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超大太阳“青春痘”会威胁地球安全吗?

  • 发布时间:2014-11-14 10:29:33  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  文·本报记者 徐 玢

  近日,太阳脸上的一片“青春痘”吸引了公众的注意力。据报道,近日一个巨大的黑子群出现在太阳表面,面积为24年来最大。太阳表面出现如此大个头的“青春痘”会对地球产生什么影响?人类是否有办法预测太阳黑子的出现?记者采访了国家空间天气监测预警中心高级工程师陈安芹。

  尚未对地球产生恶劣影响

  陈安芹表示,这片黑子群最早10月17日出现在日面,并不断变大,在10月23日左右观测效果最好,目前已经随着太阳自转进入背对地球的一面。

  这片巨大的黑子群被科学家命名为AR12192。专家估计,AR12192的跨度已达125000公里,是地球直径的20倍。“这一面积超过了太阳上一活动周期的最大黑子群,比它更大的黑子群要追溯到1990年11月的AR6368。” 陈安芹说。

  太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度比太阳光球层表面温度要低1000摄氏度到2000摄氏度,约为4600摄氏度,因此看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子的多少和大小,常常标志着太阳这颗壮年恒星内部活动是否剧烈。

  虽然黑子群AR12192的面积非常大,但它对地球的影响有限。“黑子群AR12192引发了数十次太阳耀斑爆发,但没有形成日冕物质抛射,因而没有带电粒子到达地球。”陈安芹说,这片巨大黑子群对我国带来的影响,目前只是8月19日的X级耀斑期间,我国大部分地区短波通讯受干扰。

  太阳活动可能威胁地球安全

  太阳活动对地球的威胁来自带电粒子。在出现黑子的区域,常常会有耀斑爆发,同时发生日冕物质抛射。太阳在这个过程中会向太空抛射出大量高速带电粒子。这些粒子的速度可能高达每秒几百甚至上千公里,如果它们恰好到达地球并对地球所处的空间环境产生影响,我们便说发生了太阳风暴。

  一次强大的太阳风暴,可能会导致地球电力系统故障,甚至瘫痪。1989年发生的“魁北克事件”便是太阳风暴“击中”电力系统的例子。在短短1分半钟内,太阳风暴的带电粒子使魁北克省1万多个变压器烧毁,当地电力系统迅速陷入瘫痪,发生长达9小时的大面积停电。在这场20世纪以来太阳风暴带来的最严重电力故障中,电力公司因此损失上千万美元。

  地球磁场是地球保护伞。太阳风暴的大量带电粒子飞向地球,可能会与地球两极的磁场发生作用产生极光,还可能使地球电磁场发生变化,影响无线电通讯特别是短波通讯,并对航空运输以及卫星导航装置造成影响。“2000年7月14日发生的一次太阳风暴,产生了极光现象,并引发地球磁暴,使一些卫星出现故障、暂时瘫痪,并导致部分的无线电中断。”陈安芹说。

  受太阳风暴影响最大的是位于地球与太阳之间的航天器。陈安芹介绍说,高能带电粒子会毁坏卫星搭载的仪器,造成卫星芯片击穿、控制紊乱,甚至使航天器的轨道偏离。“几乎每次大的太阳风暴过后都有卫星损坏的报告。”

  超级活动区助力太阳风暴预报

  美国国家海洋与大气局太空环境中心副局长荣·茨威格曾表示,哪怕能提前一个小时预报太阳风暴的到来并加以警告,受太阳风暴影响造成的损害就能减低到尽可能的小。但很遗憾,精确预报太阳活动以及随之而来的太阳风暴尚不可能。科学家们能做的,是年复一年地监测太阳,并像每天预报天气一样,根据经验预测太阳风暴对地球的影响时间和强度。

  预报太阳风暴中的一条重要经验,便是太阳活动周期。十九世纪,德国人塞瑟尔·海因里希·施瓦布和瑞士人鲁道夫·沃尔夫等通过对太阳黑子的观测和研究发现,太阳活动呈周期性变化,在活动峰值年发生太阳风暴的可能性更大。后来的统计表明,一个太阳活动周期平均为11.2年。

  陈安芹表示,从2008年底开始进入第24个活动周期,从整体上看其活动强度比第23周要弱。“黑子群AR12192的面积虽然是近24年来最大,但它没有产生日冕物质抛射,耀斑爆发的强度也比第23周期的耀斑要弱得多。”

  太阳活动第23周期中最值得一提的是2003年10月底的耀斑爆发。其强度是黑子群AR12192引发耀斑最大强度的10倍以上,其伴随的日冕物质抛射速度超过每秒2500千米,引发了强烈地磁暴。“日冕物质抛射一般三天左右到达地球,而那次仅花了19个小时。”陈安芹说。

  超高强度的太阳活动警示科学家,人类不仅要高准确率的太阳活动预报,还要加快预报速度,与高速的高能粒子赛跑。陈安芹表示,重点监控太阳表面的超级活动区能有效提高预报准确率和速度。

  太阳活动区是指日面上各主要的太阳活动体(如黑子、光斑、谱斑、耀斑和活动日珥等)频繁活动的区域,超级活动区则是其中活动尤为活跃者。陈安芹说,按照能量高低,耀斑可分为A、B、C、M、X五个级别,其中X级为最高级别。“超级活动区的数量其实不多,只占到活动区总数量不到5%,但它爆发的X级耀斑数量占到所有X级耀斑数量的40%以上。通过观测超级活动区,可以在预报上占据主动。”

  目前,科学界对太阳超级活动区的定义不完全一致。“有些研究选取黑子群最大面积、耀斑的指数、射电暴峰值流量以及太阳的总辐射量等参数作为判断标准,有些研究则根据高能质子峰值流量、大耀斑个数等加以判断。”陈安芹表示,按照通行标准,活动区AR12192正是科学家关注的太阳超级活动区。它后续可能引发的太阳活动,正处于世界各国的望远镜、卫星严密监控中。

  ■延伸阅读

  太阳风暴遮黑地球?别让流言传来传去

  “这不是演习,也不是玩笑,上周美国国家航空和宇航局(NASA)向全世界发出了警告,宣称他们已经确认地球将在2014年12月16日到22日的6天内,经历一个完全黑暗时期。”近日,“警告地球人”的消息在网络上引起了轰动,“祸首”便是太阳风暴。

  不过,对于这个消息,中科院紫金山天文台研究员季海生表示:这是谣言,内容完全不符合天文常识。太阳风暴会导致停电,通信信号不好,还可以让高纬度地区的公众看到美丽的极光,但不会让公众进入“黑暗”中,太阳风暴的威力没有那么大。

  网传的消息说,近日美国国家航空和宇航局(NASA)负责人视频发布了一个紧急演说,下个月会有一场前所未有的太阳风暴,届时在太阳系中所扬起的太空灰尘和天体残片将会阻挡90%的太阳光,导致我们整个世界将在这6天的时间内完全看不到太阳。因此,他督促人们应该积极准备,应对在这段前所未有的黑暗时期内我们可能遇到的各种危险、袭击和损害。

  “其实,NASA的负责人根本没有提到太阳风暴,他是在介绍NASA的工作职能,在介绍防震减灾,比如:遇到台风,家庭该如何应对紧急情况等。”季海生看了消息源中的视频,他说,关于地球要进入6天全黑的消息不实,这是臆造出来的,视频被借用,成了传言的幌子。

  “太阳风暴不是地球飓风,太阳释放的带电粒子流对星际尘埃几乎不会有任何作用力,不可能如地球上的风暴那样,席卷起大量尘土。”季海生说太阳风暴无法掀起宇宙尘埃。

  中科院紫金山天文台科普部主任张旸表示,星际尘埃存在于宇宙中,密度非常小,比我们人工真空环境下的物质密度还要小。“有一种力量要将它们裹挟起来,遮住90%的太阳光,这根本就不可能。而且,目前人类还没有准确预测太阳风暴发生的能力,一般NASA也只会给出预测在未来一年中可能发生太阳风暴的概率,但还不具备精确到太阳风暴会发生于某天的预测能力。”

  专家说,只要对天文常识有所了解,这种6天全黑、不见阳光的传言就会不攻自破。

  (据人民网

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