太陽黑子殘骸爆炸:引髮指向地球的日冕物質拋射

一項新研究觀測到,太陽黑子的“屍體”在4月11日發生爆炸,引發了太陽物質的大規模噴射,並且是朝着地球的方向。據估計,這些太陽物質將於4月14日到達地球,屆時將會導致強烈的極光。這場爆炸是由一個被稱為“AR2987”的死亡太陽黑子引起的,並以輻射的形式釋放了大量的能量。

太陽黑子AR2987在4月11日世界時5時21分(北京時間下午1時21分)已經爆發了一場C級太陽耀斑
太陽黑子AR2987在4月11日世界時5時21分(北京時間下午1時21分)已經爆發了一場C級太陽耀斑

爆炸同時還導致了日冕物質拋射(CME),即日冕物質從太陽表面的區域釋放出大量物質(磁化等離子體,主要成分為電子和質子)和電磁輻射。這兩種現象都可能在地球的上層大氣中激發出更強烈的極光。

太陽黑子是太陽表面的暗區,是由太陽內部強烈的磁性活動造成的。這些斑點是臨時性的,可以持續幾個小時到幾個月。太陽黑子“死亡”的說法更多的是出於詩意,而不是科學性。事實上,是太陽的對流活動破壞了這些斑點,使其中出現磁場受到擾動的小片區域。

在偶然情況下,太陽黑子會“重啟”,產生更多的磁性,數天或數周后出現在同一區域,看起來就像對流區變弱了,或者表面下存在一個不穩定的區域,特別容易產生磁場。

我們還不知道AR2987的未來如何,但這個太陽黑子在4月11日世界時5時21分(北京時間下午1時21分)已經爆發了一場C級太陽耀斑。當太陽黑子上方的等離子體和磁場在壓力下失去控制時,就會發生這樣的耀斑,耀斑會向外加速,因為如果它們向下朝太陽內部移動的話,就會撞上密度很大的物質。

太陽耀斑依照太空探測器靜止環境觀測衛星(GOES)在地球附近測量到的X射線峰值通量(波長在100至800皮米之間),按照每平方米的瓦特數(W/m^2)分為A、B、C、M或X等不同等級。C級耀斑相當常見,很少直接對地球造成影響。與此次爆發一樣,太陽耀斑有時會引發日冕物質拋射,這是太陽的離子體和磁場的大規模爆發,太陽物質以每小時數百萬公里的速度向外進入太空,C級太陽耀斑很少觸發日冕物質運動,當這種情況發生時,日冕物質的運動通常也是緩慢和微弱的。

當太陽風暴襲擊地球周圍的磁場時,拋射出來的帶電粒子可以沿着磁力線(從北極到南極)運動,與大氣中的氣體碰撞並相互作用,以光子的形式釋放能量。在這一過程中,南極和北極的上空就會出現令人眼花繚亂的極光。

在太陽表面平靜的時候,太陽風的帶電粒子流就足以觸發極地的極光。在大規模的日冕物質拋射期間,地球磁場會受到更大的擾動,意味着極光可能在更大範圍內出現。此前一場發生在3月底的日冕物質拋射將大量太陽物質射向地球,在加拿大、美國北部和新西蘭引發了極光。

4月11日的日冕物質拋射可能會在4月14日導致一場小型(G1級)的地磁風暴,可能會對人造衛星的運行產生輕微影響,地面電網也可能出現微弱波動,日冕物質拋射有時會伴隨巨大的耀斑,並引發磁暴。1989年3月的磁暴就曾導致衛星停用,並使地球上的電網受損而中斷很長一段時間。

據比利時皇家天文台太陽影響數據分析中心稱,所有這些活動對太陽而言都是相當正常的。目前恰好是太陽活動增加的時期。太陽活動(包括太陽黑子及其他現象)會周期性地出現平靜和活躍的時期,這種現象被稱為太陽周期。太陽周期的平均長度為11.1年,但曾觀測到最短的只有9年,最長的可長達14年之久。瑞士天文學家魯道夫·沃夫將太陽黑子的活動回溯至17世紀,根據其建立的數學模式,1755至1766年的周期被編為第一周期。目前,太陽正處於第25個太陽活動周期。在當前這個周期中,太陽黑子的數量呈上升趨勢,預計將在2025年達到峰值,意味着有更多的機會出現太陽風暴和極光。

4月10日,相關機構也觀測到了強烈的地磁暴,但根據太陽影響數據分析中心的說法,在過去24小時內,除了AR2987的殘骸爆炸所產生的日冕物質拋射外,還沒有觀測到其他指向地球的太陽物質。(任天)

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上一篇 2022-04-13 11:54
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