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科技前沿|這幾天熱議的太陽耀斑是什麼?相當於1-10億顆氫彈爆炸

封面新聞記者 張崢

中國第一顆太陽觀測衛星“羲和號”1月6日拍攝到X1。2級太陽耀斑,相當於1-10億顆氫彈爆炸。

“羲和號”拍攝到X1.2級太陽耀斑

左下,為耀斑

“6日、9日的太陽爆發是在太陽的東邊緣附近,不朝向地球,近期地磁指數還比較平靜,目前看來對地球磁場擾動還不明顯。” “羲和號”衛星科學與應用系統總設計師、南京大學天文與空間科學學院教授李川12日告訴封面新聞。他同時表示,網友們關注的美國聯邦航空局 (FAA) 計算機停機,全美航班停飛,與太陽耀斑沒有直接關聯。

李川

X級耀斑

相當於1-10億顆氫彈爆發

近期,太陽活動活躍。據國家空間天氣監測預警中心資料,1月6日至今,太陽爆發了三次X級耀斑和多次M級耀斑。

太陽耀斑是太陽區域性區域突然增亮的現象,是最劇烈的太陽活動之一。李川告訴封面新聞,耀斑的能級分類基於軟x射線的流量,分別為A、B、C、M、X一共是五個級別,X級別是最高級別。如果流量高於(10^-4 W/m2) 10的-4次方瓦/平方米,我們就把它稱之為一個X級的樣板,如果超過(10^-5 W/m2 10的-5次方瓦/平方米,那麼我們就把它稱之為一個M級的耀斑,依次往下。一個X級的耀斑,它的能量相當於1-10億顆氫彈爆發的能量。而透過中國第一顆太陽觀測衛星“羲和號”,1月6日拍攝到的太陽耀斑,有X1。2級,它出現的位置,是在太陽東側邊緣。從照片看,像一團閃亮金色的火球。“因為衛星執行軌道的原因,羲和號近期拍攝到的太陽耀斑爆發,包括幾次M級耀斑和6日拍攝X1。2級耀斑。6日拍攝的照片抓住了後相,還不是耀斑爆發的最高峰值。”

羲和號飛向太陽

6日、9日耀斑爆發

並未引起地磁暴

李川告訴封面新聞,太陽爆發,對地球附近空間造成擾動、干擾破壞,主要透過三種方式。第一個方式是耀斑。X級耀斑爆發,會產生高能電磁輻射,比如x射線、紫外射線、伽馬射線,這些電磁輻射只需要8分鐘就可以到達地球,這是第一波的擾動。“8分鐘到達地球,它會影響地球的電離層,有可能會對我們通訊和導航系統造成干擾。”

第二波的攻擊就是太陽爆發產生的一些高能帶電粒子,這些粒子會以零點幾倍的光速,也就是它大概要經過幾十分鐘到幾個小時,到達地球。這些高能的粒子有可能會對一些航天裝置,對一些衛星上面的元器件造成輻射損傷。這是第二波的攻擊。

第三波的是最重要的,我們稱之為日冕物質拋射,就是太陽爆發之後會把大批的物質從太陽拋射向行星際空間。這些大規模的等離子體物質會經過幾十個小時或者幾天到達地球,因為它的速度相對來說慢,但是由於對磁層的影響主要是由日冕物質拋射造成的,這就引起了地球磁場的擾動,產生了地磁暴。

“1月6號和1月9號的這兩次太陽爆發,發生的位置是在太陽的東邊緣附近,它所產生的日冕物質拋射,不朝向地球。這兩次爆發之後的最近這些天,從1月6號開始到現在,地磁指數還比較很平靜,說明這兩次大的太陽爆發都沒有產生地磁暴。如果爆發的位置在太陽中心或者偏西邊,那對地球的影響就比較大了。”對李川的判斷,太陽物理專家劉煜教授也表示贊同。“由於這兩個耀斑發生位置在太陽表面的邊緣處,這種位置通常產生不了對地球的劇烈空間天氣影響。”

“萬聖節事件”

引發瑞典5萬戶居民家庭停電

1995年到近期,科學家觀測到的最強的耀斑發生在2003年10月底。耀斑級別達到X28,致使瑞典南部的5萬戶居民短暫失去電力供應。“從10月底到11月初,太陽爆發多次,最強的達到X28級,我們稱之為萬聖節事件。它伴隨著的日冕物質拋射也非常強,位置也在太陽西半球,爆發非常大,產生了地磁暴。”

太陽爆發為什麼會引發停電?“磁暴發生之後,地磁場會產生一個強烈的擾動。根據電磁感應原理,它會產生一個感應電場,如果這個電場施加在輸電線上,就會造成輸電線額外的電壓,燒燬變電站。”

地磁暴不光對地面系統產生影響,對空間站、衛星也會造成影響。在2022年,因受到地磁暴的影響,馬斯克公司旗下約40顆“星鏈”衛星無法進入軌道。

那麼如何規避太陽爆發對地球的影響?李川表示,可以在一定程度規避。“如果我們能夠透過觀測,預測一個超級大的爆發,如果它發生在日面中心位置附近,我們可以提前十幾到幾十個小時預測。因為大的日冕物質拋射,從太陽傳到地球需要幾十個小時的時間,我們可以利用這幾十個小時的時間來對衛星進行一些操作,比如關閉它的一些元器件。”

不過,李川也表示,網友們關注的美國聯邦航空局 (FAA) 計算機停機,全美航班停飛,與太陽耀斑沒有直接關聯。

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