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太阳黑子不安分
发布时间:2024-12-06
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1989年3月11日,美国基特峰天文台的天文学家发现,太阳上出现了巨大的耀斑。太阳抛出了一大团带电粒子,这团带电粒子以160千米/时的速度向地球扑来。带电粒子抵达地球大气层后,给地球磁场带来巨大的冲击,制造出在美国加利福尼亚州和古巴都能看到的壮丽极光,同时也严重破坏了加拿大魁北克地区的供电网络,使得600万人在寒冷的冬夜陷入了电力中断的混乱中。

科学家用太空天气来描述太阳风暴和相关的现象。靠近地球的太空环境条件,比如粒子辐射、磁场偏移以及无线电波、光和X射线的种类和强度加起来,就是太空天气状况。太空天气变化主要源于太阳,一般是指一切太阳活动,包括太阳黑子和太阳耀斑等现象以及这些现象给地球带来的影响。

不安分的太阳

人类很早就注意到了太阳黑子。早在公元前364年,战国时期的齐国人甘德就在编写的星表中记录了这种现象。而在《汉书》的《五行志》中,对太阳黑子的描述就更清楚了:“河平元年,三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。”在西方,从古希腊开始也有诸多有关太阳黑子的记载。不过,最初人们普遍以为太阳黑子是行星跑到了太阳前面,直到伽利略认识到黑子其实是出现在太阳本体上,这种误解才清除。

现在我们知道,太阳黑子并不是真的黑色色块,而是太阳光球层中温度比周围低的区域。太阳黑子是太阳活动最显著的标志,它们非常有趣,总是成对出现。太阳黑子数量多,意味着太阳活动比较活跃。太阳活动周期也称为“太阳黑子周期”,是太阳黑子数及其他现象的准周期变化,太阳黑子活动大约11年为一个周期。在太阳黑子数达到极大的那一年(太阳活动峰年),大量的太阳黑子集中在太阳纬度±30°附近。随着周期的变化,太阳黑子逐渐向赤道区域移动,太阳黑子活动也逐渐减弱,直到太阳黑子数达到极小(太阳活动谷年)。这就意味着在太阳活动峰年里,太阳最为活跃,而且也比太阳活动周期的其他阶段更加危险。

在太阳黑子附近,往往也会出现亮度比周围更加突出的耀斑。耀斑是光球层和色球层交界处突然有大量能量释放出来的结果。除了更加明亮的可见光,耀斑也会发出其他波段的强烈电磁辐射,例如无线电波和X射线等。另外,伴随着强大的电磁辐射,还有高能带电粒子。

耀斑的出现往往伴随着日冕物质抛射,这是席卷地球的太阳风暴的元凶。日冕物质抛射发生时,在几分钟至几小时内,太阳会把几十亿到几百亿吨的日冕物质以每秒几十千米至上千千米的速度向外剧烈抛出。抛射出的物质若是对着地球方向,就会给地球带来空间风暴。