太陽耀斑只是太陽心情不好?不,地球也要承擔相應的責任

2020-08-19 科技修仙賽博豬

在平常的一天中,我們很容易忘記自己正生活在一塊巖石上,正圍繞著頭頂的太陽旋轉,照亮了大地。但太陽不止影響地球也在受地球影響。

我們都知道太陽的活動周期(solar cycle),或稱為太陽磁活動周期(solar magnetic activity cycle),大約一個周期11年。在高峰期太陽表面充滿了耀斑和黑子,並釋放太陽風暴。耀斑發生時會噴射出大量的高能帶電粒子。而太陽風暴所含的高能X射線、伽馬射線以及帶電粒子構成的巨大脈衝有可能摧毀所有圍繞地球運轉的人造天體,包括全球定位系統(GPS)以及人造通信衛星、載人太空飛行器與國際空間站。另外,地球上的遠距離輸電線構成了巨大的天線,它們在太陽風暴中會形成電流衝擊變電站,可能讓全地球陷入一片黑暗--不但電力無法供給,臭氧層被破壞,電子通訊還可能全部停擺。

而且至少從1800年代開始,科學家就懷疑這種循環可能是以某種方式被行星相對的位置引發。問題是行星與太陽相比引力太弱,所以沒有一個人能夠確切地知道該過程是如何起作用的。然後在2016年和2019年發表的研究中,科學家檢查了太陽活動和行星位置的數據。他們得出的結論,有三顆行星對太陽有明顯的影響,這三顆行星是金星,地球和木星。因為金星和地球與太陽接近,而木星如此巨大,所以,尤其是當它們同時處於太陽同一側時,有可能可以影響太陽。

每隔11年這些行星就在太陽的同一側連成一條直線。現在科學家們認為他們終於明白了,雖然這些行星的引力結合起來並不多,但是也足夠影響太陽表面的等離子體。根據計算,這足以引起太陽磁場的翻轉,每11年重置太陽活動周期一次。

我們已經有一段時間沒有經歷太陽風暴了,早在1859年,史稱卡林頓事件,一場強烈的太陽風暴摧毀了電報系統,並且隨著時間推移,波士頓至波特蘭的電報線在沒有電池的情況下,依靠地磁暴產生的電流持續工作長達兩小時之久。

1989年3月,太陽風暴造成魁北克省大斷電。並導致許多衛星也遭受了不同程度的影響。如美國GOES-7衛星損失了一半太陽能電池,致使其壽命縮短了一半;日本通訊衛星CS-3B異常。

太陽風暴對我們現在的電網系統來說是非常糟糕的災難。即使是相對溫和的天氣,平和的太陽有時也會阻礙來自衛星的無線電通信或者造成其它混亂。雖然太陽佔太陽系總質量的99.86%,但行星的排列組合對太陽造成的微弱影響也足以給我們的生活帶來災難。人類試圖徵服宇宙星辰,但在宇宙星辰面前,人類還真是孱弱的物種。

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    ,它們會干擾地球近地軌道上人造衛星的通訊信號傳播,耀斑的輻射強度還會對地球磁極產生影響,難道預示著太陽真的要甦醒了麼?人類首次觀測到太陽耀斑現象是在1859年,當時是由一名英國業餘天文學家理查·克裡斯多福·卡林頓完成的。通常,太陽耀斑的爆發頻率平均為每11年更換一個周期,而大的太陽耀斑出現的頻率要遠低於小的耀斑出現頻率。
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    根據這位所謂專家的說法,耀斑爆發會掀起一場磁力風暴,放射大量強力射線如紫外線、X射線等,同時放射大量高能量的帶電粒子。如果黑子在日面中央,射線和粒子會直接衝擊地球,嚴重影響地球磁場,不但會干擾太空的人造衛星和太空飛行器運作,就連地面上電力供應和高頻無線電通訊系統也會受影響,例如全球定位系統就會失去作用。耀斑爆發還會干擾人類的「生物電」,影響健康和情緒,特別是開車的司機要注意。
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    據新加坡《聯合早報》昨日報導,太陽耀斑預計將在本月8日與9日大爆發,影響地球磁場。美國國家科學院擔心,太陽耀斑爆發會影響至少300個變壓站,影響電力供應,因此希望多家政府機構作好應變準備。太陽耀斑爆發後的第一年,損害成本可能高達2萬億美元。  不過,北美電力可靠性公司(NERC)質疑國家科學院的預測,認為太陽耀斑不會造成數百個變壓站受損。今年早些時候,該公司在一份報告中說,太陽耀斑可能會造成電流中斷,但不會損壞變壓系統,因此停電問題不會持續太久。
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    太陽耀斑爆發根據太陽X射線天文學實驗室表明,其實本次爆發的耀斑是在太陽背向地球的一面,所以我們可能並沒有那麼敏感,雖然說是3年以來最強的太陽耀斑爆發,但是確實很多人可能還不知道出現這樣的一個事情。本次太陽耀斑爆發的強度是在M4.4級,也就是說耀斑五個級別之中的第4,但是由於難以準確評估其強度,並且是在太陽的後面,所以更加難以確定,只是地球軌道上的X射線探測儀讀數為M4.4級。按照正常情況來說,我們從側面監測到的強度並不是最大的,實際強度可能更高,不排除屬於X級。
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    太陽耀斑(Solar flare)是一種最劇烈的太陽活動。特別是在,耀斑出現頻繁且強度變強。   別看它只是一個亮點,一旦出現,簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量,或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸;而一次較大的耀斑爆發,在一二十分鐘內可釋放巨大能量,除了日面局部突然增亮的現象外,耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強;耀斑所發射的輻射種類繁多,除可見光外,有紫外線、X射線和伽瑪射線,有紅外線和射電輻射,還有衝擊波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射線。
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    這種光是從太陽能材料發出的,描繪出了磁場線,這些磁場線懸停在一組將在太陽左側上方旋轉的黑子上。圖片來源:NASA /太陽動力學觀測站 2020年5月29日,一個太陽黑子家族——太陽表面的黑點,代表複雜的磁場區域——發生了自2017年10月以來最大的太陽耀斑。雖然太陽黑子在地球上還看不見,但航空航天局的宇宙飛船在它們上方還是發現了太陽耀斑。
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    而每當太陽耀斑爆發的時候,太陽的表面就會出現來自太陽黑子的輻射爆發,會產生極強的磁場,這樣就會影響我們地球衛星出現變化,而如今的爆發級別是屬於中間強度,科學家將強耀斑分為三類:C,M和X,每一類的威力比其下一級的強10倍,M耀斑比C耀斑強10倍,但比X類事件弱10倍,所以不是最強的也不是最弱的。
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    地球經常遭受太陽風暴侵襲,如果太陽噴發的磁性微粒足夠強,可以摧毀地球。目前最新研究稱,如果太陽爆發超級耀斑,將對地球帶來滅頂之災。據英國每日郵報報導,地球經常遭受太陽噴發的侵襲,但是除了地球極地出現美麗極光之外,其它地區遭受的影響甚微。
  • 人類的好運要到頭了?未來100年太陽可能爆發超級耀斑
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    這項任務背後的科學家們將這些小耀斑稱為 "營火",因為它們比周期性地從太陽上爆發的大規模、高能耀斑小數百萬到數十億倍。在太陽軌道器相機的視野範圍內,任何時候都可以看到幾十個這樣的營火。耐人尋味的是,它們似乎一直在太陽上的各個地方發生。目前還不清楚究竟是什麼原因導致這些小型耀斑。