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太阳风暴再袭地球

2023-10-09

大自然探索 2023年9期
关键词:太阳风暴耀斑太阳风

太陽风暴袭击地球

2022年3月30日,全球多个天文台都记录到了一次超强的太阳耀斑。受耀斑产生的太阳风暴影响,东南亚和澳大利亚地区30兆赫兹以下的无线电通信完全失效。2022年4月20日,美国太阳动力学观测站于太平洋时间晚上8时57分观测到了一次太阳耀斑,亚洲一些地区的无线电通信失效。

1859年9月1日早晨,英国天文爱好者卡林顿登上了位于伦敦郊外庄园里的私人天文台。随着天文台渐渐张开穹顶,湛蓝的天空显露出来,他将黄铜望远镜对准初升的太阳,开始照例观测自己追踪已久的不规则太阳黑子。突然,他发现太阳黑子中爆发出两道亮度空前的白色耀斑。5分钟后,耀斑消失。

卡林顿没有想到的是,就在他观测到太阳耀斑的18小时后,强烈的太阳风暴引发了有记录以来最强大的地磁风暴。太阳向地球喷出带电气体和亚原子粒子,引起地球电离层扰动。有报道称,当天夜间一些电报机突然爆发火花,点燃了报纸。美国匹兹堡一名电报经理汇报说,流经电报机的电流异常强大,电报机的铂触点几近熔化。据估算,这次太阳耀斑爆发释放了约100亿颗广岛原子弹爆炸的能量。如果人类宇航员于1859年耀斑发生当天在月球表面活动,就会直接被太阳释放的高能粒子流杀死。

太阳耀斑活动

当电报局再次运营后,全世界各地的人们通过电报向报社描述前一天晚上目睹的“天空灯光秀”,也就是极光。这是强烈太阳风暴造成的又一结果。原本只有在高纬度地区才有幸得见的极光,当时遍布全世界的夜空,从欧洲中部到大洋洲,各地的报纸都报道了黑夜被极光照亮的景象,赤道地区也不例外。美国南卡罗来纳州的一名妇女描述说:“当时东方天空如血,太阳才刚从海面升起就照亮了整个天空。”极光的亮度之高,让一些在半夜醒来的矿工误以为天亮了。根据一些文献记载,当时极光的亮度足以让人在夜间进行户外阅读。

后来,人们用最初发现太阳耀斑活动的卡林顿命名这次强烈太阳风暴,即“卡林顿事件”。

太阳耀斑活动所产生的太阳风暴让地球出现剧烈的极光活动

太阳不断朝周围释放被称为“太阳风”的高能粒子流,幸好地磁场会屏蔽太阳风,才没有导致严重的后果。然而,每隔约1个世纪,太阳风就会升级为太阳风暴。

太阳风暴产生的大量高能粒子随日珥喷射冲向四面八方。如果这些高能粒子流经过地球,便会引发地磁风暴,从而引发强烈的极光,并干扰通信。

按照抵达地球的先后顺序,太阳风暴对地球发起的攻击主要有三轮。

太阳风暴发生的8分钟后,以光速运动的强电磁波到达地球。首当其冲的是通信卫星。受强电辐射影响,通信卫星会出现信号不稳定、中断等问题,使用卫星转播的电视信号会极为不稳定。

电磁波轰击完成后,高能粒子流(其中绝大部分为质子,夹杂少量氦核和微量的重离子)紧随其后抵达地球。1989年1月19日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机上的宇航员在执行任务期间,报告自己看到了闪光,这正是太阳风暴产生的高能粒子轰击宇航员的视网膜所导致的。

在耀斑发生的几天后,上百亿吨时速高达数百乃至数千千米的带电粒子流冲向行星际空间,形成激波阵面。当激波阵面来到地球时,会引起强烈的地磁暴、电离层暴和高层大气扰动,高层大气密度也会相应升高,增加卫星等航天器的运行阻力。

一项评估表明,导致卡林顿事件规模的太阳风暴如果发生在21世纪,将造成折合7万亿~15万亿元人民币的经济损失,其中主要包括电网、卫星通信等损失。这真可谓是太阳打个“喷嚏”,人类都受不了。

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