太陽耀斑是如何來影響航線飛行員的?

2020-12-03 天文在線

問:「我是一位高三的學生,我正在寫一篇關於太陽耀斑及其對飛行員的影響的研究論文。我知道輻射會對飛行員產生強烈的影響,但我不知道它是如何影響飛行員的 並且很難找到關於它的資料。」

答:太陽耀斑產生電磁輻射在8分鐘後到達地球。在整個光譜上都會有電磁輻射,但我們主要關注的是x射線(和γ射線),因為它們是最有活力的。你還必須知道,太陽耀斑經常與日冕團噴射(CME)聯繫在一起。日冕團噴射會導致高能量質、電子和離子的噴射。

所有這些都會給航線的飛行員帶來一些麻煩。在太空中,這些粒子和輻射的影響可能會非常有害,但幸運的是,航線飛行員有很好的自然保護,這些自然保護就是地球的磁場和大氣層。磁場保護地球不受大部分帶電粒子的影響。但是磁場中有一個「洞」:磁場的線是從一個極對另一個極,因此帶電粒子可以從兩極進入地球大氣層。因此,如果飛行員在極地附近飛行,就會被更多的帶電粒子撞擊。另外,如果這些帶電粒子發生在飛機的電氣化系統上,會對飛行系統造成負面影響。

但你也要知道,大氣也阻擋了大部分帶電粒子,所以飛機飛得越高,受到的影響也越強。

連續兩張成功的太陽耀斑照片。在照片中的太陽盤面被遮蔽住,以使隨同耀斑突出的日珥有更好的視覺效果。

這方面也存在著健康問題。最近的研究結果顯示,在飛行員和機艙工作人員中,癌症發病率有所上升(主要是皮膚癌)。但他們無法確定這與宇宙輻射之間的聯繫, 儘管航空公司的飛行員和機艙工作人員被確認為「輻射工作者」。有關於個人的輻射暴露量規定中,對於「輻射工作者」,這個限制被設定為普通公眾的20-50倍。然而,可以相信的是在極地高空附近飛行的飛行員,所接受的最大輻射不到一半。

這個耀斑引發了一個日冕大量射(CME),但此CME未朝向地球,因此預測不會造成影響。

相關知識

耀斑是在太陽的盤面或邊緣觀測到的突發閃光現象,它會釋放出高達6 × 10焦耳的巨大能量。它們通常,但並非總是,伴隨著發生日冕物質拋射的事件。耀斑會從太陽日冕拋射出電子、離子、和原子的雲進入太空。通常,在事件發生後的一兩天,這些雲就可能會到達地球。這個名詞也適用在發生類似現象的恆星,但通常會使用「恆星耀斑」來稱呼。

在2012年8月31日爆發的太陽耀斑,曾一直徘徊在太陽的大氣層、日冕,有著長長的日珥/絲狀體噴發至太空中。

電磁波,又稱電磁輻射,是指同相振蕩,且互相垂直的電場與磁場,在空間中以波的形式傳遞能量和動量,其傳播方向垂直於電場與磁場的振蕩方向。 電磁輻射的量子形式是光子。電磁波不需要依靠介質進行傳播,在真空中其傳播速度為光速。

太陽風特指由太陽上層大氣射出的超高速等離子體(帶電粒子)流。非出自太陽的類似帶電粒子流也常稱為「恆星風」。

太陽風作用下的地球磁場藝術想像圖

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