2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场

来源:新知客(北京)  作者:谢懿
2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场
摘要:2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场…

2012年或者2013年太阳活动会出现极大,那个时候太阳上会出现巨大的黑子、耀斑,而最大的危害发生在更外层的太阳日冕中,伴随着磁场能量的瞬间剧烈释放,数十亿吨的等离子体会被抛射到宇宙空间,形成日冕物质抛射。如果不幸击中地球磁场,就会造成严重的结果。

  太阳活动高峰又要来了。太阳醒了,它会不会毁灭掉信息化的文明世界,就像电影《先知》里那样?科学家们之间也在争论不休。

图:迄今为止所记录的最大太阳耀斑。美国国家海洋和大气局太空环境中心将2003年11月4日爆发的太阳耀斑确定为X28级,是人类有史以来所记录的最大的太阳耀斑。

整个2008年,太阳活动处于百年不遇的低潮,不知道还有没有人记得2003年那个非比寻常的万圣节。当时在美国加州中部上空出现了罕见的极光,这本来只有在千里之外的阿拉斯加才能看见。全球范围内的通讯受到干扰:海事卫星电话系统瘫痪,导致珠峰探险队通讯中断;全球定位系统(GPS)的精度降到了50米甚至更低;穿越高纬度地区的航班受到的影响最大,不得不启用了备用通讯系统,许多航班改变航线、降低高度导致航线拥挤,光是多消耗的燃油,就使得全球民航业损失了数百万美元;瑞典有5万人的电力供应中断;美国宇航局的半数卫星出现故障,日本的一颗气象卫星与地面失去了联系;国际空间站上的机械臂被关闭,两名宇航员紧急转移至射线防护效果最好的生活舱。

这就是上一个太阳活动峰年的“太阳风暴”。它是“空间天气”的主要研究对象。就像大气里的灾难性风暴天气,太阳活动也会造成灾难性的空间天气现象。太阳活动由它的磁场所驱动,到了太阳活动峰年,黑子——太阳表面磁场纽结形成的暗斑——以及耀斑就会大批出现,太阳上的磁场会“吹”出带电粒子流,被称为太阳风。黑子和耀斑会在太阳风中形成湍流,向宇宙空间喷射大量的带电粒子流。

新的太阳活动周期刚刚开始,下一个挑战不久就将到来。2012年或者2013年太阳活动会出现极大,那个时候太阳上会出现巨大的黑子、耀斑,而最大的危害发生在更外层的太阳日冕中,伴随着磁场能量的瞬间剧烈释放,数十亿吨的等离子体会被抛射到宇宙空间,形成日冕物质抛射(CME)。如果CME不幸击中地球磁场,就会造成严重的结果.

  袭击地球的完美风暴

空间天气和人类关系密切,太阳风暴可能对高度信息化的人类社会以灾难性打击。首当其冲的受害者是人造卫星。2000年7月14日,日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去能源,姿态失控,几个月后便坠入了大气层。在几个小时内,太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。因为带电粒子会侵蚀卫星的太阳能电池板,同时它还会在电路中引发错误的指令,或者造成放电等卫星故障。此外,太阳风暴能量的注入会使得地球大气层膨胀,增加了低轨卫星的大气阻尼,让它们提早坠落。

接下来毁坏的是供电系统。1989年3月13日,加拿大魁北克省有600万人在没有电力的情况下度过了9个小时,因为太阳风暴毁坏了电网中的变压器。侵入的等离子体会造成地球磁场的快速变化,变化的磁场在电网中诱导产生电流。但是电网的设计无法应付这些直流电,于是最大的危险就会出现在电网中造价高昂且难于更换的变压器上。不断上升的直流电会产生强磁场,它会使得不堪重负的变压器磁核饱和,其结果就是变压器的铜线升温熔化。

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