太阳表面一直向外吹等离子流,也就是太阳风,太阳风经过漫漫征途到达地球,与地球磁场相互作用。因为地球磁场的保护,太阳风无法直接影响人类的生活,但是因为地球的两极磁场的保护不是特别好,一些等离子体还是可以渗透进来投射到地球两极的表面,形成极光,非常漂亮。所以除了预测空间天气这种现实意义之外,空间物理中的的很多现象也是美轮美奂,这也是为什么经过多年的学习和研究之后,我越来越喜欢空间物理。
生活在地球的人类其实非常幸运,因为我们有地磁场的这样的保护,但是太阳系里面的其它星球就不这么幸运了。比如火星,它的磁场非常微弱,以至于太阳风可以直接吹向火星的表面。这样的吹蚀,把太火星表面的中性大气慢慢地吹走了。虽然速率比较缓慢,但是经过上百万年、上亿年的这样一种吹蚀,火星表面的气体损失了很多,所以现在火星并不适合生命的存在。现在很多空间科学家在进行这种行星大气演化的研究,就是为寻找地球之外宜居的星球提供指导。
空间科学、空间物理是探索的科学,过去人类从陆地走向海洋,随着科技能力的增长,我们开始走向深空。在走向深空的过程中,人类开始关心太阳,关心地球以外的各个行星,木星、土星,甚至天王星,和这些星球的相互作用(就像地球周围有磁层一样,这些星球周围也有磁层)。我们人类非常有雄心壮志,未来必将越走越远。
正如地球所在的太阳系里有太阳风,太阳系所存在空间里面也有星际风。星际风吹向太阳,就像太阳风吹向地球一样,它在太阳的周围形成一个空腔,我们称之为日球层。
上面这张图跟刚才大家看到地球磁层的形象可能不太一样,也许有些人觉得中间蓝色的圆很漂亮。这是因为内部太阳风速度会快,是超声速的,当它到达日球层外围时会减速形成一个激波结构,被叫做终极激波。
这张图里面还展示了两个飞行器,一个是旅行者1号,一个是旅行者2号。它们是1977年由美国发射的,正好跟我同岁,经过41年的漫漫征途,终于从地球飞到了太阳系的边界,现在正在给研究空间科学的科学家提供第一手的观测资料——很多空间科学家就是通过研究旅行者1号和2号的观测资料,来探索这一块未知的空间到底有什么特性、有什么样的物理过程的。
随着中国国力的增强,我们也开始有自己的空间探测项目,我的有些同行正在推动一个中国自己的、类似于旅行者1号和2号的探测项目。他们计划在2049年,我们百年国庆的时候,中国自己的飞行器能够飞到太阳系的边缘,来探测空间物理研究的前沿区域。
最后,我想用齐奥尔科夫斯基的一句话来作为总结,因为最早提出航天探索的基本概念,以及作出了火箭动力的奠基性研究,他被称为人类航天旅行之父。他说,地球是人类的摇篮,但是我们不可能一直生活在摇篮里面,开始的时候我们会小心翼翼地走出大气层,然后我们去争征服整个太阳系,将来我们还会走向更远的深空。
那么在出门之前,我们肯定想要问一句:今天,宇宙空间的天气怎么样?
谢谢大家!
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