日球?qū)樱厍蛏谋Ｗo(hù)罩

黃增強(qiáng)

什么是日球?qū)?？其范圍有多大？其?shí)，太陽(yáng)和太陽(yáng)風(fēng)影響的區(qū)域稱(chēng)為日球?qū)?，而日球?qū)右酝獾膮^(qū)域叫作局地星際介質(zhì)。為了研究外太陽(yáng)系，美國(guó)先后發(fā)射了“旅行者一號(hào)”探測(cè)器和“旅行者二號(hào)”探測(cè)器。經(jīng)過(guò)40多年的飛行，“旅行者一號(hào)”探測(cè)器和“旅行者二號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)飛到了太陽(yáng)系的邊緣?！奥眯姓咭惶?hào)”探測(cè)器測(cè)得太陽(yáng)系的確切體積，其厚度大約為0.5個(gè)天文單位（1個(gè)天文單位是地球至太陽(yáng)的平均距離，約為1.5億千米）。另外，“旅行者一號(hào)”探測(cè)器還探測(cè)到日球?qū)舆吘壘嚯x地球大概150億千米。

那么，使用望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法觀測(cè)到的日球?qū)?，科學(xué)家是怎么發(fā)現(xiàn)的？其實(shí)，日球?qū)拥陌l(fā)現(xiàn)存在偶然性。“旅行者二號(hào)”探測(cè)器在太空飛行了幾十年，當(dāng)它要飛出太陽(yáng)系邊界，準(zhǔn)備向宇宙深空進(jìn)發(fā)的時(shí)候，在距離太陽(yáng)100個(gè)天文單位的地方發(fā)現(xiàn)存在一道“火墻”，這道“火墻”就是日球?qū)印Ｓ捎谌涨驅(qū)佣际怯筛邷氐牡入x子體組成，溫度高達(dá)2萬(wàn)攝氏度至4萬(wàn)攝氏度，而它的高溫性質(zhì)讓它擁有了阻擋宇宙射線和有害粒子的能力，所以它才能為地球阻擋70%以上的射線和粒子，從而保護(hù)地球上生命的安全。

我們?cè)賮?lái)認(rèn)識(shí)一下太陽(yáng)風(fēng)。太陽(yáng)風(fēng)是指從太陽(yáng)大氣最外層的日暈向空間持續(xù)拋射出來(lái)的一股物質(zhì)粒子流。太陽(yáng)風(fēng)由73%的氫、25%的氦，還有其他少量雜質(zhì)組成。太陽(yáng)風(fēng)分為兩種：一種叫緩慢太陽(yáng)風(fēng)（又叫持續(xù)太陽(yáng)風(fēng)），是一種射流速度與微粒含量都較小的太陽(yáng)風(fēng);另一種叫快速太陽(yáng)風(fēng)（又叫擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)），是在太陽(yáng)活躍時(shí)期噴射出的粒子流。這兩種太陽(yáng)風(fēng)的差異可以在彗星上看到。如果仔細(xì)觀察彗星的圖像，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們通常有兩條尾巴，一條是直的，另一條是彎曲的。太陽(yáng)風(fēng)的密度與地球上風(fēng)的密度相比，是非常稀薄的，但它刮起來(lái)的猛烈勁，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)地球上的風(fēng)。

太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球會(huì)產(chǎn)生不利影響。比如太陽(yáng)風(fēng)的增強(qiáng)會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無(wú)線電通信，造成通信障礙，無(wú)論是電話、手機(jī)，還是其他無(wú)線電通信設(shè)備都會(huì)不同程度癱瘓，導(dǎo)致地面通信網(wǎng)絡(luò)、電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂，造成不小的經(jīng)濟(jì)損失;影響航天設(shè)備的正常工作，使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害，甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅;影響地球的高層大氣，破壞地球電離層的結(jié)構(gòu)，使其失去反射無(wú)線電波的能力;影響大氣臭氧層的化學(xué)變化，并逐層往下傳遞，直到地球表面，使地球的氣候發(fā)生反常，甚至?xí)M(jìn)一步影響地殼，引起火山爆發(fā)和地震;影響局部地區(qū)的氣候狀況和降水量，在兩極地區(qū)會(huì)出現(xiàn)極光。

不過(guò)，太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球也有有利影響的一面。我們知道，宇宙中存在大量且對(duì)生命致命的輻射。如果這種宇宙射線到達(dá)地球，會(huì)穿透地球大氣層，對(duì)磁場(chǎng)造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。那么，也就不會(huì)有人類(lèi)文明的存在了。而當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)噴發(fā)出的等離子體，以超過(guò)聲音的速度向四周擴(kuò)散時(shí)，它會(huì)在距太陽(yáng)中心，約100AU（天文單位）處形成一個(gè)厚度約0.5AU的保護(hù)層，這個(gè)保護(hù)層就是日球?qū)??？梢哉f(shuō)，沒(méi)有太陽(yáng)風(fēng)，就沒(méi)有替太陽(yáng)系、地球上的生命抵擋來(lái)自外太空致命輻射的一層保護(hù)罩。

日球?qū)訉?duì)地球生命起什么作用？宇宙看起來(lái)風(fēng)平浪靜，其實(shí)宇宙環(huán)境非常惡劣，存在大量有害的射線和粒子，比如伽馬射線，這些射線有的通過(guò)超新星爆炸發(fā)出，有的通過(guò)恒星衰變產(chǎn)生，如果地球上的生命直接暴露在宇宙射線和粒子中，就會(huì)危及生命。地球上存在的大氣層、臭氧層和磁場(chǎng)，雖然能阻擋一部分宇宙射線，但僅僅是一小部分而已，真正阻擋宇宙射線和有害粒子的主力是日球?qū)?。日球?qū)哟蟾艤p少了70%至80%的宇宙射線進(jìn)入太陽(yáng)系，剩下20%左右的宇宙射線被地球大氣層、磁場(chǎng)阻擋。如果沒(méi)有日球?qū)?，地球生命將?huì)受到宇宙射線和粒子的侵害，地球上的生命就不會(huì)那么順利繁衍了。所以說(shuō)，日球?qū)邮潜Ｗo(hù)地球生命的保護(hù)罩。

美國(guó)的丹丹·雷森菲爾德等人用美國(guó)國(guó)家航空航天局的“地球軌道星際邊界探測(cè)器”衛(wèi)星，結(jié)合一種類(lèi)似蝙蝠使用的聲吶技術(shù)，根據(jù)2009年至2019年在整個(gè)太陽(yáng)周期收集到的數(shù)據(jù)，繪制出了有點(diǎn)怪異的像“羊角包”形狀的日球?qū)拥摹靶は癞?huà)”，讓我們能夠看到日球?qū)拥倪吔?。這有助于人類(lèi)更好地了解太陽(yáng)和星際風(fēng)之間的相互作用，為進(jìn)一步研究日球?qū)?，避免過(guò)去生物大滅絕災(zāi)難的再次發(fā)生，提供了有力的幫助。