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大自然中有什么十分烂漫的状况?

来源:http://www4.benhong.com/news504768.html发布时间:2020-11-20 03:10:00

谢邀。

天文学学者对天文奇观的烂漫体会很有可能和平常人不太一样。我高校时的一个盆友在带著他的盆友去郊外看流星雨的情况下,录下来了她们见到彗星滑过时狂叫的响声,要想借此机会证实鸣叫声的頻率和彗星的色度存有优良的函数关系。我一部分了解他的体会,终究当小伙伴们冲着流星狂叫或是祈愿的情况下,你难以不想起这种滑过长空的漂亮星体其知压根不过是一些石头在和地球大气层磨擦罢了。自然,假如充足大得话它能够摧毁地球上大部分的生命。比如那颗大约十公里的绝种了霸王龙的彗星。从北美地区一只三角龙见到它,到它碰撞路面激发泼天走红大约只过去了五分钟。

但是有的天文奇观会给你头脑中毫无道理的专业知识电源开关立即关掉,只剩余对自然造物奇妙的赞美。例如,极光。假如你荣幸在北极点周边的国家假如丹麦,冰岛,或是英国的阿拉斯加犬等地度假旅游,而正好阳光明媚,那一定不必错过了在夜里找一个杜绝灯火阑珊的地区看一下极光。那类宛如来源于奇幻世界的摇荡光辉,会让一切电动力学,等粒子物理滚到长空去(图一)。

图1 澳大利亚东北部极光 PHOTOGRAPH BY NORBERT ROSING https://www.nationalgeographic.com/photography/photos/patterns-aurorae/

过一会之后,这种专业知识自然又会返回你的人的大脑。但这高质量极光的漂亮,反倒更给你更为意识到自身见到的是多么的让人震撼人心的景色。你了解这种极光的动能来自于太阳风。太阳光米秒左右向宇宙空间中倾泄超出4百万吨级的化学物质,这种化学物质主要是自由电子,包含氢原子核和氦原子及其电子器件。这种髙速航行的颗粒中有非常少的一部分赶到地球及其别的太阳系行星的大行星,当太阳风和大行星空气相互影响,便会激起大行星空气中的分子促使他们发亮。以地球为例子,鲜红色的极光自于氧分子激起,翠绿色的极光则是空气中氮分子和氧分子强强联手生产制造出去的。

图2 乘飞机见到的极光 http://smashinglife.co.uk/wp-content/uploads/2016/01/window-seat.png

另外你意识到你不远千里的跑到冰岛那样一个严寒的看来极光是拥有 刻骨铭心的物理学含意。由于地球的极光一个关键的特性是只在挨近南北极的地区传出。那样是由于地球具备磁场,当太阳风中的自由电子吹向地球,他们没法穿越重生地球磁场保护罩直接进入空气,只是被磁感线传至地球磁场的两方面去。因而,这种来源于太阳风的高能粒子,会集中化在南北极的特殊地区进到地球大气层,也就是间距磁南北极10度上下的环带。假如你正好坐着乘飞机穿越重生极光带,可以更强的了解极光的宇宙起源,它看上去就好像点燃在室内空间中的火苗(图2)。 趣味的是,极光并不遮盖全部极圈,发亮的地区是2个环状带(图3),呈橄榄型,这也代表着你如果确实跑到北极点去,反倒看不见那样的美丽风景。

图3 NASA通讯卫星从室内空间中拍攝的极光带图象和地球图像合成相片。https://en.wikipedia.org/wiki/Aurora#/media/File:Aurora_australis_20050911.jpg



在天文学视角看来地球的极光,这决不是并并不是一件普普通通的事儿。大行星并不纯天然就得到 磁场。产生磁场必须大行星內部有并未凝结的形状记忆合金核,必须有匀速转动来保持磁场的存有。这也是为什么地球的磁南北极恰好和地球的自然地理南北极基本上重叠的缘故。太阳系行星里,和地球类似的大行星中,金星沒有匀速转动,火花很有可能沒有形状记忆合金核心,都没法产生强大的磁场。他们基本上是立即曝露在太阳风当中(图4)。金星和火花上,极光并不只在两方面出現。

地球磁场阻拦了太阳风中的危害高能粒子进到地球空气,从短期内看来,假如地球磁场被关掉了,人们不容易遭遇马上的威协。由于空气依然能够维护人们不曝露在太阳风高能粒子中,可是室内空间中的通信卫星会遭受极大的危害,这也会威协到航天员的安全性。可是从地球演变的一亿年的限度上看,磁场维护了地球水和co2的消逝,维护了地球空气的平稳存有,大大的缓解地球的生命演变威协。

关掉磁场的效用很有可能必须非常长的時间才可以呈现。但金星能够做为参考。金星与地球同是类地行星,尺寸基本上同样,宛如孪生姐妹。在远古时期金星很有可能有一段阶段存有液体产生的深海及其柔和的气侯,和地球一样很有可能创造生命。但它已不有一切适合生命存有的征兆。金星现如今仿佛一个高溫的压力煲,外表温度做到700℃,整日由盐酸产生的云彩笼罩着。那样的结果是由于金星很有可能经历了“无法控制的全球变暖”。在这个全过程中,金星深海中的水被持续的挥发,而空气中的水蒸汽又加重了对路面发热量的屏蔽掉,促使全球变暖进一步加重,溫度上升,大量的水份挥发。而金星的磁场缺少促使状况更为恶变,由于当水蒸汽进到空气高层住宅,水分被紫外光溶解为氢和氧分子。在沒有磁场维护的状况下,前面一种会被没什么阻止的太阳风带到宇宙,进而促使金星始终的丧失这些水。


图4 欧洲航天局(ESA)绘图的艺术图,展现了淋浴在太阳风中的类地星球。地球的磁场在十分大的室内空间范畴抵挡了太阳风的侵蚀,火花和金星则被太阳风“全瓷贴面吹过” http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2018/02/Terrestrial_planet_magnetospheres

因此 当我们见到极光的漂亮景象时,感受到的不仅是审美观上的愉快,也包含来源于智识的打动。这类在室内空间中燃烧的火焰,也是地球被匀速转动造成的磁场维护的直接证据。是地球诸多细微繁杂均衡体制中的一环。和别的大部分的均衡体制相近,一但磁场消退,人们彻底无计可施。而这一磁场会在非常长的時间里维护地球,但或许并沒有很多人想一想中牢固,在有地质学纪录能查的时期,这一磁场早已经历了数次的翻转。设若这磁场一旦消退,大家都没有一切已经知道的方式来再生此外一个。而在大家已经知道的星体中,沒有一切一个像地球那样适合人们的存活,更不必提过去的50年里,地球人的外太空出航技术性也没有质的飞跃。一旦大家存活的地球出了难题,大家基本上没有办法做到这种潜在性的佳园。如同卡尔萨根在他的名篇《暗淡蓝点》中的说到的:大家期盼一位天父来管照大家,宽容大家的不正确。但专业知识比愚昧至关重要,仅有我们自己的胆量和聪慧可以守护大家敏感的星体。

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