太阳4天内发出两次X级耀斑,全球多地短波无线电传输中断!“地磁暴”冲上热搜,我们需要为此担心吗?

据统计,2022年,一共出现了5次X级太阳耀斑。
    
2023年开年才10天,就出现了2次X级太阳耀斑。
    
据报道,强烈的太阳耀斑可能引发地磁暴。此事引起网友广泛关注,“地磁暴”一词遂冲上了热搜,甚至有人将这两次耀斑称为“史诗级”耀斑。
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真的有那么猛吗?
4天爆发2次X级太阳大耀斑
北京时间1月6日8时43分,太阳活动区13182,爆发X1.2级耀斑。
    
北京时间1月10日2时37分,太阳活动区13184,爆发X1.9级耀斑。
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耀斑是太阳向外释放能量的一种方式,时间短、能量高、光波范围广,是太阳上最剧烈的活动现象之一。
    
它是太阳大气局部区域突然变亮的活动现象,常伴随有各种能段电磁辐射和粒子发射的增强。
    
耀斑往往伴随日冕物质抛射活动,会直接威胁人类空间活动的安全,高能射线破坏地球电离层的稳定,进而影响广播、无线电、导航等系统。
    
10日凌晨的X1.9级耀斑,直接造成北美洲南部、南美洲以及其西侧太平洋地区短波无线电传输中断。
    
耀斑活动是光能的形式,光波是沿着直线传播的。如果耀斑不在太阳对着地球的一面,它对地球的影响就会较小,或者没有影响。
    
美国天文学家托尼·菲利普斯说,6日发生的X1.2级耀斑,太阳活动区13182没有面对我们地球,所以对地球的影响较小。
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图中红色范围对应短波无线电中断区域
从背面转到了正面
据国家空间天气监测预警中心介绍,目前,太阳活动区13182已经转到了面对地球的“正面”。
    
6日到8日,活动区13182共爆发1次X级耀斑、1次M级耀斑和多次C级耀斑。
虽然有过X级耀斑的爆发记录,说明该活动区的结构、能量以及短时变化都是比较强的,但与那些超级活动区相比,活动区13182面积较小,磁场特征较简单。综合各方面信息判断,该活动区继续爆发X级以上耀斑的概率比较小,有可能再次出现M级耀斑。
    
发生X1.9级耀斑的13184活动区,就是8日从太阳背面转出来,与地球面对面的,对短波造成影响。
    
13184活动区还陆续爆发过5次M级耀斑。这是活动区高度活跃能量不稳定的一种表现,值班预报员研判说:“随着这些活动区转向日面中心,有可能继续爆发M级耀斑,如果爆发M5.0以上甚至X级耀斑,可能会对地球向阳面的电离层造成影响。”
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风云三号E星连续监测,展现太阳不同一面
10万枚百万吨级当量的核弹
虽然耀斑的寿命仅在几分钟到几十分钟之间,但是释放的能量却相当于10万至100万次强火山爆发的总能量。
    
根据其中X射线的通量,耀斑从弱到强,可分为A、B、C、M、X五级。
    
最弱的耀斑,A、B、C级的,通常人类还没探测到,它就熄灭了。M级耀斑,则会引发带电粒子对地球猛烈冲击,能增强极光。
    
最猛的X级耀斑,据美国宇航局的专家说,“会影响无线电通信、电网、导航信号,还会给航天器和宇航员带来风险”。
    
据中国气象局国家空间天气监测预警中心介绍,太阳耀斑可以说是“我们这个星系里最厉害的爆发了”。最近这两次耀斑都是X级的大耀斑,估计释放的能量有10万枚百万吨级当量的核弹一起爆炸。
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图为风云三号卫星观测的太阳图像
算不上“史诗级”
连前100名也排不上
太阳活动并不是一成不变地保持着同一个爆发强度与频率,而是“两头细,中间粗”,每隔一段时间,太阳表面就会一个黑子活动区都看不到,也没有耀斑活动发生,懒懒散散的样子;用不上几年,太阳又变得非常活跃,多个黑子同时出现,耀斑爆发活动也一个接一个。
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耀斑强度的“历史排行榜”
    
人类连续观测数百年,太阳活动的11年周期,最初是德国科学家塞瑟尔·施瓦布1843年发现的,他说:“太阳年平均黑子数具有周期性的变化,变化的周期约10年。”
    
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太阳活动周期,直观的显示了黑子数随时间的变化
1859年9月1日,英国天文学家理查·卡林顿和另一个业余天文学家,同时独立观测到了太阳耀斑。这是最早的太阳耀斑观测记录。
    
卡林顿是酿酒师的儿子,家境富裕,自己建了个天文台。
    
国家空间天气监测预警中心说,每个太阳活动周内,平均发生X级耀斑的次数为175,所对应的时间天数为140天。
    
也就是说,其中多次X级耀斑的发生在时间上是重叠的,别说是2次爆发间隔三四天,就是发生在一天之内也不奇怪。
    
2019年12月,太阳进入第25个活动周,太阳活动日渐活跃。
    
2022年4月,共爆发28次中等耀斑和5次大耀斑,多于此前3年中等以上强度耀斑事件的总和。
    
目前还处在第25太阳活动周的上半周,太阳活动水平呈现上升趋势,出现X级耀斑很正常,从强度上看,也远不是互联网上流传的所谓“史诗级”。
    
因为X10级这种是X1级10倍的耀斑,每个太阳活动周平均会发生8次。
   
如果翻开耀斑强度历史排行榜,X1.2和X1.9并不起眼,别说是前10名了,就连前100名的门槛都还摸不着。
去年地磁暴
一次“击落”40颗卫星
像太阳黑子、耀斑这样剧烈的活动,会产生太阳风(能量非常高的带电粒子流),当太阳风到达地球与大气层里的原子、分子发生碰撞时,产生光芒,就会形成极光现象。
    
此时,太阳风里的带电粒子流到达地球附近时,对地磁场产生影响,引起地磁场发生剧烈的变化,这个现象就被称之为地磁暴。
    
极光是在地面唯一可以用肉眼看到的由地磁暴引发的外在空间现象,越绚烂的极光意味着地磁暴就会越强烈。
    
1859年9月1日卡林顿首次观测到太阳耀斑后,紧接着就出现了地磁暴。据记载,当时欧美正在蓬勃发展的电报系统,遭到大范围破坏,一些设备起火。
    
这是上世纪末出现的新兴交叉学科——“空间天气学”的源头。
    
地磁暴在2022年初还造成了卫星发射的惊人失败。
    
当时美国太空探索技术公司(SpaceX)发射49颗星链卫星,其中40颗坠入大气层损毁。
    
SpaceX说,受地磁暴的影响,卫星所在区域的大气温度上升,大气密度增加。星载GPS显示,卫星受到的大气阻力较以往发射时增加了50%,许多卫星很快因大气阻力过大而脱离轨道。
    
地磁暴能加热地球高层大气,从而引起大气的膨胀。被加热的空气上升,使得近地轨道大气密度显著增加,从而导致航天器受到的大气阻力增加,航天器速度减小,航天器轨道衰减加速,极端情况可能导致航天器陨落。地磁暴损伤卫星,在2000年、2003年及2006年也多次发生过。
    
2003年10月底,科学家目睹了一场有记录以来最大的太阳耀斑爆发。耀斑级别达到X28,致使瑞典南部的5万户居民短暂失去电力供应。此前,1972年在美国伊利诺伊州、1989年在加拿大魁北克,也曾因地磁暴造成过停电。
    
地磁暴对我们日常生活,影响并不大。地磁场平时比较稳定,在地球周围相当于一层保护膜,帮我们挡掉了很多宇宙射线的危害。
橙柿互动·都市快报 记者 张倩 综合报道