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过去的一个月里 ， 科学家们记录了太阳上几个最强的耀斑 。 地球大气中相关的地磁扰动导致无线电通信系统出现故障 ， 并产生了明亮的极光——即使在中纬度地区也能观察到它们 ， 塔蒂亚娜·波德拉奇科娃是空间天气专家、Skoltech 副教授、工程学博士 ， 她谈到了不寻常现象的物理学以及太阳如何影响我们的生活 。
从太阳生命的角度来看 ， 这是一个绝对自然的过程 。 2019 年 12 月 ， 又一个 11 年的太阳活动周期开始了 。 根据预测 ， 它将在 2025 年或 2026 年达到顶峰 。 现在太阳处于觉醒阶段——它有更多的太阳黑子和太阳耀斑 。 4月20日是近五年来最强的一次 ， 从4月17日开始 ， 恒星表面出现了一组比地球大几倍的斑点 ， 肉眼可见 。
我用普通智能手机的相机给它们拍了张照片 ， 用一个特殊的滤镜保护它 ， 它是用来观察日食的 。 没有这个 ， 这是不可能的 - 以免损坏电子设备 。
随着太阳周期的发展 ， 太阳大气中的斑点和物质抛射的数量将会增加 。 对于太阳来说 ， 这绝对是正常的 ， 这里并没有什么特别之处 。 但这种现象本身当然是惊人的 。 在一瞬间 ， 两分钟内 ， 释放的能量比地球一年产生的所有能量还多 。
什么是太阳黑子 ， 它们是如何形成的？
这些是从恒星内部升起的强大磁场的视觉标记 。 当太阳的活动处于最低限度时 ， 它就像地球一样 ， 像一块经典的磁铁 ， 带有垂直的圆形线 ， 沿着子午线指向并连接南北 。 但由于恒星赤道的等离子体比两极的旋转速度快约 30% ， 它会将磁力线像钩子一样向前拉 ， 并使其沿平行线水平旋转 。 随着太阳围绕轴的每一次旋转 ， 这些线条越来越多地缠绕和压缩 。 最终 ， 它们像一团线团一样扭动起来 ， 然后向上爆开 ， 刺穿了阳光明媚的表面 。 这就是斑点的出现方式 。
在该区域 ， 磁场减缓了能量和热量的传递 ， 因此其中的物质比太阳表面的其他部分稍冷 。 这就是为什么这些斑点看起来很暗的原因 ， 尽管它们实际上也是发光的 ， 尽管程度低于辐射和更热的周围光球层 。 在周期结束时 ， 太阳落下并再次变成具有两极的经典磁铁 ， 但同时南北互换位置 。 这种情况每 11 年发生一次 。
太阳耀斑与太阳黑子有关吗？
一个带有太阳物质的磁管从一个地方出来 ， 形成一个巨大的拱门 ， 进入另一个地方 。 因此 ， 斑点通常成对观察 ， 就像磁铁一样 ， 一侧为正 ， 另一侧为负 。 这些拱门积累了巨大的能量 。 它可以突然以耀斑或日冕物质抛射的形式释放到外太空 。 这些是太阳系中最强大的能量事件 。 耀斑发出的光只需 8 分钟即可到达地球 ， 而大规模抛射——从太阳吹出的重达数十亿吨的巨大等离子磁泡——则需要几天时间 。
极光与日冕物质抛射有关 。 接近我们的星球时 ， 等离子云可以打破地磁场并引发太阳和地球磁力线的重新连接 。 带电粒子沿着它们移动到极地区域并激发氧和氮 。 激发原子的辐射给天空涂上了不同的颜色 。 所以太阳的情绪被传递到地球 。
在特别强烈的风暴期间 ， 极光区到达中纬度地区 。 我们最近观察到了类似的现象 。 在 4 月 11 日的一次强烈耀斑之后 ， 喷射出一个巨大的日珥——更冷、密度更高的气体 。 相关的日冕物质抛射于 4 月 14 日抵达地球 ， 世界各地都出现了明亮的极光 。 在俄罗斯 ， 他们出现在列宁格勒地区甚至下诺夫哥罗德附近 。
这些太阳事件对人类和仪器有多危险？
让我举几个最近的例子 。 2022 年 2 月 3 日 ， SpaceX将 49 颗卫星发射到太空 ， 作为Elon Musk的 Starlink Internet 项目的一部分 。 但由于太阳的日冕抛射 ， 其中 40 颗没有进入轨道并在地球大气层中燃烧 。 财务损失超过 5000 万美元 。 3 月 30 日 ， 爆发了最强大的 X 级 。 来自它的辐射导致地球大气层的上层电离 ， 并中断了北美和南美的无线电通信 。 无线电爱好者、水手和空中交通管制员注意到传输故障和异常的信号传播效应 。
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