太阳欲“变脸”“宁静”不再“风暴”将临
“宁静年”和“峰年”
太阳风暴往往发生在太阳黑子出现的峰年,特别是大黑子群出现的时候。黑子活动有一个相对稳定的周期,这个周期最初是由德国天文学家萨穆埃尔·海因里希·施瓦贝发现的。1825年,他用一架5.8厘米的小望远镜观测太阳并坚持不懈地描绘太阳黑子,从那年开始,他就这样一直坚持描绘了17年,最后,他发现黑子数目的增减存在着一个周期,他认为这个周期是10年。
太阳黑子是太阳光球上的一些呈旋涡状的气流,因温度比周围低而显得比周围黑。天文学家对黑子的活动从1755年开始标号统计后,规定太阳黑子的平均活动周期为11年。黑子最少的年份为一个周期的开始年,称作“太阳活动宁静年”,黑子最多的年份则称作“太阳活动峰年”。根据太阳黑子活动的11年周期和持续不断的太阳观测,科学家预计,2013年太阳将迎来下一个太阳黑子活动的“峰年”。
卡林顿事件
人类首次意识到太阳风暴的威力是1859年,那年9月1日,英国业余天文学家理查德·克里斯多佛·卡林顿观测到太阳黑子群附近有亮光掠过,他以为自己看到一颗大陨石落在了太阳上。那亮光前后持续了5分钟,英国的另外一位业余天文学家理查德·霍德逊也观测到了它。接下来的事始料不及,使人们意识到太阳上的那道闪光非同寻常。
1859年,人们已经用上了电报,但时间并不长。闪光出现几小时后,美国和欧洲的电报线便中断了,还频繁发生了火灾,更令人惊奇的是一些居住地远离北极的人第一次亲眼目睹了美丽的北极光,这件事被称为“卡林顿事件”。几十年以后,人们才真正知道了其中的原委,原来,太阳内部的能量在多数情况下是近乎恒定地散发到宇宙空间中去的,然而有时候,它会突然在很短时间里抛射极多的能量。卡林顿观测到的那个闪光就是一次非同寻常的爆发性能量释放,那闪光的亮度是平常太阳亮度的两倍。到了20世纪50年代,人们给这种闪光起了一个正式的名字——太阳耀斑。
太阳耀斑通常可以持续数分钟到1小时,其能量比平常整个太阳大气所蕴藏的能量还要大。它是太阳风暴的源头。太阳风暴将猛烈的太阳粒子流带到地球,由此引发极端太空天气和地球磁暴,使地球上的电力和通讯系统发生瘫痪。
“太空天气”日显重要
现在,有超过500个工作着的人造卫星正在绕着地球运行,我们依靠它们看电视、打电话、上网、使用GPS导航、发布天气预报,所有这些卫星都容易受到太空天气变化的影响。1859年,人类的电力和通讯系统不发达,因此“卡林顿事件”没有造成严重灾害,但如果那样的事发生在今天,情况可能大不一样。美国国家科学院的报告称,强烈的太阳风暴将导致停电停水事件的发生,交通、通讯和银行系统面临瘫痪,网络和电子通讯无法使用。人类生活将发生历史性的大倒退。
为了应对即将来临的太阳“变脸”,科学家们正在密切监测太阳,他们将在太阳风暴频发的时候将人造卫星切换到安全模式。今年2月11日,美国航天局的太阳动态观测卫星“太阳动力学观测台”从佛罗里达卡纳维拉尔角空军基地发射升空,它已经运行在了距离地球表面约3.6万千米的地球同步轨道上,可24小时监测太阳。4月,“太阳动力学观测台”成功发回了首批照片,向科学家们展示了他们此前未曾一见的物质流离开太阳黑子的详细过程。科学家现在认为,太阳表面的活动,例如黑子和耀斑等都来自于太阳磁场的变化,而太阳磁场又受控于太阳内部的磁场发动机制。这颗卫星将试图揭示太阳活动的根源,帮助人类认识和应对太阳风暴。
在不久的将来,科学家们还将继续发射观测太阳和太阳大气的探测器,这些探测器将被布设在太阳周围和日地之间,从不同的方位观测和研究太阳以及日地之间的空间状况,从而帮助人们了解太阳的“脾气”,增强太空天气预报的准确性。美国航天局太阳物理研究所主任理查德·费希尔(Richard Fisher)说,“我相信我们正在进入一个新的时代,在这个时代,太空天气将与我们习惯了的普通天气一样影响我们的日常生活。”(张唯诚)
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