連接太陽與地球的磁入口

Magnetic Portals Connect Sun and Earth
http://www.physorg.com/news144677133.html

October 31, 2008

當你在閱讀這篇文章的時候，某件事將會在你頭頂高處發生，這件事直到最近仍有許多科學家不相信。有個磁入口（magnetic portal）將會開啟，讓地球與 9300 萬英里遠的太陽相連。當在它再度關上之前，大約是你讀完這一篇的時候，數噸的高能粒子也許會流過這個孔洞。

"它叫做通量傳輸事件（flux transfer event，FTE）， " Goddard 太空飛行中心的太空物理學家 David Sibeck 說。"十年前，我很確定它們並不存在，但現在這個證據不可辯駁。"

事實上，今日 Sibeck 正在一個國際性太空物理學家於 2008 Plasma Workshop 的集會（在美國阿拉巴馬州的 Huntsville 舉行）中表示，FTEs 並不只是常見，而且或許比任何人所曾想過的還要常見二倍。

研究者老早就知道地球與太陽必定有所連結。地球的磁圈（magnetosphere，圍繞著我們行星的磁力泡泡）裝滿了來自於太陽的粒子，那經由太陽風抵達並穿透地球的磁力防護。它們跟隨著磁場線進入，那可從大地（terra firma）以各種方式追溯到太陽的大氣。

"我們通常認為這種連結是永恆的，每當太陽風活躍時，它都能涓涓流入近地球環境中，" Sibeck 說。"我們錯了。這些連結一點都不穩固。它們通常很短暫、突發（bursty）且非常動態。"

在研討會上的數位講者略述 FTEs 如何形成：在地球的日照面（dayside），地球的磁場擠向太陽的磁場。大約每八分鐘，這兩個磁場會短暫地合併或「重連（reconnect）」，形成一個入口，透過它粒子能夠流動。這種入口採取的是磁柱的形態，寬度約同地球。 ESA 的 4 個 Cluster 衛星群以及 NASA 的 5 個 THEMIS 探測器已經飛過並包圍這些圓柱，測量它們的大小並感應射過的的粒子。"它們是真的，" Sibeck 說。

現在 Cluster 與 THEMIS（西蜜斯）已直接對 FTEs 取樣，理論學家能使用這些測量在他們的電腦中模擬 FTEs，並預測它們會如何表現。New Hampshire 大學的太空物理學家 Jimmy Raeder 在研討會中簡報了一個這樣的模擬。他告訴他的同行，圓柱形的入口傾向在地球的赤道上形成，接著滾過（roll over）地球的冬季極（winter pole）。在 12 月份，FTEs 會滾過北極；在七月它們滾過南極。

Sibeck 相信，這比先前所認為的發生頻率還要高出二倍。"我認為這裡有二種 FTEs 變化：主動與被動。" 主動式 FTEs 是指，磁柱讓粒子能相當容易地流過；對於地球的磁力圈而言，它們是重要的能量導管。被動式 FTEs 是指，磁柱提供更多阻力；它們的內部結構並不允許粒子以及場如此輕易地流動。（給專家的資訊：Active FTEs 在低緯度形成，當時 IMF (行星間磁場) 指向南方；passive FTEs 在高緯度形成，當時 IMF 指向北方）Sibeck 已經計算被動式 FTEs 的特性而且他鼓勵他的同行在 THEMIS 與 Cluster 的資料中追獵它們的跡象。"被動式 FTEs 也許不這麼重要，但直到我們更了解之前，我們都不確定。"

這裡也許有許多未解答的問題：為何入口每隔八分鐘就會形成？圓柱內的磁場如何扭轉與盤繞？"為此，我們在研討會中進行了某些費力的思考，" Sibeck 說。

在此同時，高舉你的頭，一個新的入口正在開啟，將你的行星連往太陽。

※ 相關報導：

＊ NASA - Magnetic Portals Connect Sun and Earth
http://science.nasa.gov/headlines/y2008/30oct_ftes.htm

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