美国国家航空航天局正在追踪地球磁场中一个巨大的、不断增长的异常

2020-08-19 03:20:03

美国国家航空航天局正在积极监测地球磁场中的一种奇怪的异常现象:在南美洲和西南部非洲之间延伸的地球上空磁场强度较低的巨大区域。

这种巨大的、发展中的现象被称为南大西洋异常,多年来一直吸引着科学家的兴趣和关注,也许没有人比NASA的研究人员更感兴趣了。航天局的卫星和宇宙飞船特别容易受到异常中磁场强度减弱的影响,并因此暴露在来自太阳的带电粒子中。

美国国家航空航天局(NASA)将南大西洋异常(SAA)比作地球磁场中的凹坑,或太空中的某种坑洞,通常不会影响地球上的生命,但轨道航天器(包括国际空间站)就不能说同样的话了,因为它们在低地球轨道高度绕地球旋转时,直接穿过异常区域。

在这些遭遇期间,异常内部磁场强度的减弱意味着,如果卫星上的技术系统被太阳发出的高能质子击中,它们可能会短路并发生故障。

这些随机命中通常只会产生低水平的故障,但它们确实存在导致重大数据丢失甚至关键部件永久损坏的风险-威胁迫使卫星运营商在航天器进入异常区之前例行关闭航天器系统。

减少太空中的这些危险是NASA追踪SAA的原因之一;另一个原因是,异常的奥秘代表着一个调查复杂而难以理解的现象的绝佳机会,而NASA的广泛资源和研究团队是唯一被任命来研究这一事件的。

马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的地球物理学家特里·萨巴卡解释说,磁场实际上是来自许多电流源的磁场叠加而成。

主要的来源被认为是地球外核内数千公里深的熔融铁水的漩涡海洋。该物质的运动产生电流,产生地球磁场,但似乎不一定是均匀的。

位于非洲大陆下方约2900公里(1800英里)的一个巨大的致密岩石水库,叫做非洲大低切变速度省,扰乱了磁场的产生,导致了戏剧性的减弱效应-这得益于行星磁轴的倾斜。

NASA戈达德地球物理学家和数学家邝伟佳说,观测到的SAA也可以解释为该地区偶极场主导地位减弱的结果。

更具体地说,具有反转极性的局域场在SAA区强烈生长,从而使场强非常弱,比周围区域的场强弱。

虽然许多科学家仍然不能完全理解这种反常现象及其影响,但新的见解不断地揭示这一奇怪的现象。

例如,美国国家航空航天局(NASA)太阳物理学家阿什利·格里利(Ashley Greeley)在2016年领导的一项研究显示,SAA正缓慢向西北方向漂移。

然而,它不仅仅是在移动。更值得注意的是,这一现象似乎正在一分为二的过程中,研究人员今年发现,SAA似乎分裂成两个不同的细胞,每个细胞代表较大异常内的一个单独的最低磁场强度中心。

这对SAA的未来意味着什么仍不得而知,但无论如何,有证据表明这种异常现象并不是新出现的。

上个月发表的一项研究表明,这一现象不是最近发生的反常事件,而是一种反复发生的磁性事件,可能早在1100万年前就影响了地球。

如果是这样的话,这可能表明南大西洋异常并不是整个星球磁场反转的触发器或前兆,如果不是在数十万年的时间里,这种情况实际上是会发生的。

显然,巨大的问题仍然存在,但随着这一巨大的磁性怪事发生了如此多的事情,了解世界上最强大的航天局正像他们一样密切关注着它,这是一件很好的事情。

萨巴卡说,尽管SAA移动缓慢,但它在形态上正在经历一些变化,所以我们通过继续执行任务来继续观察它也是很重要的。