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如果只是簡單以肉眼抬頭觀測我們的太陽，那麼在歷史的長河種它發出的光幾乎沒有發生改變，太陽總是持續、穩定地輸出能量。（不過實際生活中不要用肉眼看太陽，對眼睛有害！）但是，如果我們藉助望遠鏡觀察太陽的電磁波譜，會發現太陽的本質是一個移動的、動態的等離子球，它並不穩定。這種有規律的起伏變動導致了空間天氣。
我們幾乎是看不到空間天氣的，除了極光——一種自然界最令人驚嘆的景象。當來自太陽的能量物質猛烈撞擊地球磁場時，就會產生極光，即在南北緯地區看到的閃爍的、移動的色帶，也被稱為南北光。
這張加拿大上空的北極光照片是由國際空間站上的一名太空人在2017年9月拍攝的。圖片:美國國家航空航天局
事實上，兩個因素會引發極光，並且這兩個因素都是由太陽引起的。第一是太陽耀斑，太陽表面高度活躍的區域產生更多的太陽耀斑，這些耀斑是太陽亮度的突然局部增加。通常情況下，太陽耀斑伴隨著日冕物質拋射(CME)。
日冕物質拋射是將物質和電磁輻射發射到太空的過程。這種被磁化的等離子體主要是質子和電子。CME噴射通常只是分散到空間中，但並不總是如此。如果它的目標是地球的方向，那麼我們極有可能看到更多的極光。
第二是太陽表面的日冕洞。日冕洞是太陽表面的一個區域，它比周圍的區域更冷，密度更小。日冕洞是來自太陽的快速流動的物質流。
無論是來自充滿太陽耀斑的活躍區域，還是來自日冕洞，都會使我們在地球上看到極光。當來自太陽的放電以足夠的力量撞擊我們自己的磁層中的帶電粒子時，兩者都能被強迫進入我們的上層大氣。當它們到達大氣層時，會釋放能量，這導致大氣中的成分發光。任何目睹過極光的人都會驚嘆這大自然的鬼斧神工。光的變化和閃爍是那麼迷人。
極光會出現在極光橢圓內，一般是地球夜晚的時候。這個橢圓區域會被更強的太陽輻射擴大。因此，當太陽表面的活動增加時，通常可以預測會產生更明亮的極光。同時由於極光橢圓的擴大，我們會在南部緯度地區更容易看到極光。
這張照片是紐西蘭上空的南極光。圖片：保羅·斯圖爾特，《公共域》，cc1.0通用版。
太陽表面發生的活動可能預示地球上極光的增加。當一個被稱為跨赤道日冕洞的特徵正對著地球，這就可能意味著強烈的太陽風將向地球襲來。此時，如果你住的地方在合適的經度，晚上向北或向南看，就能看到極光。
當然，極光只是空間天氣的一種。它們就像彩虹，漂亮且無害。但空間天氣的威力要比極光大得多，產生的影響也比極光大得多。這就是為什麼越來越多的人試圖通過觀測太陽來預測空間天氣。
一場足夠強大的太陽風暴可以產生一場CME，其強度足以破壞地球上的電力系統、導航系統、通信系統和衛星等。1859年的卡靈頓事件就是這樣一個事件。它是有記錄以來最大的太陽風暴之翼。
這場風暴發生在1859年9月1日和2日。在它發生之前，太陽黑子巨增，隨之天文學家觀測到CME耀斑。這場風暴產生的極光最遠可以到達加勒比海南部。
太陽黑子是太陽表面較暗的區域，比周圍區域溫度低。它們在磁場特別強的地方形成。太陽黑子附近的高活性磁場經常導致太陽耀斑。
同樣的風暴，在當下—現代科技的世界裡，會造成巨大的破壞。在2012年，我們差點就要體驗這麼大的風暴對地球造成的破壞。幸運的是，一對像卡靈頓事件一樣強大的日冕物質拋射向地球，但與我們擦肩而過。
自1859年以來，我們已經了解了很多關於太陽和太陽風暴的知識。我們現在知道太陽的活動是周期性的。每11年為一個周期，太陽活動從最大值到最小值。其中，最大值和最小值對應於太陽黑子活動的最大值和最小值。當太陽活動在周期中處於最低值時，大多數日冕物質拋射來自日冕洞。
美國宇航局太陽動力學觀測臺(SDO)和ESA/NASA太陽和日光層觀測臺(SOHO)是負責研究太陽的空間觀測臺。SDO關注太陽及其磁場，以及變化如何影響地球上的生命和我們的技術系統。SOHO研究太陽內部的結構和行為，以及太陽風是如何產生的。
有幾個網站允許普通人也能查看太陽的活動，並了解空間天氣。美國國家海洋和大氣管理局的太空天氣預報中心有一系列的數據和可視化資料來幫助我們了解太陽的情況。
作者: universetoday
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