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00016版:人文·好奇

太阳连打三个“大喷嚏”

耀斑与地球“擦肩而过”

  本报杭州5月15日讯

  记者 陈宁 通讯员 刘笑笑

  昨天,如果你是一名天文工作人员,那么通过高端的观测设备,你应该不会错过这样一幅奇景:在太阳上,一片一片的亮斑忽然间闪耀起来,异常光亮。在几分钟到几十分钟之间,它们的亮度迅速上升,然后缓慢下降,最终湮灭……

  据新华社消息,从北京时间5月13日至14日的24个小时内,太阳连打三个“大喷嚏”,中国气象局网站称,这一壮丽无比的现象是今年以来太阳爆发的最强耀斑。但美国航天局说,太阳爆发的方向并不对准地球,不必过于担心。

  太阳耀斑是什么?对地球和人类有什么影响?记者连线了国家天文台研究员胡景耀,和中科院紫金山天文台研究员季海生。

  太阳活动高峰年

  什么是耀斑?这得先从太阳的大气层构造说起。

  和地球的大气层一样,太阳大气层可以按照不同的高度和性质分成各个圈层。从内向外,依次是光球层、色球层和日冕层。太阳耀斑就发生在色球层上。

  “太阳耀斑,表现为太阳辐射从射电波段到X射线的整个电磁波段的突然增亮,是贮存在太阳大气内磁能突然释放的结果。俗称为‘太阳风暴’。”正如季海生所说,耀斑的产生是磁场能量快速释放的结果。巨大的能量快速释放出来,猛烈爆发,形成了色球层的“增亮”。一般而言,增亮面积超过3亿平方千米的称为耀斑,而面积小于3亿平方千米的则叫亚耀斑。

  “耀斑的强度是以光亮的亮度、面积的大小、产生辐射强弱等指标来划分的。”胡景耀告诉记者,自然万物都有它的规律,太阳也是如此。一般而言,太阳活动有着11年的周期。按照推算,2013年是太阳活动的极大年。

  这也解释了为什么在最近的一个月内,太阳耀斑的爆发如此频繁——北京时间5月13日至14日,太阳连续打了三个“喷嚏”。13日上午10点多,第一次耀斑爆发,达X1.7级别。数小时后,又爆发了X2.8级别的耀斑。第三次耀斑爆发在14日上午的9点11分,强度达X3.2级。即前文所述的“今年以来的最强耀斑”。

  太阳连打三个“喷嚏”,是不是说明今年是太阳活动的高峰年呢?季海生肯定了这种说法:“伴随耀斑爆发,太阳大气中大量磁场和等离子体被抛向外面的行星际空间,称为日冕物质抛射,其速度最高可以达到每小时2000至3000公里,被喻为‘太阳打喷嚏’。”

  处于“高峰年”,太阳耀斑发生的几率比较大的。但是太阳风暴的发展需要一定能量的积累,目前产生“毁灭性太阳风暴”的条件并不具备。

  当然,X3.2级的“最强耀斑”只在这个太阳活动周期中排名第三。本周期共爆发18次X级强度的太阳耀斑,排名第一的是2011年的X6.9级,第二是2012年的X5.4级。

  季海生并不记得排名一、二的耀斑给地球造成什么影响,“但是卫星公司不会披露卫星被打坏的情况,这会影响他们的生意。”他说。

  耀斑释放大能量

  耀斑的能量有多大?用比较通俗的话来解释,耀斑增亮释放的能量相当于10万~100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百万吨氢弹的爆炸。

  可别小看耀斑。一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放巨大能量,除了太阳表面局部突然增亮的现象外,耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强;耀斑所发射的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线,有红外线和射电辐射,还有冲击波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射线。

  此次太阳风暴爆发后,西安电离层测高仪站的数据就显示,耀斑期间短波探测信号被强烈吸收,回波信号完全消失,对短波通信影响明显。除西安外,我国厦门、南宁等地的电离层监测站也记录到了同样的影响。

  “人类社会的发展,使得越来越多的精密电子仪器出现,这也使得太阳风暴对于我们的影响日益明显。”季海生分析,太阳风暴对地球的影响之一是在长的电线上(或输油管道之类的长的导电体)产生感应电流。

  人类真正感受到太阳活动的影响,是从发明了电报以后。

  第一次有记载的是1847年3月、9月和10月份有关英国电报机打印针的歪斜(即发报机的指针自发地偏转,由于感应电流的出现),当时发现最大歪斜恰好是在出现极光的时候。当时的人们注意到,电报系统的干扰与极光的出现高度相关。

  “太阳风暴携带大量电粒子袭击地球,与地球磁场相互作用产生地球磁暴,地球的南北两极就会形成极光。”季海生说,每次太阳大耀斑爆发,都会伴随出现极光。

  没有影响人类

  历史上最强一次耀斑,出现在1859年,那时位于赤道的夏威夷地区都看到了极光。当时的耀斑强度可以说是百年一遇,另外,此次太阳风暴可能前所未有地击中了地球。1989年袭击魁北克的耀斑还曾造成近600万市民断电。

  甚至还有更严重的后果。科学家推测,当太阳喷发的粒子与地球大气接触时,就会产生地磁暴,随之会带来大量的辐射。就意味着在宇宙空间站工作的宇航员可能会遭受到致命等级的辐射。另外,按照理论探讨,如果高级别耀斑带出来的带电粒子和高能粒子流集中地球,会产生严重后果。

  但幸运的是,此次“最强耀斑”正好与地球擦肩而过。

  “如果太阳风暴不对准地球,即使很强,也不会产生大的影响。”季海生说,而对人类的日常生活,更加不会有影响。

  不过,耀斑仍然会给地球带来小小“困扰”。

  “太阳风暴爆发一般会对无线通讯、地球卫星、空间飞行器等产生影响,大量的高能粒子流或直接损坏各种电子元件、或引起电磁干扰,使得电磁信号紊乱,导致运行错误或通信故障。”季海生说,比如:手机信号极弱、广播信号不行等等。“一般来说,越是靠近南北两极的高纬度地区,受到太阳风暴影响越大。”

  “地球有自身磁场与大气层保护着。很多人担心,太阳风暴期间紫外线强度猛增会伤人。但实际上,地球大气层中的臭氧层有能力吸收掉绝大部分紫外线,即使在太阳风暴期间,地面上的紫外线辐射也不会明显增强。”胡景耀分析。


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