太阳耀斑 黑子群 太阳质子事件

新闻 太阳强耀斑

昨天,看了一则新闻,每个字我都认识,但是连起来真的看不懂,特地去看了下相关知识。

新闻如下:

国家空间天气监测预警中心发布了太阳耀斑信息提示:北京时间2024年1月1日05时55分,太阳爆发了一个强耀斑(X5.0级)。

该事件发生时我国处于黎明,对我国上空电离层产生的影响较小。

预计未来三天,受冕洞高速流的影响,1日可能出现短时地磁活跃,2-3日地磁活动以平静到微扰为主;地球同步轨道能量大于10 MeV的高能质子通量仍有可能出现增强,甚至达到太阳质子事件水平。

预计未来三天,我国部分地区电离层天可能出现扰动。过去24小时,太阳活动水平高,日面上出现新活动区13536并爆发了一次X5.0和一次M1.0级耀斑;目前太阳风速度在300千米/秒左右。

过去24小时,地磁活动平静;地球同步轨道能量大于10 MeV的高能质子通量出现增强,但未达到太阳质子事件水平。过去24小时,我国大部分地区电离层天气平静。


太阳耀斑

太阳耀斑(Solar flare)是太阳活动的重要表现,是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程,引起局部区域瞬时加热,向外发射各种电磁辐射,并伴随粒子辐射突然增强,所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。

耀斑的持续时间在几分钟到几十分钟内,在这短暂的时间里却能释放出1020~1025焦耳的巨大能量,这大约相当于上百亿颗巨型氢弹同时爆炸释放的能量,或者相当于十万至百万次强大火山爆发释放的能量总和,可见其威力之大。不过对于太阳这个巨大的能源来讲,它也不过只占太阳辐射总能量的万分之一左右。

长期的观测发现,大多数耀斑都发生在黑子群的上空,且黑子群的结构和磁场极性越复杂,发生大耀斑的几率越高。平均而言,一个正常发展的黑子群几乎几小时就会产生一个耀斑,不过真正对地球有强烈影响的耀斑则很少。

根据观测手段的不同,主要分为光学耀斑、X射线耀斑等。通常,可见光范围内的单色光观测的耀斑习惯地称为光学耀斑,X射线波段观测的耀斑称为X射线耀斑,与质子事件相对应的耀斑则称为质子耀斑。

太阳耀斑和太阳爆发会影响无线电通信、电网、导航信号,并对航天器和宇航员构成威胁。爆发式耀斑通常会伴随日冕物质抛射,日冕物质抛射带来的地磁暴会影响包括航空、航天、导航、通讯、管网等多个领域。2022年2月,SpaceX部署的一批49颗“星链”卫星由于受地磁暴影响损失惨重,多达40颗卫星报废。


太阳黑子群

太阳的光球并非像肉眼看到的那样光洁,也会长“青春痘”,科学家把这种时常出现的深暗色斑点称为“太阳黑子”。因为太阳“脸”大,“痘”自然也不小,一个中等大小的黑子大概和地球差不多大。

太阳黑子消失会有什么影响?

“蒙德极小期”,这是英国天文学家蒙德最先发现的,因而以其名命名。蒙德的研究证明,公元1645到1715年间,太阳上很少有黑子。这个时期,北欧气候非常寒冷。我国历史学家的考证证明,这个时期是人类有史以来最冷的时期,被称作“小冰河期”。

我国的地震学家也证明,这个时期是华北大地震最多的时期。人们认为这个时期的寒冷和地震与太阳上少黑子有关。

从长期来看,太阳黑子数量的多少存在11年左右的周期变化。

预计在2025年前后,地球会遭受更多的高能粒子和频繁高速太阳风的冲击。

太阳风暴实际上就是太阳物质和能量挣脱磁场束缚的一次释放过程,而太阳黑子正是这场“博弈”的关键位置,因此,可以说太阳黑子就是太阳风暴的源头。


太阳质子事件

太阳和太阳爆发的能量辐射分为粒子辐射和电磁辐射。

当太阳上有大爆发时,有时会喷射出大量的高能带电粒子流,人们把它称作太阳风暴。当这些高能带电粒子流到达地球轨道附近时,我们称它们为太阳质子事件。

当这些粒子沿地球磁场到达地球极区时,人们称它们为极盖事件。

太阳质子事件是太阳风暴带来的最具破坏性的空间天气现象之一。质子事件发生时,地球周围如同遭遇了一场的高能带电粒子“暴雨”的袭击,这些高能带电粒子就如同高速飞行的子弹一般,能够击穿几毫米厚的金属,具有很强的破坏性。

大量高能粒子的袭击对卫星和其它空间飞行器来说可能就是一场灾难;对于在空间执行任务的航天员来说,若遭遇到这样的高能粒子流,他们的生命安全可能会受到威胁;对于穿越极区的航空乘客来说,若穿越时恰逢高能粒子流的沉降,他们的辐照剂量会增大,健康将受影响。

由于极区地磁场的磁力线是开放的,高能粒子流能够沿着磁力线沉降到极盖区上层大气中,引发极盖吸收事件。


太阳质子对宇航员的影响:

与在轨卫星一样,在轨航天员同样受到太阳质子事件的巨大威胁,太阳质子事件产生的高能粒子流与地面放射性物质发出的射线一样具有致命的放射性,它们能够穿透航天服和太空舱,引起航天员身体器官的物理损伤。

高能粒子主要是通过两种机制危害人体的细胞组织,一是直接造成生物活性大分子断裂、脱落,导致直接损伤;二是与身体中大量的水分子产生自由基,这些自由基进一步与生物分子发生化学反应,造成间接损伤。最终的人体辐射效应危害非常复杂,其严重程度主要与所受到的辐射剂量大小有关。


--时与猫璞学习小字--

以上为大略的知识点,算是一点儿科普知识了。

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