太阳耀斑堪比十万次火山喷发!为啥我们没感觉?只因人类太强大!
- 百科
- 2024-01-11 09:47:12
今年的第一天,就爆发了超强的太阳耀斑,其释放的能量相当于10万次强火山爆发,或是百亿枚氢弹爆炸。甚至在之后的三天,对地球发起了“三轮攻击”。
然而,在地球上的我们为什么没任何实际感受呢?太阳爆发是怎么形成的?这种情况源于外力影响还是其内部的运行?
其实,太阳爆发也可以叫“太阳风暴”。而形成这种现象的主要原因,就是耀斑的过度活跃。
在由行星、卫星、彗星、以及宇宙尘埃等物质形成的太阳系中,太阳作为恒星而存在,八大行星均绕其公转。从体积来看,地球较之要小130万倍。
就是这样庞大的太阳,由于其内部的主要物质为氢、氦,所以可以通过燃烧形成核聚变,并不断的将光和热散播到了太阳系各处。
那太阳只会带来光热能量吗?
说起它的另一面,就要从其内部结构谈起。其实太阳可以分为两大部分,分别是作为“里子”的日核 、辐射层、对流层,以及表面的由光球层、色球层、日冕层形成的太阳大气层。
在太阳的自转过程中,由于磁场的不断变化,其表面温度也会不再稳定,从而在光球层形成黑子,而太阳黑子会被磁力线不断拉伸出日珥,日珥的相互碰撞就会在色球层形成耀斑。具体来说,因为耀斑是色球层内部小块区域的突然发亮并能量增强的现象,因此也被称之为色球爆发。
而想要了解这种现象的起因,则绕不过太阳电磁辐射的爆发。由于太阳自身具有的特殊性质,其实太阳大气中遍布磁场,而磁场的复杂会慢慢的形成磁能,当存储的能量超过限度后,就会通过太阳爆发的形式将多余的能量释放。
而太阳距离地球如此遥远,我们是怎么知道耀斑的存在的呢?
人类第一次观察到这种现象还是在1859年9月1日,英国的卡林顿在当时对太阳黑子进行日常观测时,意外的发现了复杂的黑子群中突然出现了两道极其不可思议的白光,虽然不到几分钟就消失了,但其明亮程度还是令人无法忘怀。
同一时间,另一位天文学家霍奇森也发现了这种突发现象,白光也最终被作为耀斑第一次在人类社会被记录了下来。
通俗来讲,其实在太阳黑子群中,几乎每间隔几小时就会产生一个耀斑,如果频繁的耀斑产生,会被地球感知到的其实并不多,可一旦出现,其实就算是普通人也会受到影响。
太阳大黑子群九天变化情况九宫格
磁能的释放形成耀斑,太阳的爆发带来的不仅仅是光和热,同时也为地球带来了这四大方面的影响。
首先,从外太空空间的飞行任务来看,在耀斑传播过程中,紫外线与X射线会不断的被增强,而紫外线被地球大气层吸收后,也会使大气温度与密度升高。
人造卫星等飞行器的轨道会因为这种现象而发生改变,与此同时,紫外线中的辐射能量也会对器材的表面产生腐蚀作用,减少其使用寿命。
另外,在通信方面,由于耀斑中的射线可以使地球电离层的电子浓度提升,而电离层的变化就会造成短波无线电的信号不稳定乃至直接停止运作。
可以说,电离层受到扰乱后,会不断吸收耀斑射线,之后,电子密度就会增加,这也就会让短波通信的最高使用频率也开始吸收射线,而这也就是通信受到影响并中断的直接原因。
其次,在人类社会的电子导航方面,也会因为耀斑而发生变化。导航的信号其实是通过波导进行传播的,主要运作过程就是让电波在地面与电离层底部之间来回反射,进而实现远距离的传播行为。
而耀斑的出现会让电离层底部的反射高度下降,所以接收信号的地面发射机就会产生延时变化,最严重时甚至会产生几十公里的误差导航。
最后,航空事业等多领域也会受到影响,因为耀斑爆发往往伴随的也是日冕层部分物质的传播,这种物质会为管网、航空方面带来威胁,就在2022年2月太阳的爆发就导致美国太空探索技术公司多达四十颗卫星的直接报废。
虽然耀斑爆发会对人类社会产生如此众多的影响,但好在大规模的耀斑现象其实不占多数。
根据科研人员的研究,其实只有耀斑传播的级别来到X级才会进行通报,但太阳的耀斑现象一般仅处于M级。总的来说,耀斑向地球传播的频率与破坏程度并不会严重影响人们日常的生活起居。
耀斑等级分类
虽然理论上太阳耀斑会造成上述影响,但近年来由于我们的通信基建技术愈加完善,太阳耀斑对我们生活的影响基本可以忽略不计了。
但是历史上,太阳耀斑造成的重大事故也不在少数。比如1859年的卡林顿事件,在磁暴持续的时间里,北美、南美以及欧亚大陆都同时出现了极光现象。
与此同时,意大利的托斯卡纳等多个地区的电报站内的机械都发生了不同程度的损坏,有的甚至出现了火花四射、电线融化的情况。
而在波士顿、波兰的部分地区,却因为磁暴产生的电流使得一些电报线在没有电力的支持下,仍继续运作了两小时有余。
时间来到1989年3月,当年的太阳风暴引来的大事件即魁北克省的大面积断电现象。由于受到太阳爆发以及抛射的等离子影响,造成了加拿大该省的电力系统大规模的瘫痪。
魁北克省
可以说整个地区都不同程度上遭到了莫名其妙的破坏。而在地球上产生的强磁暴,也让魁北克地区电网主要线路上的某个电压器被烧毁,不到一分半的时间里,整个辖区便只剩下了低温与黑暗。
总的来说,每一次大规模耀斑的爆发对人类社会产生的影响,大都体现在了对电力系统以及通讯信号的破坏方面。
可耀斑的影响只存在于这些领域吗?
根据其他领域学者的研究,其实地球的磁场是一直处于变化过程中的,而正是磁场的作用,才让地球避免了宇宙间的大量辐射以及维持了内部的气候稳定。
如果地球磁场消失,不仅大量生物会就此消亡,就连地球本身也会产生影响,到时候月球对于海洋的作用就会产生变化,海平面也会随之受到影响而出现其他变化。
而耀斑的传播过程中就会产生对地球磁场的影响,因此,从某种意义上来说,耀斑也确实影响着地球上一定程度的气候以及自然变化。
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