NASA 在地球高层大气中发现了意想不到的 X 形结构——科学家们正在努力解释它们

NASA 的 GOLD 任务在地球电离层等离子体中发现了意想不到的 X 形和 C 形结构。研究人员将我们的高层大气比作“字母汤”。

NASA 的一颗卫星在地球的电离层中发现了意想不到的 X 形和 C 形结构，电离层是地球大气层中的带电气体层，可以让无线电信号长距离传播。

电离层是地球大气层的一个带电区域，它的存在是因为来自太阳的辐射撞击大气层。白天，随着其分子带电，其密度会增加。这是因为阳光使电子脱离原子和分子，产生等离子体，使无线电信号能够长距离传播。电离层的密度在夜间下降——这就是黄金的用武之地。

美国宇航局的全球尺度肢体和圆盘观测 (GOLD) 任务是一颗对地静止卫星，自 2018 年 10 月发射以来一直在测量地球电离层的密度和温度。GOLD 最近从其西半球上空的对地静止轨道研究了两个密集的卫星位于赤道北部和南部的电离层中的粒子波峰。当夜幕降临时，这些波峰内会出现低密度气泡，可能会干扰无线电和 GPS 信号。然而，影响电离层的不仅仅是阳光的盈亏——大气层也对太阳风暴和巨大的火山喷发敏感，之后波峰可以合并形成X形状。

在新的观测中，GOLD 在电离层中发现了一些熟悉的 X 形状——尽管没有任何类型的太阳或火山扰动来产生它们。

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科罗拉多大学大气与空间物理实验室 (LASP) 的研究科学家 法兹鲁尔·拉斯卡 (Fazlul Laskar) 在一份声明中表示：“早期关于合并的报道仅发生在地磁干扰条件下”你>。拉斯卡是四月份在《地球物理研究杂志：空间物理学》上发表的一篇论文的主要作者，该论文描述了这些意想不到的观察结果。 

“在地磁安静条件下，这是一个意想不到的特征，”他说。

这表明，低层大气中发生的事情实际上比极端的太阳或火山事件对电离层的影响更大。

除了奇怪的 X 之外，GOLD 还发现等离子体中出现了弯曲的 C 形气泡，它们的间距惊人地接近。科学家认为它们的形状和方向取决于风向，但 GOLD 拍摄到的 C 形和反 C 形气泡相距约 400 英里（643 公里）。研究人员表示，风型在如此短的距离内发生如此巨大的变化是很不寻常的。

“找出发生这种情况的原因非常重要，”LASP 研究科学家 Deepak Karan，他是 11 月在地球物理研究杂志：空间物理学上发表的另一篇论文的主要作者。 >，在声明中说。 “如果等离子体中发生涡流或非常强的剪切，这将使该区域的等离子体完全扭曲。这样的强烈扰动将完全丢失信号。”

这并不是美国宇航局第一次寻求更多地了解电离层。最近，一个名为日食路径周围的大气扰动 (APEP) 的项目研究了阳光和温度的下降如何影响地球的高层大气。在 10 月 14 日席卷美国西南部的日环食期间以及4 月 8 日席卷北美的日全食期间，NASA 向日食路径发射了三枚亚轨道探测火箭，以测量电场和磁场、密度和辐射的变化。电离层内的温度。任务的结果仍在等待中。