日冕物质抛射 日冕是什么意思
人类自从迈入太空时代,展开了空前的太空之旅。我们向金星和水星派出了探测器卫星。派探测车上了火星。我们飞越了木星的卫星,穿越了土星的光环,甚至拍到了冥王星上冰山的照片。但我们却从未靠近头顶上最重要的恒星——太阳。
太阳非常巨大,它的质量占整个太阳系的99%。它能装下100多万个地球。在太阳中心极高的密度和压力下,随时都在进行着四个氢核聚变成一个氦核的热核反应。所以太阳的核心就像一个最大的氢弹,想象数十亿个氢弹每一秒都在爆炸,这样的过程一直持续40亿年。太阳内部巨大的核动力将好几亿吨的质量向外推去。但重力又抵消了推力,把质量向内拉。这两种力目前处于完美的平衡状态。任何一方失衡,都能导致地球上发生灾难性事件。
1895年的“卡灵顿事件”造成了维多利亚时代的互联网彻底瘫痪。1989年3月加拿大魁北克省整个配电网故障。2003年10月30日全世界通信和电网中断。这些事件都是由于太阳这两种力失衡造成的。
究竟是什么原因造成这样的呢?首先要说的便是太阳黑子,说起人类对太阳活动的观察最基本、最明显的就是太阳黑子。我国古代便有“日中有踆乌”的记载,三足金乌便是太阳黑子的形象。太阳黑子之所以发黑,是因为太阳黑子的磁场牵制了表面沸腾的对流,产生了比周围温度略低温的区域。如果用极强的紫外线查看太阳的照片,你能看到太阳高温大气是被太阳黑子的强磁场固定住的。 当一个大的太阳黑子出现后,它把越来越大的磁场绳索放入大气层中,越来越多的能量注入其中。就像你一直在压缩弹簧,把它压到极限,然后突然弹开。其中压抑的磁性能量,将大气中的物质抛射出去。从而形成“日冕物质抛射”。有人形容这一现象是太阳打了一个喷嚏。
日冕物质抛射是太阳系内规模最大,程度最剧烈的能量释放过程。日冕物质抛射爆发时,抛出大量的等离子体和以及固结其中的磁场结构(磁通量)。而大量物质和巨大能量将在太阳大气以及行星际空间产生激波。当抛射物抵达地球时就会扰乱地球磁层,压缩向日面和使背日面延伸成尾状。当在背日面的磁层重连结时,它创造出数兆瓦特能量,从地球后方倾入上层大气。此过程造成特别强的极光。同时这些来自太阳的带电粒子,会突然产生巨大的电涌,进入地球磁场。而在我们地球上建造的各种电路电网便是电涌的目标。当巨大的电涌冲击变电站时,我们的通讯系统、电力系统将会遭到破坏。如今与我们日常生活息息相关的系统都需要依靠电力,一旦断电,就是一场灾难。
2018年人类首次发射太阳探测器改进版接近太阳。探测器将进入日冕外边缘之外的区域。这样人类就可以近距离观察恒星。一旦知道它发生的基本物理原理,就能预测下一次日冕物质抛射是否会对地球造成破坏,从而达到预警的效果。