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不平静的太阳

(2006-08-22 15:45:24)
分类: 天文知识
有一个关于太阳的“传说”。老师们讲授着它。天文学家们重复着它。NASA的任务计划者也在留意着它。 

每隔11年,太阳活动就会爆发。太阳黑子密布在日面;它们会爆发;被称为“CMEs(日冕物质抛射)”的大质量气体云疾速穿越太阳系。地球被X射线、质子以及磁场团块击中。这被称为太阳极大期
关于“太阳极大期”,并没有任何虚构。在2000和2001年的最近一次极大期内,南至墨西哥和佛罗里达的观天者都看到了极光;天文学家们惊叹于太阳黑子的巨大;卫星运营商和能源公司则与电力故障进行着艰苦的斗争。 

现在太阳已经接近它活动周期的相反极端,预计将在2006年达到太阳极小期。我们能够松一口气了,因为在太阳极小期周围,太阳是平静的。不是吗?

“这就是那个谣传,”NASA马歇尔太空飞行中心的太阳物理学家大卫·海瑟威(David Hathaway)说。事实是,太阳活动从来都不会停止,“即使是在太阳极小期内。”

为了表明事实确实如此,海瑟威统计了过去三个太阳周期内,每月X级太阳耀斑的数量,观测从1970年一直持续至今。X级耀斑是最强烈的一种太阳爆发;它们总是与明亮的极光和强烈的辐射风暴联系在一起。“在过去三个太阳极小期内,至少都出现过一次X级耀斑,”海瑟威说。
上图:过去三个太阳周期内X级耀斑出现的频率。红点表示每月出现10次或更多耀斑;黄点表示3-9次耀斑;绿点表示1或2次耀斑。图中横轴表示时间,纵轴为太阳黑子数目。 Credit: David Hathaway, NASA/MSFC.
这意味着宇航员在太阳系中旅行,远离地球大气和磁场的保护时,永远不能脱下他们的防护装置。

最近的事件也证实了这一点:回复到2005年1月10日。这是太阳极大期之后的第四年,太阳上几乎一片空白——地球上只能看到两个细小的太阳黑子。太阳是平静的。

第二天,以迅雷不及掩耳之势,一切都改变了。1月11日,一个新的黑子出现了。最初只是一个斑点,但却迅速发展到几乎与木星一样巨大。“一切发生得太迅速了,”海瑟威回忆说。“人们一直在问我,他们是否应该得到警告。”
上图: 一个巨型黑子的出现,2005年1月10-14日。 Credit: SOHO. 
在1月15日和20日之间,这个太阳黑子释放了两次X级太阳耀斑,引发了南至美国的亚历桑那都能看见的极光,还向月球密集轰炸了大量高能质子。如果月球上有任何宇宙员身处户外的话,他们也许就会身染疾病。

这还只不过是平静的太阳。

这种情况几乎在上个月又再现了一次。2005年4月25日,一个小黑子出现了,似曾相识的是,它在仅仅48小时内就成长到好几倍地球的大小。只是这一次,没有爆发产生。

为什么没有?没人知道。

下图:NASA的TRACE(太阳过渡区与日冕)探测器拍摄的太阳黑子紫外图像,揭示了这一区域的复杂磁场。
阳黑子是极其不可预测的。它们是由穿透太阳表面的磁场所产生的。我们恒星深层的电流拖曳着这些磁场,使它们扭曲混乱,直至它们变得不再稳定,产生爆发。太阳耀斑和日冕物质抛射就是这种爆发的副产品。这些过程很难预报,因为深层电流无法被观测。太阳黑子有时候会爆发,有时候又不爆发。50年前,地球上的天气预报大约就是这样。

像海瑟威一样的研究者们研究太阳黑子和它们的磁场,希望能够改善可悲的处境。“我们正在进步,”他说。

这是件好事。对太阳活动的预测已经变得比过去更加重要。我们不仅越来越依赖于对太阳活动敏感的科技,比如手机和GPS,而且NASA还计划送人类重返月球,进而登陆火星。不论是太阳极大期、期小期还是之间的任何时期,宇航员们都将接受考验。

太阳什么时候才会像我们所认为的那样,真正平静下来呢?别白日做梦了.
        本贴转自上海网上天文站.

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