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太阳磁暴

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太阳磁暴太阳磁暴

太阳磁暴是指当太阳表面活动旺盛,特别是在太阳黑子极大期时,太阳表面的闪焰爆发次数也会增加,闪焰爆发时会辐射出X射线紫外线、可见光及高能量的质子和电子束。其中的带电粒子(质子电子)形成的电流冲击地球磁场,引发短波通讯所称的磁暴
磁暴时会增强大气电离层的游离化,也会使极区的极光特别绚丽,另外还会产生杂音掩盖通讯时的正常讯号,甚至使通讯中断,也可能使高压电线产生瞬间超高压,造成电力中断,也会对航空器造成伤害。

科学家观测到25年来最强太阳磁暴编辑本段回目录

 

北京时间3月4日消息 据国外媒体报道,尤利塞斯号太阳探测器捕捉到最近25年来最强的一次太阳耀斑活动。设想你徒步穿过南极,遭遇了冰雪、寒风和数月的艰辛,最终南极点的就在你的前面,这时一场撒哈拉沙漠的大风暴却突然袭来……
这一场景就是科学家们描述欧洲航天局和美国国家航空航天局的尤利塞斯号太阳探测器去年12月份时遭遇的情况。美国国家航空航天局总部尤利塞斯号太阳探测器计划科学家阿里克·波斯纳说,“正当尤利塞斯号接近太阳南极时,它遭遇了高能粒子云形成的“沙尘暴”,这些高能粒子包括质子、电子和重离子。高能粒子云出现在太阳的南极点就像是撒哈拉沙漠风暴出现在南极一样令人感到突兀。
这一奇特的事件开始于2006年12月5日。
波斯纳说,太阳东部边缘突然出现的巨大而猛烈的太阳黑子活动让天文学家们十分兴奋。这一黑子出现于12月5日,并产生了25年来最强的一次太阳耀斑活动。按照太阳耀斑的“里氏分别”划分,1级的程度就很强烈,而12月5日这次的级别是9级。地球轨道上的传感器探测到了X射线暴,不久由质子、电子和重离子组成的高能粒子云从喷发点喷射出来。这就尤利塞斯号探测器遭遇的高能粒子云
这一过程在12月6日和12月13日又再次出现,强度有所不同,分别为6级和3级。每一次暴发都会形成自己的高能粒子云。阿里克·波斯纳说,“我们将这些云称为‘磁暴’,在大型耀斑活动后通常会出现这种情况。”
新汉普郡大学物理学家布鲁斯·麦克吉本说,“这三次磁暴均被尤利塞斯号探测器捕捉到。12月6日的磁暴强度特别大,以重离子为主。”布鲁斯·麦克吉本是尤利塞斯号探测器上携带的探测高能粒子宇宙及太阳粒子研究仪的主要研究人员。
德国实验与应用物理学院的伯恩德·赫伯(音)教授说,12月6日的磁暴强度之大,“如果地球处于尤利塞斯号探测器的位置上的话,我们在地面也会感受到这一事件的影响。”换句话说,高能粒子会穿过地球的大气层直达地面。赫伯是尤利塞斯号探测器的上携带的基尔电子望远镜 (KET)的主要研究人员,这一传感器可以探测得到超高能电子、质子和离子。
麦克吉本说,这些观测资料让科学家也感到非常疑惑。太阳黑子的位置靠近太阳赤道,而尤利塞斯号探测器位于太阳南极上空。太阳磁场应该把磁暴限制在较低的纬度。磁暴是如何抵达尤利塞斯号探测器的呢?
美国国家航空航天局非常希望解开这个谜团。太阳磁暴能够引起地球上的通信中断,地球轨道上的卫星失灵,在极端情况下还能给宇航员带来致命伤害。波斯纳说,“我们需要预报出这些磁暴的轨迹。”    
关键问题是太阳的磁场。就像地球上的磁场指引指南针的指针一样,太阳的磁场也指引着磁暴的方向。磁暴是由带电粒子组成,带电粒子自动遵循着磁力线的轨迹。
科学家在过去预测磁暴的方法是依赖于“帕克螺旋线”,是芝加哥大学物理学家尤金·帕克提出的磁场模型。根据这一模型,太阳的磁场是从太阳表面曾螺旋线状向太阳系延伸。波斯纳说,“这就像是草坪上回转喷水器喷出的螺旋水流那样。”
帕克螺旋线理论做出了一个直接的预测:磁暴开始于赤道并保持在赤道附近。一次磁暴可能会扩展到太阳系并袭击到地球,它不会远离太阳赤道平面。但是,它不应该袭击到太阳南极上空的尤利塞斯号探测器。
显然,一个完美的螺旋线理论还无法解释这件事。现实中的太阳磁场能够发生一些扭转并形成一个从赤道通向两极的通道。 此前的一个证据可以印证这个想法,在2000年和2001年间,在上一个太阳活动极大年时,太阳的磁场完全扭在一起,而非帕克结构。麦克吉本说,在那段时间里尤利塞斯号探测经经历了六次大范围的磁暴
如果这些通道存在的话,发现并了解这些通道就是未来要面临的工作。波斯纳说:“同时,有一点是清楚的,那就是在太阳系内部没有避免磁暴而绝对安全的地方。”
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