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55bbs论坛:埋藏在月球地壳中的太阳史,第一个十亿年仍是未知?
2019-06-25 11:48:31 365bet官网 888

作者:文/虞子期

在银河系这个较大的空间范围内,有数十亿颗恒星散落其中,但对于地球上的生命而言,恒星太阳永远都是最特别的存在。虽然这颗恒星的表面温度和内部温度都极高,却滋养了地球上的万千生命。通过和地球之间的相互作用,驱动了季节的变化,它就像是我们太阳系中心的一个热气球,用自己的热量和能量照亮着另一片土地。通过科学家们的探索,对于太阳我们有了更多的认知,即使还有很多疑惑尚未解开谜团。

埋藏在月球地壳中的太阳史,第一个十亿年仍是未知?

太阳的第一个十亿年仍是未知

世间万物的形成都有其必经的过程,即使是太阳这样特殊的恒星也不例外。大约40亿年前,刚刚出生的太阳就经历了剧烈的辐射爆发,而后在太阳系中喷出高能云和粒子。在它的成长过程中,帮助了地球的早期播种,也可能因为剥离了大气层和摧毁了营养化学品、导致其他世界失去了生命存在的必要条件。

那么,这些原始的爆发对其他世界的破坏程度如何?这个问题的答案完全取决于婴儿时期的太阳,在其轴上旋转的速度快慢。当太阳的旋转速度越快,居住条件则越容易破坏。但是,对于科学家们而言,太阳史中的这个关键部分犹未可知。太阳这部分的神秘线索,对理解生命的发展举足轻重,可能正是这十亿年的时间,让金星气氛的演变和失水的速度、火星失去大气的速度,以及地球的大气化学被改变。

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埋藏在月球地壳中的太阳史

当地球和月亮的组成东西大部分相同时:为什么地球土壤里的钠和钾的含量,会比月球风暴或月球土壤里的钠和钾含量更高?科学家们通过研究这个看似无关的东西,知道了太阳早期的旋转之谜。这是一个困扰了科学家几十年的疑惑,而它对月球形成的主导理论也提出了挑战,阿波罗时代月球样本和地球上的月球陨石分析,也揭示了这个问题。

从逻辑推理的层面而言,在45亿年前,当地球被一颗火星般大小的物体撞击时,被喷入轨道的物质合并到了月球之中。然而,这些类似的材料已经形成,为什么月亮却在这些元素枯竭呢?难道月球的地壳中埋藏了太阳的历史?科学家们通过复杂的计算机模型模拟得出,太阳早期的旋转速度,低于50%的“婴儿星”。

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研究人员预估得出,在太阳的第一个十亿年内,一次轮换至少需要9到10天。为了确保实验的严密性,科学家们分别对慢速、中速、快速旋转的恒星,模拟了太阳系的演化,但都得出了同一个结果:恒星将适量的带电粒子喷射到了月球的表面,并随着时间的推移、将大量的钠和钾撞入太空之中。最后留下的数量,就是我们现在可以在月球岩石中看到的数量。对于太阳系行星的进化,太空天气可能是最主要的因素之一,不管是哪个行星的可居住性研究都需要考虑进去。

早期太阳下茁壮成长的星球

地球上的生命得以延续,这与早期太阳的旋转速度有关。那时的地球大气,和我们如今以氧为主的大气层完全不同。在46亿年,地球这个熔化的行星,被一股薄薄的氦气和氢气笼罩,直到通过年轻的太阳爆发,才得以让这原始的阴霾被剥夺。而后,地球随着地壳的凝固、火山逐渐散发出新的大气层,此时的空气中才慢慢地充满了水、氮气和二氧化碳。当时间来到接下来的十亿年,二氧化碳被早期的细菌生命消耗,并以此作为交换,让大气中多了氧气和甲烷。

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与此同时,地球的其他部分并没闲下来,而是形成了一个,可以保护自己受到太阳侵袭的磁场,从而使得我们如今呼吸的空气中,富含氧气和氮气。因为太阳总是以对于地球而言,非常理想的速度在旋转,所以,我们早期的地球,才得以在它的庇护下茁壮成长。并且,在影响了内行星上生命的形成之后,逐渐衰老的太阳进一步放慢了自己的速度,如今27天旋转一次的速度,比其婴儿时期慢了3倍。虽然太阳仍会不定时的有剧烈的爆发发生,但它较慢的旋转速度,已然使得其活动性降低很多。

太阳系周围太阳辐射的影响范围

太阳系周围太阳辐射的影响范围到底有多大?科学家们通过旅行者二的数据,证实了它从日光层的出口:由带电的粒子和太阳的磁场组成的日光层,可以保护自己以内的行星受到宇宙辐射的入射。太阳的最小值,即周期中的静止期间,地球的最外层大气层可以收缩。反之,则可能会导致挥之不去的太空垃圾,甚至对航天器造成莫大的威胁;而当太阳处于相反的季节,此时便是太阳的最大值,它的黑子和耀斑数量都会增加,进而产生了强大的太阳风暴,能够导致破坏通信系统、甚至是停电的后果。简而言之,太阳大约11年的周期,对其影响范围内的物体也产生了影响。

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观察太阳算得上是一种古老的人类事件,比如人们可以观察到圣诞(12月25日)这样的节日。看似平常的数字背后,隐藏着的都是人类的智慧,像这样的节日发生在冬至附近,以庆祝新的一年,而不同的日期对应的则是不同的半球。所以,当科学家们研发出了望远镜的时候,太阳成为了它主要观测对象之一也不足为奇。为了更加清晰的了解太阳在其周期中如何移动,研究人员简化了相关数据。

当我们跳出地球季节的惯性思维,太阳的这种周期性阶段,从某种意义的角度而言,这就像是它的季节变化,具有很多活动时期和非常少的活动期,科学家们把这样的现象称为太空气候。比如,耀斑这样的奇异事件就像是这个空间的天气,而太阳的最小值时期,就像是长期的厄尔尼诺南方涛动周期,与太阳能干旱季节相比,它们在整个太阳周期彼此重叠、并且持续时间略有变化。

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太阳的磁场强于我们的预期

要测量太阳爆发的材料环内的磁场,因为会受到地球大气的干扰,所以这对科学家们而言,是一件极具挑战性的事。虽然强大的太阳望远镜也只能检查太阳的1%,但科学家们还是在太阳耀斑爆发的时候,找到了正确的位置。他们通过观察太阳咆哮时的超强耀斑发现,它的磁场实际强度甚至超过了之前的预测。

一直以来,太阳的磁性活动都非常有名,这其中也包括磁力线扭曲而导致的周期性耀斑。因为日冕物质抛射和耀斑相关联,会将带电的粒子送入太空,所以,当这些粒子瞄准地球的时候,它们很可能会造成破坏卫星的后果、又或是引起极光现象的发生。太阳外层大气中所发生的一切事件,都是由磁场而决定。正因为我们对它的强度和空间特征都知之甚少,所以,对于太阳磁场的进一步探索才显得尤为重要,也能让科学家们更好的了解日冕中发生的事情。

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