词条 | 太阳耀斑 |
释义 | § 特征 太阳耀斑 太阳耀斑是最剧烈的太阳活动,出现的频率不定,在太阳活跃时,可几日就出现一次。相反在太阳稳定时,整星期也未必出现一次。小型耀斑比大型耀斑较多出现。太阳的活动周期为11年,在活动高峰期时有特别多黑子出现,同时亦有较多耀斑出现。 一般认为发生在色球层中,所以又叫“色球爆发”。 其主要观测特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀,其寿命仅在几分钟到几十分钟之间,亮度上升迅速,下降较慢。[1] § 成因 太阳耀斑 耀斑是在太阳的色球-日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动。太阳上的等离子被加热至一千万度,电子、质子及一些重离子被加速到接近光速。这些离子发出的电磁波波段由电磁波谱上的长波微波至最短波长的γ射线。 大部份耀斑都出现在太阳活跃的区域如黑子附近,即是太阳表面磁场线露出日冕的部份。耀斑的能量主要来自于日冕突然释放的磁能。耀斑出现后,可以观察到亮度突然增加,射电波、紫外线、X射线流量也会猛增,有时还会发射高能的γ射线和高能带电粒子。耀斑所放出的X射线及紫外线可影响地球大气层中的电离层,破坏人类的电磁通讯。耀斑在1859年被首次发现。[2] § 能量与辐射 太阳耀斑 能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸;而一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放巨大能量,除了日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γ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。[1] § 威力分级 太阳表面的一个活跃区放射出的超热带电气体——等离子体形成的巨环。 太阳耀斑分为A、B、C、M、X五级,强度依次增加。其中M、X级耀斑爆发会给近地空间环境带来显著的影响。每级又分10档。 耀斑按面积分为4级,由1级至4级逐渐增强,小于1级的称亚耀斑。耀斑的显著特征是辐射的品种繁多,不仅有可见光,还有射电波、紫外线、红外线、X射线和γ射线。耀斑向外辐射出的大量紫外线、X射线等,到达地球之后,就会严重干扰电离层对电波的吸收和反射作用,使得部分或全部短波无线电波被吸收掉,短波衰弱甚至完全中断。 [3] § 分类 太阳耀斑 一般把增亮面积超过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。随着不断的研究,天文学家又将耀斑分为: 光学耀斑:发射可见光增强辐射,并可用单色光观测到 X光耀斑:用X光观测到的 白光耀斑:在白光照片上可以看到,这种耀斑极为罕见[3] § 影响 太阳耀斑 耀斑对地球空间环境造成很大影响。太阳色球层中一声爆炸,地球大气层即刻出现缭绕余音。耀斑爆发时,发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时,将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射来到地球附近时,与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用,产生极光,并干扰地球磁场而引起磁暴。 此外,耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。正因为如此,人们对耀斑爆发的探测和预报的关切程度与日俱增,正在努力揭开耀斑迷宫的奥秘。 2003年10月底11月初,科学家目睹了一场有记录以来最大的太阳耀斑(solar flare)爆发。这些带电粒子大规模地倾泻而出,即使在地球以及地球周围的空间里也显而易见——这里距离源头整整有1.5亿千米远。在地球上,定期航班避开了高空航线,因为在那里,飞行员可能会遇到无线电通讯方面的问题,乘客和乘务人员可能吸收到的辐射剂量令人担忧。电网也不得不严格监控电涌(surge)。尽管有了这些努力,瑞典南部的5万户居民还是短暂地失去了电力供应。[1] 2012年3月2日据国外媒体报道,科学家2月29日发出警告说,未来10年地球被太阳超级耀斑击中的概率高达12%,这将导致几万亿美元的经济损失。 有可能发生的这次事件将会超过已知的卡林顿事件,它发生在150多年前,当时有很多电报局失火,它们的网络中断。在当今这个到处充斥着电子产品的世界,此类强磁力给地球带来的后果将是灾难性的,可能需要10年才能恢复过来。这个预言甚至令提出它的人、美国加利福尼亚州圣地亚哥预言科学协会(Predictive Science)的资深科学家皮特·里雷感到吃惊。2月23日他在《空间天气》上发表他的评估结果后说:“即使它减少50%,这个数字也比我认为的更大。” [4] |
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