氣模式等每件事 。在某些情況中，來自太陽的粒子和能量可能突破地球磁層，進入近地空間 。
為發現開爾文-亥姆霍茲波的頻率，這個科研組分析了美國宇航局兩艘太空船的儀器數據 。這兩艘太空船是高級合成探測器(Ace)和亞磁暴事件與大規模相互作用時間推移探測器(Themis) 。
研究人員先用數值模擬確定了開爾文-亥姆霍茲波的樣子，接下來用亞磁暴事件與大規模相互作用時間推移探測器的觀測結果弄清楚它們何時出現以及出現在哪里 。出人意料的是，這個科研組隨意改變風向后，竟發現都會制造出這些經典的沖浪波 。
第一個科研組比較了開爾文-亥姆霍茲波和太陽風中的沖浪波，第二個科研組拿它和地球附近的沖浪波作了比較 。這為如此頻繁觀測到開爾文-亥姆霍茲波的原因提供了一種可能解釋 。
這項研究由美國波士頓大學科學家布賴恩-沃爾什和布萊克斯堡弗吉尼亞理工大學學生埃文-托馬斯負責 。他們分析了近地空間的電場 。這個科研組發現，開爾文-亥姆霍茲波沿著磁層邊界的側面向外延伸 。他們還發現其他現象：就在這些沖浪波開始前，地球周圍出現一層帶電氣體 。
出現這些帶電氣體的區域叫等離子層 。它發出一個稀薄的等離子體煙羽 。等離子體煙羽飛行2萬英里，碰撞到磁層邊緣 ， 將額外原子沉淀到太陽與地球的邊界中 。這樣的煙羽經常出現，但這是它們第一次和開爾文-亥姆霍茲波發生關系 。
美國宇航局說 ， 這些重要的細節信息有助于科學家更完整地了解地球磁層，最后對保護地球大有幫助 。