1895 年,一次強烈的太陽風暴讓歐洲和北美的整個電報系統癱瘓。這樣事情還可能再次發生。
現在的通訊系統更加發達 ,如果發生強烈的太陽風暴,帶來的影響無異於一場大型瘟疫:電力供應受影響,電視廣播、網際網路和無線電通訊中斷。
太陽風暴與日冕物質拋射有關。最近,科學家們開發出一種研究快速日冕物質拋射的方法,結果發表在《天文物理期刊》上。這篇論文研究了過去的兩個太陽周期中,日冕物質拋射的聚集特性。越聚集,隨之可以產生的地磁風暴就越大。
圖 | 日冕物質拋射示意圖(來源:Pixabay/CC0 Public Domain)
論文由俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究所 (Skolkovo Institute of Science and Technology)的科學家和國外合作者共同完成。
日冕物質來自太陽大氣層的最外層,它一旦拋射,就是太陽系中最具能量的噴發現象之一,也是空間氣象事件的主要來源。
巨大的等離子體雲和磁通量,會從太陽大氣層以每秒 100 公裡至 3500 公裡的速度,噴射到周圍的空間。這些物質和伴隨而來的強大衝擊波,在不到一天的時間,就會到達地球。
這不僅會干擾地球的電磁系統,還會威脅到太空中的太空人。2017 年 9 月 9 日和 10 日,就曾連續兩次發生日冕物質拋射,強度與 1895 年的類似,不過沒有對準地球。當時國際空間站上的太空人必須前往掩體,以免遭受輻射傷害。
太陽周期是 11 年。2017 年的日冕物質拋射,發生在太陽活動周期的衰退階段。目前,我們正處在第 25 個太陽周期的開始階段,科學家們預測這個周期不會很強烈。
「然而,這並不意味著不會發生極端事件。」 論文的合著者、卡爾 · 弗朗岑斯大學天文臺臺長 Astrid Veronig 教授說。從歷史上看,極端空間天氣事件也發生在不太強的周期,或周期的下降階段。在太陽周期的高峰期,大量的能量以太陽耀斑和日冕物質拋射的形式釋放出來;然而在循環的下降階段,能量積累起來,並可能以單個但非常強大的事件釋放出來。
目前的研究表明,最強烈的地磁風暴由快速日冕物質拋射驅動。發生時,快速日冕物質拋射會和其它的日冕物質拋射一起,在行星際空間相互作用。
「我們的現代科技社會需要認真對待這個問題,研究極端的空間天氣事件,並了解太陽和地球之間相互作用的所有微妙之處。」 論文合著者、斯科爾特空間中心(Skoltech Space Center)助理教授 Tatiana Podladchikova 說。