【高能预警】2023年太阳风暴即将到来，它除了干扰无线电 ...

网路游民甲厝

“2023年太阳将迎来活动极大年，随时可能爆发的太阳风暴除了干扰无线电通信外，还给我们的生活带来了哪些影响？”
2022年4月，太阳上发生了一场不寻常的太阳风暴，并形成一个巨大的火峡谷。美国航空航天局太阳动力学天文台展示了这种巨大的带电等离子体的喷射画面。


8月9日，在一次太阳耀斑后，带电粒子以每秒600公里的速度闯入地球的磁场，引发极光现象。从缅因州到纽约，美国各州都可以看到北极光。科学家们说如果不是我们运气好，一场更强大的太阳风暴袭击地球可能会以一场重大的灾难告终。


太阳风暴在过去至少两次显示出它的强大破坏力，2023年太阳活动再次接近其最大值，再次发生强大等离子体爆发的可能性大大增加。这些太阳耀斑在过去如何影响我们的星球？2023年我们的太阳活动达到顶峰是否会威胁到地球？


当太阳引力无法阻止高能粒子流时，就会产生太阳风暴。科学家们认为这些太阳风暴是从恒星上称之为冕洞的大黑点爆发的。虽然太阳离地球很远，但是抛射物质可以在2至6天内到达地球，最高能量的粒子甚至可以在2分钟内穿越同样的距离！


高能粒子中的大多数被地球磁场重定向到两极，只有少数粒子穿透大气层，并与气体分子碰撞时发出射线，导致原子发光。但有时太阳出现能量大约为10的25次方焦耳的极其强大的耀斑（大约相当于数百万颗百兆氢弹），在这样的太阳风暴期间，等离子体以平时两倍的速度冲过太空，轰击地球磁场，导致地磁风暴的形成，并可能导致许多灾难。


1859年9月2日，英国天文学家理查德-卡林顿观测到一次巨大的太阳耀斑。18小时后，我们所知道的最强地磁风暴袭击了地球，整个欧洲和北美的电报通信都停止工作。许多电线杆被烧毁，人们几乎可以在整个星球上看到极光。1989年3月，当另外一场太阳风暴袭击地球时，整个加拿大魁北克省陷入黑暗，数百万人断电12小时。


过去科学家们认为这种规模的太阳风暴发生的频率不超过一个世纪一次，但随后来自华威大学和英国南极调查局的科学家分析了太阳耀斑的模式。他们发现强大的磁暴比想象的要频繁得多，太阳活动大约有11年的周期。在到达顶峰时，太阳会发展出一种特别剧烈的活动，带电粒子不断射向地球。研究人员分析了地球磁场变化的完整目录，证实地磁活动爆发与太阳上最强大的爆炸同时发生。


科学家团队确定了两种对地球最危险的事件：强磁超级风暴和最强破坏性特大风暴。前者平均每三年发生一次。它们会影响依赖天气的人的健康，通常会导致头痛、血压升高和慢性病恶化。但它们不会导致重大的技术故障。最强破坏性特大风暴要少得多，150多年来，研究人员只统计了6次此类事件。因此，太阳风暴大约每25年在我们的星球上肆虐一次，而在过去的20年没有发生过特大风暴。科学家们预计下一次会在不久的将来发生。2012年，太阳发生了一次具有潜在危险的爆发。但当时太阳风暴从另一个方向吹来，几乎没有碰到我们的星球。


在下一次巨大的太阳耀斑期间，我们可能就没那么幸运了。这种情况的确切后果尚无法预测。我们可以肯定的是整个地球都会出现五颜六色的极光。在它们之中，会有一种特殊的北极光，称为STEVE。2022年8月的地磁风暴期间，这些极光呈现为紫色且较少见的白色发光带。科学家们不知道这种光学现象的确切性质，但它通常出现在太阳风暴期间。研究人员相信，STEVE不仅仅是天空中的发光表演，它可能伴随着特大风暴，并对电子和航空设备、通信、电网基础设施和卫星造成重大破坏。它甚至可以到达海洋深处，破坏水下通信电缆，导致持续数月或更长时间的全球互联网灾难。


尽管如此，与大多数其他可能的影响，如干旱、洪水、地震和海啸相比，没有灯光、电脑和电视似乎微不足道。观测表明，在太阳活动频繁且波动剧烈时期，地震的频率最高。这可能是2004年发生9.1级地震的原因之一。地震在印度尼西亚引发巨大的海啸。印度、泰国、孟加拉国、马尔代夫群岛、斯里兰卡和索马里也遭受了这场自然灾害，超过283000人丧生，另有14000人失踪，超过100万人无家可归。
为了减轻太阳风暴的灾难性后果，科学家需要有一个预警系统。几个包括太阳和日光层观测站和太阳动力学观测站的航天器正在研究太阳。它们的数据将有助于及时提醒我们关于恒星上发生的极端事件。随着太阳接近其11年的活动高峰，这一点尤为重要。只有在2024年太阳风暴结束后，我们才能松一口气。或者我们可以吗？


最近科学家发现，一场强大的地磁风暴能够无视11年的太阳活动周期，在太阳平静期突然袭击地球。科学家们在我们的过去再次发现了类似的例子。对格陵兰岛和南极洲下的古代冰样本进行的一项新研究表明，9200年前一场强度空前的太阳风暴突然袭击了我们的星球。因此，破坏性的太阳风暴可能会在我们意想不到的时候发生。
为了避免措手不及，许多政府已宣布空间天气预报是科学发展的优先事项。人们对NASA的帕克太阳探测器寄予厚望。探测器现在比以往任何航天器都更接近太阳，这意味着它可以比任何其他航天器更快地发现日冕发射。来自帕克太阳探测器的数据将帮助科学家更准确地跟踪太阳风暴形成区域。NASA和欧洲航天局也在2020年发射了太阳轨道探测器，它现在在椭圆轨道上运行，最近点距离太阳表面4200万公里。探测器已经将这颗恒星令人难以置信的图像发回地球。其中一些显示出许多移动的小亮点和奇怪的暗物体。这些是被科学家称为“营火”的微型等离子喷发。


与此同时，其他研究人员正在寻找保护地球免受太空影响的方法。最近日本国家研究所的发明家Fusion Science开发了一个人工地磁场项目。根据地球物理学家的说法，在过去的150年里，地球自身的磁场已经变薄了大约10%。将来有一天它可能无法承受高度加速的带电太阳粒子的爆发。科学家建议发射12个环地球的超导环来保护地球磁场。


但也许我们不需要建造地球周围的任何保护结构，因为它们已经存在。美国宇航局的太空探测器发现了一种人造屏障环绕地球。它是由人类极低频无线电波与宇宙粒子的相互作用而形成的。人造屏障是使用范艾伦探测器发现的，该探测器旨在研究地球周围空间中的电子和离子。通常，来自射电望远镜的极低频信号用于与深海中的潜艇通信。根据NASA科学家的说法，这些信号形成了一个看起来包围地球的巨大能量气泡。它的外层几乎完全延伸到范艾伦辐射带的内边缘。这些带收集带电的太阳风粒子，这些粒子随后会攻击行星的磁层。研究人员表示，如果没有气泡，辐射带边界将比现在更接近地球。


在1960年代，当低频通信不太普遍时，范艾伦辐射带的内边界与行星表面的距离要小得多。你认为这种“盾牌”能保护我们免受最可怕的太阳风暴的影响吗？还是我们应该考虑其他更可靠的自卫方式？欢迎在评论区告诉我们。