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太陽黑子對地球的影響及主要現象

圖文 更新时间:2024-09-16 01:22:08

最近一段時間,我們的太陽有些瘋狂,各種太陽活動層出不窮。各種輻射、等離子體都蠢蠢欲動,地球安全嗎?

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(圖片說明:太陽内部)

在太陽核心處,每秒有差不多6億噸的氫通過核聚變形成氦,同時向外釋放出相當于400萬噸氫的能量。這些能量不僅給整個太陽系帶來了光明和溫暖,還帶來了大量的電磁輻射和帶電粒子。光明和溫暖是穩定的,而這些電磁輻射和帶電粒子卻是時強時弱。

天文學家發現,太陽的表面經常會出現各種各樣的活動現象,我們稱之為太陽活動。經過長期的觀察,天文學家得出結論:太陽活動存在着一個相對穩定的周期,那就是11年,但會有短則幾個月、長則一兩年的正負變化。這個周期,取決于太陽磁場的翻轉,這個翻轉的時長就是11年左右,它決定了太陽的活動周期。

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(圖片說明:太陽細長示意圖)

太陽表面的活動有着許多種形式,每一種都蔚為壯觀:

太陽風:從太陽表面噴射出來的帶電粒子流,它們可以穿越茫茫宇宙空間,飛行到上百億公裡外,當它們來到地球等行星大氣層附近時,就會引發極光現象;

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(圖片說明:太陽風示意圖)

太陽黑子:看起來是一塊黑色區域,實則隻是溫度低于周圍的區域。太陽黑子分為本影區和半影區,本影區絕對溫度約為4000℃,半影區則有5400℃,太陽表面溫度約6000℃;

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(圖片說明:太陽黑子)

耀斑:是太陽表面一種局部區域瞬時大規模爆發、釋放能量的過程,其亮度可以迅速提升幾倍甚至幾十倍,耀斑根據強度不同又分為X,M,C,B和A五個級别,其中X級耀斑最強,C級及以下都比較弱。

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(圖片說明:美國太陽動力學觀測站于2015年5月5日拍攝的太陽耀斑)

這些太陽活動在一個周期的高峰時期就會表現得非常活躍,并在周期剛剛結束或開始時相對沉寂。

根據美國宇航局(NASA)和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的科學家團隊的确認,我們在2019年12月左右送走了太陽的第24個活動周期,目前正處于第25個周期内。

他們預測,大概在2025年7月,太陽活動第25周期将會迎來極大值。在這段期間,太陽活動會逐漸增強,給人類帶來的影響也越來越大。

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(圖片說明:太陽表面藝術圖)

最有可能在太陽輻射中受到影響的,就是那些運行在地球大氣層之外的人類航天器了。它們都是精密設備,很有可能在等離子體的攻擊下被損壞,甚至導緻整個航天器報廢。

這樣的例子并不遙遠,就在1月29日,太陽爆發了一次M級耀斑,直接導緻馬斯克的Space X公司的40顆星鍊衛星報廢。

更嚴重的情況下,太陽活動還有可能破壞人類的通訊設備甚至是電力設備。比如1989年3月的一次太陽活動,就導緻加拿大魁北克省大部分地區斷電長達9個小時。

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那麼,太陽活動會直接傷害到人類嗎?

目前來看,還沒有相關記錄表明太陽活動具備直接傷害到生活在地表的人類的事故,因此大家還是可以稍微寬心一些的。不過,對于在太空中執行任務的航天員來說,在太陽活躍的時間内,是不适合執行出艙任務的,因為宇航服不足以抵禦如此強大的輻射。空間站有防護輻射的措施,但也還是不如地球大氣層。

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因此,對于太陽活動及其周期的觀測和研究,是非常重要的。尤其目前正處于太陽第25個活動周期逐漸加強的階段,科學家更需要密切關注太陽在這個周期會有怎樣的活動變化。

盡管還沒有達到太陽活動第25周期的極大值,但我們已經看到了太陽越來越活躍,甚至有些狂暴。在今年1月份,太陽就爆發了5次M級耀斑。随後在2月12日,14日和15日分别爆發了一次M級耀斑。

和耀斑同樣活躍的,還有太陽黑子。最近,美國的井上建太陽望遠鏡拍攝到了一張太陽黑子的圖片,引起了人們的關注。

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(圖片說明:井上建太陽望遠鏡)

井上建太陽望遠鏡(Inouye)原名先進技術太陽望遠鏡,架設于夏威夷毛伊島最高峰——海勒卡拉峰(海拔約3048米),其口徑達到了4米,是最大的太陽望遠鏡,可以對太陽表面僅僅20公裡的區域特征進行成像。很多人應該還記得下面這張照片,就是Inouye在兩年前拍攝的世界上最清晰的太陽表面圖像。

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(圖片說明:最高分辨率太陽表面圖像)

需要說明的是,這張照片,還是Inouye沒有正式投入使用時的作品。經過長期的測試和校準工作,Inouye終于在今年2月23日展開了科學運行,打開了太陽研究的新大門。而它的作品也來得非常早,那就是一張太陽黑子的照片。

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(圖片說明:Inouye拍攝的太陽黑子圖像)

單純地看這一張照片,你可能體會不到這個黑子有多麼巨大。天文學家指出,僅僅是它的本影區,就超過了1萬公裡,足以放下一個地球!如果再算上半影區,尺寸就更加驚人了!

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當然,這還不是曆史上最巨大的太陽黑子。就比如上個太陽活動周期期間,2014年的時候,太陽表面曾經出現過一個直徑超過120000公裡的巨型黑子,其尺寸幾乎和木星一樣大!

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(圖片說明:2014年的巨型太陽黑子)

美國國家大氣研究中心(NCAR)此前做出過推測,認為太陽的這個活動周期會比較狂暴。目前距離理論上的極大值還有差不多3年的時間,太陽就已經表現出自己的活躍了。等到2025年7月的時候,太陽是否會真的會非常暴躁呢?讓我們拭目以待吧。#太陽##宇宙##天文#

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