什么样的太阳耀斑? 太阳耀斑是如何产生的?

生活科普12个月前发布 爱搜
23 0 0
广告也精彩

网友提问: “我知道耀斑可以电离地球大气,干扰无线电信号通信。我想了解更多关于这种现象和耀斑的其他影响。”

A:耀斑及其伴随的太阳活动对地球有着广泛的影响。我向你推荐这篇文章,列出了太阳对地球的影响(包括耀斑)。

图:2012年8月31日爆发的太阳耀斑,一直徘徊在太阳的大气层和日冕,长长的日二/丝状体喷发到太空。

众所周知,太阳耀斑主要影响通信和无线电传输。这些高能粒子也通过其他方式影响地球。耀斑通常伴随着日冕物质、电子、质子和离子的抛射。地球有一个天然的保护层:磁场和大气阻挡了大多数粒子。然而,仍有少量高能粒子进入极低地区的大气。

图:太阳风粒子与地球磁层交互的示意图 (未按实际比例)。

耀斑带来的最壮观、最美丽的现象是极光。高能粒子(尤其是电子)沿着极地区的磁场线加速,与大气中的粒子碰撞并发光——这就是我们看到的极光。

图:极光是一种等离子体现象,主要发生在具有磁场的行星上的高纬度区域,而地球上的极光带在经度上距离地磁极10至20,纬度宽约3至6区域。当磁暴发生时,极光也会出现在较低的纬度。

耀斑也给飞行员和宇航员带来了健康问题。磁场与大气隔离了大部分有害辐射和高能粒子,对于我们大部分时间都在地表度过的人来说。然而,在高空中的情况却大不相同。飞行员在极高的海拔飞行,通常接近极低,因此更多地暴露在有害环境中。宇航员也是如此。这导致飞行员和机组人员癌症患病率更高。甚至有宇航员报告说,他们看到了闪光——那是因为高能质子击中了他们的眼睛

相关天文知识

磁暴(通常称为太阳风暴)是由太阳风冲击波与地球磁场相互作用的磁场云引起的地球磁圈的临时干扰。

风暴可能是太阳日冕物质的抛射造成的(CME)或者同转相互作用区(CIR),随着太阳子周期的增加或减少,来自日冕洞的高速太阳风磁暴的频率。当太阳活动最强时,地磁暴的发生频率更高,其中大部分是CME产生的。在太阳活动最小的时候,风暴主要是由CIR产生的(尽管CIR风暴在太阳活动最大的时候比在太阳活动最小的时候更频繁)。

图:在1989年3月的磁暴期间,其莫斯科中子监测器记录了日冕质量抛射(CME)磁场强度降低到被称为福布希衰减的值。

太阳风压的增加最初压缩了磁层。太阳风的磁场与地球磁场相互作用,并将增加的能量转移到磁层中。这两种相互作用都会导致磁层中等离子体运动的增加(由磁层内电场的增加驱动),以及磁层和电离层中电流的增加。在地磁风暴的主要阶段,磁圈中的电流产生磁力,并向外推出磁圈和太阳风之间的边界。

图:近地空间环境中的磁层。

有些天气现象往往与地磁风暴或地磁风暴有关。这些包括太阳高能粒子(SEP)事件、地磁感应电流(GIC)、电离层干扰、磁罗盘导航中断和极光现象,导致无线电和雷达闪烁,远低于正常纬度。

记录最大的地磁风暴发生在1859年9月的卡林顿事件中,摧毁了一些最新的美国电报网络,并引发了火灾,震惊了许多电报员。1989年,一场地磁风暴刺激了地面感应电流,扰乱了魁北克大部分地区的电力系统,并产生了极光,直到最南端的德克萨斯州。

太阳耀斑是太阳上突然出现的强烈亮度的闪光。通常在太阳表面附近和太阳黑子附近观察到,强大的耀斑通常伴随着日冕物质的抛射。即使是最强大的耀斑也很难在太阳总辐照(“太阳常数”)中检测到。

太阳耀斑发生在能量的幂律谱中;通常,10^20焦耳的能量释放足以产生一个清晰可见的物体,而一个主要物体可以发射高达10^25焦耳的能量。

耀斑与等离子体和颗粒通过日冕喷射到外部空间密切相关;耀斑还发射大量无线电波。假设喷射方向是地球,与这种干扰相关的粒子可以穿透上层大气(电离层),引起明亮的极光,甚至可能中断远程无线电通信。在地球上喷射太阳等离子体通常需要几天时间。耀斑也发生在其他恒星上,即所谓的耀斑。高能粒子,可能是相对论性的,几乎可以与电磁辐射同时到达。

参考资料
1.维基百科全书

2.天文名词

3.HPYULEMAR 西西西-curious

如有侵权相关内容,请在30天内联系作者删除

请获得转载授权,并注意保持完整性,注明出处,

© 版权声明
广告也精彩

相关文章

暂无评论

暂无评论...