超大太陽“青春痘”會威脅地球安全嗎?
- 發佈時間:2014-11-14 10:29:33 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
文·本報記者 徐 玢
近日,太陽臉上的一片“青春痘”吸引了公眾的注意力。據報道,近日一個巨大的黑子群出現在太陽表面,面積為24年來最大。太陽表面出現如此大個頭的“青春痘”會對地球産生什麼影響?人類是否有辦法預測太陽黑子的出現?記者採訪了國家空間天氣監測預警中心高級工程師陳安芹。
尚未對地球産生惡劣影響
陳安芹表示,這片黑子群最早10月17日出現在日面,並不斷變大,在10月23日左右觀測效果最好,目前已經隨著太陽自轉進入背對地球的一面。
這片巨大的黑子群被科學家命名為AR12192。專家估計,AR12192的跨度已達125000公里,是地球直徑的20倍。“這一面積超過了太陽上一活動週期的最大黑子群,比它更大的黑子群要追溯到1990年11月的AR6368。” 陳安芹説。
太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度比太陽光球層表面溫度要低1000攝氏度到2000攝氏度,約為4600攝氏度,因此看上去像一些深暗色的斑點。太陽黑子的多少和大小,常常標誌著太陽這顆壯年恒星內部活動是否劇烈。
雖然黑子群AR12192的面積非常大,但它對地球的影響有限。“黑子群AR12192引發了數十次太陽耀斑爆發,但沒有形成日冕物質拋射,因而沒有帶電粒子到達地球。”陳安芹説,這片巨大黑子群對我國帶來的影響,目前只是8月19日的X級耀斑期間,我國大部分地區短波通訊受干擾。
太陽活動可能威脅地球安全
太陽活動對地球的威脅來自帶電粒子。在出現黑子的區域,常常會有耀斑爆發,同時發生日冕物質拋射。太陽在這個過程中會向太空拋射出大量高速帶電粒子。這些粒子的速度可能高達每秒幾百甚至上千公里,如果它們恰好到達地球並對地球所處的空間環境産生影響,我們便説發生了太陽風暴。
一次強大的太陽風暴,可能會導致地球電力系統故障,甚至癱瘓。1989年發生的“魁北克事件”便是太陽風暴“擊中”電力系統的例子。在短短1分半鐘內,太陽風暴的帶電粒子使魁北克省1萬多個變壓器燒燬,當地電力系統迅速陷入癱瘓,發生長達9小時的大面積停電。在這場20世紀以來太陽風暴帶來的最嚴重電力故障中,電力公司因此損失上千萬美元。
地球磁場是地球保護傘。太陽風暴的大量帶電粒子飛向地球,可能會與地球兩極的磁場發生作用産生極光,還可能使地球電磁場發生變化,影響無線電通訊特別是短波通訊,並對航空運輸以及衛星導航裝置造成影響。“2000年7月14日發生的一次太陽風暴,産生了極光現象,並引發地球磁暴,使一些衛星出現故障、暫時癱瘓,並導致部分的無線電中斷。”陳安芹説。
受太陽風暴影響最大的是位於地球與太陽之間的航太器。陳安芹介紹説,高能帶電粒子會毀壞衛星搭載的儀器,造成衛星晶片擊穿、控制紊亂,甚至使航太器的軌道偏離。“幾乎每次大的太陽風暴過後都有衛星損壞的報告。”
超級活動區助力太陽風暴預報
美國國家海洋與大氣局太空環境中心副局長榮·茨威格曾表示,哪怕能提前一個小時預報太陽風暴的到來並加以警告,受太陽風暴影響造成的損害就能減低到盡可能的小。但很遺憾,精確預報太陽活動以及隨之而來的太陽風暴尚不可能。科學家們能做的,是年復一年地監測太陽,並像每天預報天氣一樣,根據經驗預測太陽風暴對地球的影響時間和強度。
預報太陽風暴中的一條重要經驗,便是太陽活動週期。十九世紀,德國人塞瑟爾·海因裏希·施瓦布和瑞士人魯道夫·沃爾夫等通過對太陽黑子的觀測和研究發現,太陽活動呈週期性變化,在活動峰值年發生太陽風暴的可能性更大。後來的統計表明,一個太陽活動週期平均為11.2年。
陳安芹表示,從2008年底開始進入第24個活動週期,從整體上看其活動強度比第23周要弱。“黑子群AR12192的面積雖然是近24年來最大,但它沒有産生日冕物質拋射,耀斑爆發的強度也比第23週期的耀斑要弱得多。”
太陽活動第23週期中最值得一提的是2003年10月底的耀斑爆發。其強度是黑子群AR12192引發耀斑最大強度的10倍以上,其伴隨的日冕物質拋射速度超過每秒2500千米,引發了強烈地磁暴。“日冕物質拋射一般三天左右到達地球,而那次僅花了19個小時。”陳安芹説。
超高強度的太陽活動警示科學家,人類不僅要高準確率的太陽活動預報,還要加快預報速度,與高速的高能粒子賽跑。陳安芹表示,重點監控太陽表面的超級活動區能有效提高預報準確率和速度。
太陽活動區是指日面上各主要的太陽活動體(如黑子、光斑、譜斑、耀斑和活動日珥等)頻繁活動的區域,超級活動區則是其中活動尤為活躍者。陳安芹説,按照能量高低,耀斑可分為A、B、C、M、X五個級別,其中X級為最高級別。“超級活動區的數量其實不多,只佔到活動區總數量不到5%,但它爆發的X級耀斑數量佔到所有X級耀斑數量的40%以上。通過觀測超級活動區,可以在預報上佔據主動。”
目前,科學界對太陽超級活動區的定義不完全一致。“有些研究選取黑子群最大面積、耀斑的指數、射電暴峰值流量以及太陽的總輻射量等參數作為判斷標準,有些研究則根據高能質子峰值流量、大耀斑個數等加以判斷。”陳安芹表示,按照通行標準,活動區AR12192正是科學家關注的太陽超級活動區。它後續可能引發的太陽活動,正處於世界各國的望遠鏡、衛星嚴密監控中。
■延伸閱讀
太陽風暴遮黑地球?別讓流言傳來傳去
“這不是演習,也不是玩笑,上周美國國家航空和宇航局(NASA)向全世界發出了警告,宣稱他們已經確認地球將在2014年12月16日到22日的6天內,經歷一個完全黑暗時期。”近日,“警告地球人”的消息在網路上引起了轟動,“禍首”便是太陽風暴。
不過,對於這個消息,中科院紫金山天文臺研究員季海生表示:這是謠言,內容完全不符合天文常識。太陽風暴會導致停電,通信信號不好,還可以讓高緯度地區的公眾看到美麗的極光,但不會讓公眾進入“黑暗”中,太陽風暴的威力沒有那麼大。
網傳的消息説,近日美國國家航空和宇航局(NASA)負責人視頻發佈了一個緊急演説,下個月會有一場前所未有的太陽風暴,屆時在太陽系中所揚起的太空灰塵和天體殘片將會阻擋90%的太陽光,導致我們整個世界將在這6天的時間內完全看不到太陽。因此,他督促人們應該積極準備,應對在這段前所未有的黑暗時期內我們可能遇到的各種危險、襲擊和損害。
“其實,NASA的負責人根本沒有提到太陽風暴,他是在介紹NASA的工作職能,在介紹防震減災,比如:遇到颱風,家庭該如何應對緊急情況等。”季海生看了消息源中的視頻,他説,關於地球要進入6天全黑的消息不實,這是臆造出來的,視頻被借用,成了傳言的幌子。
“太陽風暴不是地球颶風,太陽釋放的帶電粒子流對星際塵埃幾乎不會有任何作用力,不可能如地球上的風暴那樣,席捲起大量塵土。”季海生説太陽風暴無法掀起宇宙塵埃。
中科院紫金山天文臺科普部主任張旸表示,星際塵埃存在於宇宙中,密度非常小,比我們人工真空環境下的物質密度還要小。“有一種力量要將它們裹挾起來,遮住90%的太陽光,這根本就不可能。而且,目前人類還沒有準確預測太陽風暴發生的能力,一般NASA也只會給出預測在未來一年中可能發生太陽風暴的概率,但還不具備精確到太陽風暴會發生於某天的預測能力。”
專家説,只要對天文常識有所了解,這種6天全黑、不見陽光的傳言就會不攻自破。
(據人民網)
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