太陽爆發近年最強耀斑 能量堪比百萬次火山噴發
來源:倍可親(backchina.com)據空間天氣微信公眾號12月15日消息:北京時間15日01時03分,太陽活動區13514爆發了一次強度為X2.8級的大耀斑。
SDO衛星成功拍攝到此次耀斑爆發的瞬間此次耀斑活動為自2017年9月10日X8.2級耀斑以來的最強爆發,造成強無線電信號吸收事件,短波無線電通訊以及導航低頻信號傳輸受阻約一小時。由於我國此時已處於夜間,電離層擾動對無線電通訊的影響不大。
從耀斑爆發前到爆發峰值期,羲和號拍攝到的太陽色球層活動
爆發此次大耀斑的活動區13514位於太陽中部西側,並不是正對著地球的,但值得注意的是,在此次爆發之前的3小時和9小時左右,分別還有兩次M級的耀斑發生,並且伴隨著日冕物質拋射活動,換句話說,已經有大量的日冕物質被拋離了太陽表面,正浩浩蕩蕩地飛向宇宙各處,會不會有一部分剛好命中地球呢?
能量堪比百萬次火山大噴發
太陽耀斑是太陽黑子產生的爆發活動。太陽黑子是太陽上經常出現的深暗色斑點,肉眼難以觀察,通常只能通過望遠鏡觀測。一個黑子的大小和地球的大小相當,但它的磁場是地球磁場的上萬倍。黑子的強磁場抑制太陽能量向外傳遞,所以黑子的溫度比周邊區域低上千度,在周圍明亮區域的襯托下,黑子就顯得較暗。黑子的磁場結構越複雜,它的磁力線就會變得越雜亂,容易儲存更多磁能。這些非和平能量一旦超過了黑子活動區,耀斑就會爆發。
耀斑分為A、B、C、M、X,共5個級別,C級以下為小耀斑,M為中耀斑,X為大耀斑。一個M級耀斑釋放的能量大約是上億顆百萬噸級的氫彈,或是十萬至百萬次強大火山爆發能量的總和。
耀斑爆發過程中觀測的環繫結構
日冕是太陽的上層大氣,日冕物質拋射是發生在日冕層的一種等離子體物質拋射現象。日冕的質量大約是幾十億到幾百億噸,速度約為每秒上百到上千公里,攜帶很多磁場。太陽風暴期間,耀斑和日冕物質拋射通常伴隨產生,它們都與太陽磁場結構大規模變動有關。
日冕物質到達地球後會猛烈撞擊地球磁層,導致地球磁場變形,向地球磁層注入能量,引起地球磁層劇烈擾動,這種現象就是地磁暴。極光就屬於地磁暴現象。磁暴期間,太陽風攜帶的高能粒子和地球大氣層里的原子、分子產生碰撞,產生極光。
年初已連續爆發三次大耀斑
據報道,2023年伊始,太陽在6天內(1月5日至11日)連續爆發了三次最大級別(X級)的耀斑。
人類最早於1859年觀測到歷史上第一個有詳細記錄的太陽耀斑,即著名的「卡林頓事件」,至今對太陽耀斑的研究已有超過160年歷史。人們發現,太陽耀斑爆發活動呈現大約11年的周期變化特徵。在周期開始,太陽活動很少,隨著時間推移逐漸增強,到周期末期,又趨於平靜。
「自1755年觀測到第一個太陽活動周開始,人類現在正經歷第25個太陽活動周的上升階段。可以預計,隨著太陽新一輪活動周期的到來,太陽活動將逐漸增加,太陽耀斑和日冕物質拋射發生的次數將越來越多。」中國科學院上海天文台天文地球動力學研究中心副研究員成劍霞說。
太陽黑子和太陽活動的周期變化
太陽風暴會對地球產生什麼影響?
中國科學院國家空間科學中心研究員羅冰顯表示,太陽爆發會對地球產生三輪攻擊。
第一輪,太陽爆發的電磁輻射直接到達地球,影響了地球整個相關係統。第二輪,亞光速的高能帶電粒子,經過幾十分鐘後到達地球。第三輪,日冕物質拋射大約在三天後到達地球。
在太陽風暴活動期間,如果開車出門,發現廣播的噪音很大,就有可能是受到了第一輪太陽風暴活動或太陽耀斑的影響。太陽耀斑是全波段電子輻射的增強,因此也包括短波通訊波段,如果太陽耀斑活動產生的波段與廣播的波段重合就會使廣播產生噪音。
第二輪高能帶電粒子可能會影響航空活動。地球的磁場在南北兩極是開放區域,像一個尖尖的漏斗,也稱為漏斗區域。高能粒子通過漏斗區傳播到距離地面較低的高度上,大約100公里甚至是幾十公里,在這個高度,粒子能量會加熱電離層,電離層被加熱后對於電波的吸收強度增大,有可能對航空活動產生影響。乘客、飛機上的電子設備都有可能受到輻射的影響。
日冕物質拋射會對地球所有的空間環境要素產生很大影響。以通訊活動為例,全球的電離層都可能因此產生電離層暴。電離層暴分為正暴和負暴,正暴即電離層的濃度升高,負暴即電離層的濃度降低。電離層的擾動,會影響所有需要依靠通訊而產生的活動。