太阳风暴是怎么回事?
太阳风暴指由太阳大气猛烈爆发而喷发出来的高速高能带电粒子流,主要成分为质子与电子,并伴随有强X射线甚至酌(伽玛)射线、强远紫外辐射和强射电辐射。生命细胞当然经不住这些高能辐射和高能粒子的轰击,所以宇航员、卫星要有屏蔽保护。当强X射线、远紫外射线以光速到达地球以后,会被上层大气吸收,此时电离层电子密度突然增高,对电波的吸收增强,会使向日方向的短波通讯中断。高能质子流大约在一天半以后到达地球附近,其中部分质子沿地球磁力线沉降至两极地区上层大气中,极盖地区电离层因而受扰导致短波通讯中断;同时高速带电粒子云形成的激波与地球磁层作用而引发地球磁暴和电离层暴,都会造成短波通讯中断或者频移。地磁暴还可能造成输电线路电流突变,发生断电。
太阳风是太阳日冕物质向外连续膨胀而形成的日冕等离子体流,主要成分是质子与电子,时速一般为几百万公里。它们的密度并不高,在地球附近每立方厘米大约只有几个粒子。观测发现太阳风源在日冕冕洞区域。冕洞是日冕中温度相对低的区域,太阳磁力线由此穿出。带电粒子就是沿磁力线向外扩展膨胀的。粒子带走了能量,使日冕的这一部分温度相对低而形成冕洞。太阳风暴的带电粒子流不但密度远高于太阳风,而且其粒子流的速度高于太阳风百倍以上,因此太阳风暴高速带电粒子云会压缩太阳风而形成轰击地球磁层的激波。
太阳风暴的源头
太阳风暴的源头是耀斑。太阳大气可分成光球、色球和日冕三层。光球是最底层,厚约500公里,就是肉眼所见的太阳,黑子是光球上最显著的特征。光球之上为色球,因其稀薄一般不可见。发生日全食食甚时围在太阳边缘红色的一层大气就是色球,也是它得名的原因。它厚约几千公里。再往外就是更为稀薄的日冕,厚可达十几个太阳半径。有趣也难解释的是太阳大气越向外温度越高,光球约5700摄氏度,色球有几万度,日冕则高达一、二百万度。耀斑是发生在色球层的色球爆发。最近高分辨率观测可见太阳大气三维结构,发现耀斑至少高出太阳表面300公里以上,像是高耸的火山。
耀斑是太阳表面上小区域突然增亮的现象,这种闪耀可以出现数分钟到1小时,爆发时来势迅猛,在短短一、二十分钟内释放出极大的能量,比通常整个太阳大气所蕴藏的能量还要大,超过几千个核弹同时爆炸的威力。最早发现于1859年9月1日,英国天文学家卡林顿第一次观测到白色闪光掠过黑子群的上方,随后发生了电讯中断、地磁暴及极光现象,那次所见也称白光耀斑。后来发现耀斑需要通过只接受某一波长光辐射的专用望远镜才能观测到。通常使用HX单色谱线,所以叫单色光望远镜或者色球望远镜。至于白光耀斑的出现,有可能是耀斑的高速粒子反冲向光球,提高了光球局部温度而发生的,是罕见的天文现象。这次10月29日的强耀斑,所喷发的带电粒子运动时速高达800万公里,就像是太阳用等离子体巨炮对准地球射击一般。
参考资料:http://www.student.gov.cn/zxpd/jj2604.htm
据江苏省著名天文学家王思潮介绍,这是一种称为“太阳黑子”的天文现象,它是由于太阳大气中产生局部爆炸,在太阳表面出现耀斑和黑子所形成的。人用肉眼观测,会感觉到太阳仿佛长了一些黑痣一样。随着太阳的自转,这些“黑痣”在十几天之内也会从西转到东面,但运动速度非常慢。