能容纳3个地球的太阳黑子,正“凝视”着我们!如何一夜间生成?

2022年06月24日12:34:31 科学 1299

衡量太阳活动强弱的一个明显标志,就是表面太阳黑子的数量以及规模。从多年的观测情况看,太阳活动的强弱,呈现出明显的以11年为周期的规律。从1775年知道这个规律以后,我们现在正好处在第25个太阳活动周期内,而且还是从极小期向极大期转变的阶段,预计到2024-2025年达到峰值。

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太阳黑子迅速增大

伴随着太阳黑子的增多,强烈的太阳风耀斑以及日冕物质喷发越来越强烈,大量的带电粒子流从太阳表面向宇宙深空抛射,其中有一部分就抵达了地球。像地球这样具有较强磁场的行星,来自太阳的高能粒子在接近地球时,会受到地球磁场的作用,与其发生强烈的碰撞,引发强大的地磁暴。

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在这种“风暴”产生期间,地球的磁场被高能粒子压缩,大部分的粒子沿着两极附近的磁场线涓涓细流,搅动大气中的分子,以光的形式释放能量,在夜空中创造出五颜六色的极光。而在太阳粒子密度和强度更大的情况下,还有一部分带电粒子,会直接穿透地球磁场,直接影响到高层大气,甚至会穿过大气来到地面,从而对近地轨道卫星、地面通讯设施以及输电系统造成干扰。

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根据近期的天文观测数据,在太阳表面新生成的“黑子群”中,有一个名为AR3038的黑子格外地显眼。从6月19日到6月20日不到24小时的时间里,其直径从原来的2.2万公里,一下子增加到3.2万公里,达到了地球直径的2.6倍,其“横截面”面积直接扩大了1倍!

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按照有关机构的观测结果,目前AR3038的位置,刚好处在太阳赤道稍微偏北的位置,而且处在几乎正对地球的太阳“圆盘”的中间,从地球上观察的话,这个巨大太阳黑子正在“凝视”着地球,假如这个时候能够在太阳表面近距离观察,这个黑子由于温度较周围低了很多,颜色也相当“暗淡”,就像一只深邃的眼睛一样,在这只巨大的“眼睛”凝视下,我们肯定会倍感压抑和不安。据预测,在太阳自动的作用下,这只“眼睛”将会“凝视”地球近1个星期左右的时间,随后就将转移到太阳的另一侧。

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太阳黑子迅速增大的原因

关于太阳黑子是如何形成的这一问题,到目前为止科学界还没有明确和统一的结论。不过,主流观点认为,这是太阳内部每时每刻都在发生核聚变过程中而伴随产生的现象。

随着热核反应中内部物质的不断消耗,周围的物质不断向内部进行补充,当一部分区域向内运动的速度明显快于周围物质时,就会产生剧烈的摩擦现象,从而形成管状磁场结构,在此过程中这部分区域中的物质密度变小,从而逐渐“浮动”转移到太阳的对流层表面。由于这部分区域带有强烈的磁场,从而阻止了内部能量以对流的方式向外传递,从而在太阳表面的某些区域造成了温度偏低的情况,太阳黑子就此产生。

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因此,太阳黑子的形成机理,可以简单理解为太阳内部产生磁场的作用机制,太阳黑子越多、规模越大,则代表这一时间太阳内部核聚变的强度增强,磁场增强和变化也进一步加强,太阳表面的活跃程度相应会变得强烈和复杂,从太阳表面辐射出去的带电粒子流的数量和密度也相应增加。

而太阳黑子的产生,同时也会伴随着太阳耀斑的辐射爆发,同时产生日冕物质抛射现象,这些太阳活跃的多种表现“集合在一起”,就会形成“加和”效应。因此,此次太阳黑子在不到24小时的时间里,规模就扩大一倍,说明太阳内部的核聚变程度以及磁场扰动程度,在某些区域仍然呈现出迅速的增长态势。由于未来两三年时间内,太阳活动的强度仍然在增强,因此像类似的太阳黑子迅速增大的情况,应该会屡有发生。

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对地球会有什么影响?

科学家们认为,近现代历史上,由太阳活动引发的最大太阳风暴,是于1859年发生的卡林顿事件,据推测,当时释放的能量与100 亿颗 1 兆吨原子弹的能量大致相同,这些能量到达地球以后,直接摧毁了当时世界各地的电报系统,比满月光还亮的极光出现在赤道区域的加勒比海,由于当时并没有人造卫星上天,要不损失肯定会令人震惊。

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如果今天还发生类似的事件,那么不但会造成世界各地的电网停电、通讯系统瘫痪,而且大量的航天器和人造卫星将受到“灭顶之灾”。

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幸运的是,根据科学家们的预测,尽管近期太阳表面黑子的增长十分迅速,但由此所连带形成的耀斑规模仅为M级,而最高的级别为X级,M级的耀斑,可能会导致地球两极附近区域出现短暂的无线电中断现象,另外对一些近地卫星的运行会产生一定影响,美国的星链卫星坠落就是最典型的代表。

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