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用“低头不见抬头见”来形容太阳最合适不过了。圆鼓鼓、红彤彤、暖融融,提起太阳,这些可能是大家最先想到的形容词。从整体上说,太阳是一颗稳定的恒星,总是对称、均匀地向四面八方发射光和热。然而,实际上太阳经常会发生一些“突发事件”,比如,它也会像人一样打喷嚏。
科学家把太阳风暴风趣地称作太阳打喷嚏。如果你打个喷嚏,可能是着凉了,最多就是去看看医生;可太阳打起喷嚏来后果就很严重啦!别以为这只是少数天体物理学家需要操心的事情,其实生活在地球上的人类都可能真真切切地感受到它的威力。比如,你正在津津有味地观看喜爱的电视节目,突然信号中断了,原来负责转播电视信号的人造卫星可能正从天上跌落进你家的院子里,或者它们在宇宙空间像一群无头的苍蝇,到处翻滚乱撞;正在飞行的飞机可能接收不到地面指挥部的导航指令,再也无法降落;许多国家的电网系统可能出现大面积的故障无法供电;更甭提你的个人电脑、手机啦,它们可能会全部瘫痪,变成了聋子的耳朵!这一切,将是未来3 年内,太阳打喷嚏时可能给我们生活带来的危害。
其实,这并不是什么新鲜事。太阳活动时,太阳的光辐射和粒子辐射会明显增强,就形成了喷嚏。我们早就知道太阳打喷嚏是有周期性的,即平均每隔11年就会发生一次。从2008年开始,太阳已经进入了新一轮的活跃期。其剧烈程度会不断上升,估计到2012 年达到峰值。而且专家预测,这一回将会是50年来最为疯狂的一次。
“千里之外”的麻烦
地球上的火山喷发,一般会吞没街道、村庄,甚至是埋没整座城市(如公元79 年的庞培城)。1983 年印度尼西亚喀拉喀托火山爆发时,将火山灰尘颗粒洒满了整个地球空间,遮挡住了太阳的光芒,造成全球温度下降1 摄氏度。但是,这些与太阳的喷发比起来简直是小巫见大巫。太阳打喷嚏每一次喷发的威力都相当于500亿颗轰炸广岛原子弹爆炸的能量!设想一下,100 亿吨的电离气体——即我们所说的等离子体——以700万千米的时速被喷向太空,将扰乱一切依靠电流运作的各种设备,当然人造卫星也不例外。
尽管我们和太阳相距1.5 亿千米,但这丝毫不影响太阳喷发的威力。每一次太阳喷发后,如果喷发的方向是朝着我们的,不消多长时间,我们的地球就会遭到倾盆大雨般的X 射线和无线电波的袭击,以及质子风暴的扫荡。而这些家伙正是电脑、手机等电子芯片的天敌。波、粒子、磁场,这便是一整套的必杀技!幸好,我们的地球拥有一个磁层。它像一个磁性的金钟罩,保护着我们的地球免遭来自太空的袭击。虽然地球磁场能驱散太阳发射的大部分带电粒子。但仍有很小一部分高能粒子到达地球,它们已经足以在地球上和地球周围的太空中制造麻烦了!以人造卫星为例,我们来看看它们在上一次太阳活动峰年中的遭遇吧。
催生“杀手电子”
这一幕发生在2003 年10 月28 日,由于太阳喷出的等离子体在20个小时后到达了地球,世界的几大空间机构同时都拉响了警报:罕见的事情发生了,超过60%的在轨人造卫星运行都出现了故障,甚至有两颗人造卫星彻底失踪了。这种情况造成的混乱是巨大的。想想看这些卫星所承担的功能就知道了:通信、GPS 定位、天气预报、出于科学或国防目的的地球观测等等。
当时仅仅几分钟,大量的质子就穿越了太阳和地球之间约1.5 亿千米的距离。这些亢奋的家伙从地球的磁极(也就是地球磁层的薄弱环节)鱼贯而入,窜入了地球的轨道。随即,它们便轻而易举地打进了卫星搭载的电脑内部。它们的造访改变了卫星电脑电子元件的状态。致使卫星电脑电子元件误以为是收到了来自地球的指令!于是,人造卫星便做出了一些混乱的、乃至自杀性的动作,比如改变飞行方向,甚至是朝着地球一头撞下去。
在50年前,人类尚未进入太空时代,这一切都毫无影响。而今天,只要一颗通信卫星受到损害,就会使得几千万地球人没有电视看、没有广播听、不能打电话。这一回,为非作歹的可不仅仅是质子。就在这一磁性怪兽和地球的磁层短兵相接之际,我们的空间环境就发狂了。比如,高层空间(在那里,平静地运行着GPS卫星、通信卫星和气象卫星)的电子会发生剧烈的加速运动,变成所谓的“杀手电子”。这些杀手电子会侵入卫星的电脑,烧坏它们的电路,为电子的大量释放创造条件,而我们却只能眼睁睁地看着这一切发生。
2006 年10 月底,太阳出现了多次耀斑爆发,发生了两次强烈的大喷嚏,诱发了强烈的地磁暴。受此影响,日本的两颗卫星出现故障,瑞典发生了断电事故,还有一些地区的航空和通信受到了干扰。而且后果还远远不止于此。太阳打喷嚏还会损坏航天器并影响宇航员及高纬或极区飞机上乘客的健康。20 世纪70 年代的一次太阳风暴曾导致大气活动加剧,增加了当时苏联的“礼炮号”空间站的飞行阻力,从而使其脱离了原来的轨道。1989 年发生的一次强太阳风暴更使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到严重破坏,造成的损失超过10亿美元。所以说,太阳打喷嚏可不是闹着玩的,后果十分严重。
人类安全吗
太阳非常耀眼,因为它的表面温度达到5 500摄氏度,核心更是高达1 500 万摄氏度!不过,太阳上也会出现一些小黑斑,就像长了黑痣,这就是太阳黑子。其实黑子本身并不黑,只是它比太阳表面正常温度要低1 000~2 000 摄氏度,相比起来就显得黑了。巨大的黑子群内部有复杂的磁场,积蓄着巨大能量。大黑子群的出现常伴随强烈的太阳活动,从而引发大规模太阳风暴。黑子群的出现,仿佛吹响了战斗号角,超大规模太阳风暴接踵而至。
当然,太阳打喷嚏带来的也不全是坏消息。美丽的极光一般只会在南北两极出现。连续的强烈太阳风暴,使更多人有机会目睹这一自然奇观。另外,应该提醒的是,任何时候,如果观看太阳一定要用专业天文台或天文馆提供的太阳滤光片,而且最好在老师的指导下观看,以免灼伤眼睛。
太阳风暴对人类健康到底有没有影响?有人认为,它会使人体免疫力下降,使心血管系统病人病情加重,还可能影响胎儿生长和孩子的智商。不过,科学家却乐观地说,几乎不会危害人体健康,没有必要过分担心。这主要得益于地球大气层和地球磁场对人类的保护。无线电波本身对人体没有影响,红外线和可见光即使靠近人体也仅会使人感到微热,对人体有伤害的是紫外线、X 射线等高能辐射。而这些高能辐射几乎完全被大气层吸收,不会到达地面。在南极和北极地区,太阳活跃期会导致紫外线辐射增强,这可能会给人的皮肤带来一些伤害。因此,对于室外工作者来说,应戴遮阳帽、太阳镜,并穿浅色衣服。有一点可以肯定:在猛烈的太阳活动面前,只要地磁场存在,大气层中的臭氧层存在,人类还是安全的。
科学家把太阳风暴风趣地称作太阳打喷嚏。如果你打个喷嚏,可能是着凉了,最多就是去看看医生;可太阳打起喷嚏来后果就很严重啦!别以为这只是少数天体物理学家需要操心的事情,其实生活在地球上的人类都可能真真切切地感受到它的威力。比如,你正在津津有味地观看喜爱的电视节目,突然信号中断了,原来负责转播电视信号的人造卫星可能正从天上跌落进你家的院子里,或者它们在宇宙空间像一群无头的苍蝇,到处翻滚乱撞;正在飞行的飞机可能接收不到地面指挥部的导航指令,再也无法降落;许多国家的电网系统可能出现大面积的故障无法供电;更甭提你的个人电脑、手机啦,它们可能会全部瘫痪,变成了聋子的耳朵!这一切,将是未来3 年内,太阳打喷嚏时可能给我们生活带来的危害。
其实,这并不是什么新鲜事。太阳活动时,太阳的光辐射和粒子辐射会明显增强,就形成了喷嚏。我们早就知道太阳打喷嚏是有周期性的,即平均每隔11年就会发生一次。从2008年开始,太阳已经进入了新一轮的活跃期。其剧烈程度会不断上升,估计到2012 年达到峰值。而且专家预测,这一回将会是50年来最为疯狂的一次。
“千里之外”的麻烦
地球上的火山喷发,一般会吞没街道、村庄,甚至是埋没整座城市(如公元79 年的庞培城)。1983 年印度尼西亚喀拉喀托火山爆发时,将火山灰尘颗粒洒满了整个地球空间,遮挡住了太阳的光芒,造成全球温度下降1 摄氏度。但是,这些与太阳的喷发比起来简直是小巫见大巫。太阳打喷嚏每一次喷发的威力都相当于500亿颗轰炸广岛原子弹爆炸的能量!设想一下,100 亿吨的电离气体——即我们所说的等离子体——以700万千米的时速被喷向太空,将扰乱一切依靠电流运作的各种设备,当然人造卫星也不例外。
尽管我们和太阳相距1.5 亿千米,但这丝毫不影响太阳喷发的威力。每一次太阳喷发后,如果喷发的方向是朝着我们的,不消多长时间,我们的地球就会遭到倾盆大雨般的X 射线和无线电波的袭击,以及质子风暴的扫荡。而这些家伙正是电脑、手机等电子芯片的天敌。波、粒子、磁场,这便是一整套的必杀技!幸好,我们的地球拥有一个磁层。它像一个磁性的金钟罩,保护着我们的地球免遭来自太空的袭击。虽然地球磁场能驱散太阳发射的大部分带电粒子。但仍有很小一部分高能粒子到达地球,它们已经足以在地球上和地球周围的太空中制造麻烦了!以人造卫星为例,我们来看看它们在上一次太阳活动峰年中的遭遇吧。
催生“杀手电子”
这一幕发生在2003 年10 月28 日,由于太阳喷出的等离子体在20个小时后到达了地球,世界的几大空间机构同时都拉响了警报:罕见的事情发生了,超过60%的在轨人造卫星运行都出现了故障,甚至有两颗人造卫星彻底失踪了。这种情况造成的混乱是巨大的。想想看这些卫星所承担的功能就知道了:通信、GPS 定位、天气预报、出于科学或国防目的的地球观测等等。
当时仅仅几分钟,大量的质子就穿越了太阳和地球之间约1.5 亿千米的距离。这些亢奋的家伙从地球的磁极(也就是地球磁层的薄弱环节)鱼贯而入,窜入了地球的轨道。随即,它们便轻而易举地打进了卫星搭载的电脑内部。它们的造访改变了卫星电脑电子元件的状态。致使卫星电脑电子元件误以为是收到了来自地球的指令!于是,人造卫星便做出了一些混乱的、乃至自杀性的动作,比如改变飞行方向,甚至是朝着地球一头撞下去。
在50年前,人类尚未进入太空时代,这一切都毫无影响。而今天,只要一颗通信卫星受到损害,就会使得几千万地球人没有电视看、没有广播听、不能打电话。这一回,为非作歹的可不仅仅是质子。就在这一磁性怪兽和地球的磁层短兵相接之际,我们的空间环境就发狂了。比如,高层空间(在那里,平静地运行着GPS卫星、通信卫星和气象卫星)的电子会发生剧烈的加速运动,变成所谓的“杀手电子”。这些杀手电子会侵入卫星的电脑,烧坏它们的电路,为电子的大量释放创造条件,而我们却只能眼睁睁地看着这一切发生。
2006 年10 月底,太阳出现了多次耀斑爆发,发生了两次强烈的大喷嚏,诱发了强烈的地磁暴。受此影响,日本的两颗卫星出现故障,瑞典发生了断电事故,还有一些地区的航空和通信受到了干扰。而且后果还远远不止于此。太阳打喷嚏还会损坏航天器并影响宇航员及高纬或极区飞机上乘客的健康。20 世纪70 年代的一次太阳风暴曾导致大气活动加剧,增加了当时苏联的“礼炮号”空间站的飞行阻力,从而使其脱离了原来的轨道。1989 年发生的一次强太阳风暴更使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到严重破坏,造成的损失超过10亿美元。所以说,太阳打喷嚏可不是闹着玩的,后果十分严重。
人类安全吗
太阳非常耀眼,因为它的表面温度达到5 500摄氏度,核心更是高达1 500 万摄氏度!不过,太阳上也会出现一些小黑斑,就像长了黑痣,这就是太阳黑子。其实黑子本身并不黑,只是它比太阳表面正常温度要低1 000~2 000 摄氏度,相比起来就显得黑了。巨大的黑子群内部有复杂的磁场,积蓄着巨大能量。大黑子群的出现常伴随强烈的太阳活动,从而引发大规模太阳风暴。黑子群的出现,仿佛吹响了战斗号角,超大规模太阳风暴接踵而至。
当然,太阳打喷嚏带来的也不全是坏消息。美丽的极光一般只会在南北两极出现。连续的强烈太阳风暴,使更多人有机会目睹这一自然奇观。另外,应该提醒的是,任何时候,如果观看太阳一定要用专业天文台或天文馆提供的太阳滤光片,而且最好在老师的指导下观看,以免灼伤眼睛。
太阳风暴对人类健康到底有没有影响?有人认为,它会使人体免疫力下降,使心血管系统病人病情加重,还可能影响胎儿生长和孩子的智商。不过,科学家却乐观地说,几乎不会危害人体健康,没有必要过分担心。这主要得益于地球大气层和地球磁场对人类的保护。无线电波本身对人体没有影响,红外线和可见光即使靠近人体也仅会使人感到微热,对人体有伤害的是紫外线、X 射线等高能辐射。而这些高能辐射几乎完全被大气层吸收,不会到达地面。在南极和北极地区,太阳活跃期会导致紫外线辐射增强,这可能会给人的皮肤带来一些伤害。因此,对于室外工作者来说,应戴遮阳帽、太阳镜,并穿浅色衣服。有一点可以肯定:在猛烈的太阳活动面前,只要地磁场存在,大气层中的臭氧层存在,人类还是安全的。