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超强太阳风暴真的要来了吗?|北京日报

2023-08-24 阅读次数:

  太阳长了一张麻子脸,“麻子”还越来越多了?遵循比利时皇家观测台通告的国际太阳黑子数据,本年6月,太阳轮廓展示了160多个太阳黑子,这是20多年来太阳黑子数最多的一个月。有著作称,异日2-3年太阳运动愈加万分,恐怕产生灾殃性很强的太阳风暴,而正在8月6日和8日,太阳连接发作了两次较强的X级耀斑变乱,宛如也验证了这个预测,这惹起了大多的普通闭切和忧愁太阳光。那么,太阳风暴是一种什么形势?灾殃性的超强太阳风暴真会产生吗?咱们即日就来聊聊这个话题。

  太阳不是一个固体,可能发光发烧的它,其轮廓温度有5700℃,内部温度更高,正在如许的高温要求下一齐物质都邑被电离。所以,太阳实质上是个炎热的“大气球”,组成它的化学因素以氢和氦为主,离别占总质料的71%和27%,其它因素为各式重元素,如氧、碳、氖、铁等。

  太阳半径约70万公里,是地球半径的109倍,相当于地月往返隔断。由此,可揣度出太阳的体积为130万个地球的体积。要是把直径25米的北京天文馆大圆顶比作太阳,那么地球只相当于一个足球巨细。可见,相对地球来说,太阳绝对是一个硕大无朋。

  云云宏大的太阳正在地球上看却可是圆盘巨细,缘由是太阳隔断咱们太远了——约莫1亿5万万公里。速率3600公里/幼时的高速飞机从地球日夜一直地飞到太阳,约莫须要4.75年;纵使以第二宇宙速率11.2公里/秒飞翔的火箭从地球到太阳,也须要154天。可是,这段遥远的途途太阳光,太阳光只需约8分钟就能走完。

  就像地球内部有分层组织、表部有大气层相通,遵循物理本质的分别,太阳从内到表也可分成若干目标。咱们肉眼看到的发光圆球只能是是太阳的一个圈层——光球。光球以内是太阳内部,从里到表挨次为重心、辐射层和对流层;光球以表是色球和日冕,它们与光球统称为太阳大气。

  太阳内部险些集合了太阳的统共物质。然而,因为来自内部的辐射被上面的太阳大气包裹得“密不透光”,是以正在地球上看不到这些目标,其本质只可仰仗对太阳大气的观测来举办表面猜度。

  通过对分别目标太阳大气的监测,科学家可能从中获取太阳发作的根基新闻。通过光球层观测,可能看到太阳黑子的转入、转出(日面)的年光,正在日面上的巨细蜕化等;通过色球层,可能看到日面上是否有耀斑、日珥等形势;通过对日冕层的观测,可能看到冕洞太阳光、冕环,最要紧的是可能判定日冕物质扔射的宗旨和强度,为是否会对地球出现影响供应预测根据。

  太阳的光球并非像肉眼看到的那样光洁,也会长“芳华痘”,科学家把这种时常展示的深暗色黑点称为“太阳黑子”。由于太阳“脸”大,“痘”天然也不幼,一个中等巨细的黑子可能和地球差不多大。

  原本,太阳黑子并不黑,只是由于它的温度比光球低,正在明亮的光球靠山衬着下显得黑罢了。太阳黑子温度低的直接缘由是它自己拥有强磁场,磁场强度正在1000-4000高斯之间,比地球上的磁场强度越过1万倍。强磁场可能压迫太阳内部能量通过对流的体例向表通报。是以,当强磁场浮现到太阳轮廓时,该区域的靠山温度会从5700℃迟缓降至4000℃足下,使该区域以暗点办法展示,即黑子出现。

  黑子方向于成群展示。一个成长成熟的楷模黑子群由两部门构成,因太阳自转的缘由,西边的部门总正在前面,称为前导部门;东边的部门则称为后随部门。前导黑子和后随黑子的磁场极性相反,一个出现得如北磁极(N),另一个则出现得如南磁极(S),是以如许的黑子群也被称为双极黑子群。寻常环境下,黑子越大,磁场极性越杂乱,磁场强度也越大。

  太阳风暴本质上便是太阳物质和能量挣脱磁场管束的一次开释进程,而太阳黑子恰是这场“博弈”的闭头地点,所以,可能说太阳黑子便是太阳风暴的源流。

  从恒久来看,太阳黑子数宗旨多少存正在11年足下的周期蜕化。1843年,德国天文喜好者施瓦布通过1826-1843年间的平素黑子观测,初次展现了这一形势。黑子相对数年均值的极大和极幼年份,离别称为太阳运动的极大年(峰年)和极幼年(谷年)。通俗,科学家也将黑子相对数年均值相对较高的太阳运动极大年和其相邻的几年,称为太阳运动高年;黑子相对数年均值相对较低的太阳运动极幼年和其相邻的几年,称为太阳运动低年。

  “风暴”正在《辞海》中的表明为:刮大风况且同时有大雨的气象形势,比喻范畴大而气概剧烈的变乱或形势。所谓太阳风暴,是人们对太阳发作运动及其惹起近地扰动的一种情景和广泛的说法,其结果会对咱们的卫星运转、导航通讯、地面体例出现一系列影响。

  从记载的第一个太阳运动周期算起(以1755年极幼年起算的运动周为第1太阳运动周),人类仍然有24个太阳运动周期的完好记载。个中,有的运动周太阳黑子数全部偏低,属于弱运动周;有的运动周太阳黑子数全部偏高,属于强运动周。

  遵循史册材料统计,一个太阳运动周中太阳风暴的产生频次,与太阳运动周的总体强度根基发现正闭连的闭联,即太阳运动周的黑子数愈多,运动周愈强,太阳风暴的次数就愈多、强度愈强;太阳运动周的黑子数愈少,运动周愈弱,太阳风暴的次数则愈少、强度愈弱。

  另表,正在一个太阳运动周中,比拟强烈的太阳风暴都产生正在太阳运动高年。比方,史上最强太阳风暴——卡林顿变乱,产生正在1759年,是第1太阳运动周的高年;让多人夺宗旨加拿大魁北克大停电变乱,产生正在1989年,是第23太阳运动周的高年;惹起多颗卫星障碍的万圣节变乱,产生正在2003年,是第24太阳运动周的高年。

  太阳耀斑发作时巩固的电磁辐射以光速奔驰,只需约8分钟即可达到地球空间,会导致地球朝阳面电离层的电离火速补充,电离层产生短波吸取形势,从而影响短波通讯(短波通讯是一种愚弄短波无线电波举办远隔断通讯的技巧,普通运用于军事、民航、海运、气象预告、遑急声援等范围)。

  高能带电粒子的速率相对较慢,约几相称钟后达到地球空间,重要导致地球中高轨道越发是同步轨道高度的高能质子等粒子通量急速上升,产生太阳质子变乱。这时,轨道上的航天器方圆宛如碰着了一场高能带电粒子“暴雨”的袭击,粒子像高速飞翔的枪弹,可能击穿几毫米厚的金属,袭击航天器内的微电子器件等,拥有很强的破损性。它们会变成航天器产生特地或障碍,给正在轨航天器的安然运转带来宏大恐吓,乃至损坏航天器。

  太阳从日冕扔射出的急速等离子体云1-4天达到地球,会与地球的磁层产生互相功用,惹起环球性磁场的强烈振动,产生地磁暴。当产生强地磁暴时,会导致地球低轨道大气密度快速增大,对卫星的拖曳效应火速上升,惹起卫星轨道的急速衰减;同时巨额热等离子体的注入,可导致卫星轮廓充电电位升高,产生静电放电形势,从而惹起航天器特地;地磁暴产生及其后数天,恐怕激发高能电子暴,而高能电子拥有极强的穿透力,会正在卫星相近出现高达数千伏的电压差,由此惹起的放电脉冲可损坏卫星质料、破损电子器件,乃至导致卫星报废;地磁暴还恐怕激发电离层暴,使环球导航定位精度降低。

  地球上可能用肉眼观测到的最宏伟空间气象形势“极光”,就与太阳风暴息息闭连。要是念看极光,正在太阳风暴第三轮攻击到来之前,去地舆纬度高的地方静等便可。由于当巨额的等离子体注入到北极、南极区域的电离层时,它们会与高层大气分子、原子举办撞击,从而变成绚烂多彩的极光。

  目前,咱们正处于第25太阳运动周高年前夜。美国国度航空航天局(NASA)纠合美国国度海洋和大气执掌局(NOAA)牵头缔造的第25太阳运动周预测专家组(由来自美国、中国、加拿大、英国和日本等国的12名科学家构成)预测,固然第25运动周的太阳运动秤谌比第24太阳运动周略高,但已经属于一个弱运动周,低于过去24个太阳运动周的均匀秤谌。可是,因为太阳风暴的产生拥有偶发性,不废除产生强太阳风暴的恐怕。

  从数据来看,自2019年12月进入第25太阳运动周以后,截至本年8月的近4年年光里,太阳运动全部秤谌不停稳步上升。表征太阳运动秤谌的太阳黑子数滑腻月均值(滑腻值是指正在一个数据序列中,用某个值来滑腻相邻的两个数据点,以使数据变得特别滑腻或裁减颠簸)从2019年12月的2上升至本年1月的113,挨近第24太阳运动周的峰值116。而本年6-7月,太阳黑子数的月均值为160足下,已领先第24太阳运动周的峰值146,是自2002年10月以后的最高值超强太阳风暴真的要来了吗?|北京日报。遵循监测显示,本运动周的太阳运动仍处于上升趋向中。

  但站正在宏观角度来阐明,正在过往的4年攀升进程中,固然产生了多次太阳风暴,但频次和强度已经偏低。比方,正在2020-2022年,象征着太阳风暴首轮攻击的耀斑变乱,共发作214个M 级耀斑、9个X级耀斑(X级属于大耀斑)。个中,最强级其余耀斑为X2.2级,产生正在2022年4月20日太阳光,因为发作地点位于日面西边沿且连续年光短,只惹起亚太区域比拟分明的电离层陡然骚扰,并未激发太阳质子变乱、地磁暴等级二轮、第三轮攻击变乱。象征着第二轮攻击的太阳质子变乱,只产生了6次幼质子变乱,对正在轨航天器根基没组成恐吓。象征着第三轮攻击的地磁暴,算是比拟经常,共有166个时段(一个时段为3幼时)产生地磁暴,有6个时段为大磁暴级别。个中,最强的一次地磁暴变乱产生正在2021年11月4日,地磁Ap指数(地球磁场运动的一个目标,重要用于监测太阳风暴和地磁暴的强度和频率)为69,属中等强度的地磁暴。

  本年以后,太阳运动上升到一个新秤谌,太阳风暴的产生频次也有所补充。从1月份至8月份,太阳累计展示了225个太阳黑子,挨近2022年整年的261个,这导致了太阳发作运动的经常产生。截至目前,太阳产生了11次X级耀斑,领先了2020-2022年的总和。个中,最强级别仍为X2.2级,产生正在2月18日,发作地点位于日面东边沿,惹起了东稳定洋区域比拟分明的电离层陡然骚扰。碰巧的是,其它10次X级耀斑变乱的发作地点也都比拟偏,没有激发太阳质子变乱、地磁暴等。

  这些数据注明,太阳峰年即将到来,太阳脸上的“麻子”会更多,“脾性”会更暴,太阳风暴也早晚会来。估计正在2025年前后,地球会蒙受更多的高能粒子和经常高速太阳风的进攻。

  中国科学院国度空间科学核心的空间境况预告核心也做好了盘算,愚弄天下基观测开发全天候看管太阳的一举一动,做好太阳风暴的预警职责,并向卫星运转、导航通讯等部分实时颁布耀斑、太阳质子变乱和地磁暴等各样预警新闻,以便提早做好规避和防护,如耀斑功夫降低短波频率、调解航天员出舱窗口以规避太阳高能粒子等。

  总之,太阳黑子太阳光、耀斑等太阳运动是太阳系内的天然形势,势必会对地球出现必然影响。不过,地球具有宏大的磁场和大气层,科学家也正在踊跃研讨护卫地球和人类的技巧手法。确信跟着科技秤谌的一向降低,异日人类将会更好地应对太阳风暴等形势带来的影响,并持续寻求宇宙的奇奥。