[读懂科学]史上罕见巨大太阳黑子出现…数年内或将预示“灾难”
过去一个月里,太阳活动达到了近20多年来最活跃的水平。有分析指出,太阳活动将在几年内触顶,随后爆发的强烈太阳风暴可能袭击地球,引发卫星损失等灾难性后果。
当地时间3日,太空天气专业媒体“Space Weather”报道称,今年6月一个月内共观测到163.4次太阳黑子(sunspot)活动。这是自20世纪90年代后期开始观测以来20多年间的最高纪录,远远超过美国国家海洋和大气管理局(NOAA)此前预测的月度峰值125次。
问题在于接踵而来的“后遗症”。未来数月到数年内,可能会出现强烈的太阳风暴并造成巨大损失。太阳物理学家Keith Strong于2日对太空专业媒体“Space.com”表示:“自2002年9月以来,本次是按月度统计太阳黑子数量最多的一次”,“仅6月一个月就出现了163.4次,这是20多年来的最高数值”。
太阳表面温度约为5800K(开尔文,约摄氏6000度)。太阳黑子是其中温度相对较低(4000~5000K)而呈现黑色的区域,由磁场导致的对流受阻而形成,常伴随太阳耀斑爆发和日冕物质抛射。在这一过程中产生由磁场和太阳粒子构成的太阳风暴,并对地球产生影响。实际上,就在本月2日,一个巨大的太阳黑子引发了强烈的太阳耀斑,美国西部及整个太平洋区域的无线通信网络一度中断。
尤其是今后情况可能进一步恶化,人类或将面临史上最严重的情形。预计未来1~2年太阳活动将更加活跃,并在2024~2025年前后达到峰值;其后续影响可能导致1~2年后的2025~2026年前后,强烈太阳风暴袭击地球。美国国家航空航天局(NASA)研究员Robert Leamon表示:“最强烈的(由太阳风暴引发的)影响,将在峰值过后的2025~2026年作用于地球”,“这是因为太阳的磁极每11年会发生一次反转”。
太阳风对地球的影响远比想象中严重。来自太阳的粒子与地球大气相互作用,会产生极光。但它们也可能引发地球轨道上卫星网络以及地面无线通信网络的暂时中断。2003年,一次强烈太阳风暴袭来之后,全球各国的卫星运营机构发生大规模混乱事件,数百颗卫星被“弄丢”。这是因为地球大气层最上层的空气密度增加,导致卫星偏离原有轨道。当地原本存在极其稀薄的大气层,但在与太阳风相互作用后会膨胀,卫星遭遇远高于平时的阻力和拖曳力,从而可能脱离原有轨道。
近来,太空垃圾和卫星数量急剧增加,加剧了人们的担忧。如果强烈太阳风导致无法追踪卫星和太空垃圾的位置,那么为预防碰撞而进行的规避机动等措施也将无从实施,地球轨道甚至可能陷入“混沌(chaos)”状态。SpaceX公司在去年2月发射了40颗“星链”(Starlink)卫星,却因太阳风全部损失。由于大气阻力远超预期,卫星未能进入预定轨道而纷纷坠落。欧洲航天局(ESA)去年为观测地球磁场发射的3颗卫星,也因类似原因全部损失。
与此同时,强烈的太阳辐射还会损伤卫星的电子电路,并干扰全球卫星导航系统(GPS)的信号。地面电力网络和通信网络被切断的情况也时有发生。历史上最强烈的太阳风暴发生在1859年。当时电报局工作人员报告称,电报机迸射火花并引发火灾,欧洲和北美地区的电报服务一度中断数日,造成严重损失。
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