2019年以來，太陽活動日益頻繁高镐，到2025年更將迎來活動最高峰溉旋，太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射可能會頻繁發(fā)生嫉髓。什么是太陽耀斑观腊？什么是太陽黑子？會對地球產(chǎn)生哪些影響算行？人類應(yīng)如何應(yīng)對梧油？《科技周刊》記者采訪了中國科學(xué)院紫金山天文臺專家。
太陽正在活躍周期州邢，2025年達(dá)高峰
距離我們約1.5億公里的太陽儡陨，表面非常活躍量淌。近期骗村，如果你使用覆蓋巴德膜的相機拍攝太陽，你會發(fā)現(xiàn)呀枢，明亮的太陽表面有5顆“痘痘”胚股，它們就是被稱為“12898” “12900”“12901” “12902”“12903”的太陽黑子。雖然看起來很小裙秋，但每一個的直徑都超過地球琅拌。
“太陽黑子就是太陽上磁場聚集的地方，磁場較強残吩，溫度較周圍的光球溫度(大約6000攝氏度)低财忽，所以觀測時就是黑色的∑辏”中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員蘇楊介紹說即彪，黑子(群)連同周圍區(qū)域叫做活動區(qū)。
太陽雖然離我們很遠(yuǎn)，但是通過肉眼也可以看到黑子隶校。早在中國古代漏益，就有豐富詳細(xì)的黑子記錄，如公元前140年的《淮南子》一書中就有“日中有踆烏”的記述深胳，這里的“踆烏”是指外形像鳥一樣的太陽黑子(群)〈掳蹋現(xiàn)今世界公認(rèn)的最早的太陽黑子觀測記錄，是記載在《漢書·五行志》中舞终，“河平元年(公元前28年)……三月己未轻庆，日出黃，有黑氣大如錢敛劝，居日中央余爆。”將黑子出現(xiàn)的時間與位置都敘述得詳細(xì)清楚夸盟。
“但是我們平時看不到黑子蛾方，是因為太陽光太強，不敢直視上陕，但可以在太陽初升或落日時觀測桩砰，古代觀測太陽就是這個時間段∈筒荆” 中國科學(xué)院紫金山天文臺周團(tuán)輝博士說亚隅，看到的黑子還要足夠大，因為日地平均距離1億5千萬公里辕万，只有大黑子(群)才能肉眼直接看到枢步。他表示，現(xiàn)在如果想看清太陽黑子渐尿，一般用加減光裝置的天文望遠(yuǎn)鏡醉途，但是切勿用眼睛去直接通過普通天文望遠(yuǎn)鏡看太陽，必須加上巴德膜等減光裝置砖茸。
而當(dāng)太陽活動變得激烈時隘擎，便會“生氣”，也就是產(chǎn)生太陽風(fēng)暴凉夯。蘇楊告訴記者货葬，太陽風(fēng)暴是太陽爆發(fā)以及爆發(fā)在行星際空間引發(fā)的一系列擾動的通稱，其爆發(fā)包括耀斑劲够、日冕物質(zhì)拋射等短時間內(nèi)大量能量釋放的現(xiàn)象震桶，爆發(fā)很多都發(fā)生在活動區(qū)周圍，所以黑子數(shù)量或者面積被用做太陽活動強弱的一個標(biāo)志征绎。
當(dāng)我們看到的黑子數(shù)量越多蹲姐，耀斑爆發(fā)的幾率就越大。耀斑就是太陽外層大氣進(jìn)行快速能量釋放，會引起各種電磁波段的輻射大幅增強柴墩∶ρ幔“一般認(rèn)為是活動區(qū)磁場的突變引起磁能釋放，產(chǎn)生耀斑江咳》昃唬”中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員封莉稱，從形態(tài)來區(qū)分歼指，耀斑一般分為雙帶耀斑和致密耀斑爹土。雙帶耀斑往往有兩條或多條亮帶組成，這些亮帶分別位于磁場中性線兩側(cè)东臀；致密耀斑經(jīng)常只有一個亮核着饥。如果按照爆發(fā)規(guī)模來區(qū)分，耀斑可以從弱到強分為A惰赋、B、C呵哨、M和X五個級別赁濒，每個級別又可劃分10個等級。
其實孟害，太陽上的黑子拒炎，包括數(shù)量和形態(tài)是一直在變化的，有的時候多有的時候少挨务，有的黑子壽命時間很長击你，甚至超過幾個星期，有的則較短谎柄。有的單個出現(xiàn)丁侄，有的成群出現(xiàn)，有的大有的小朝巫。封莉表示鸿摇，研究認(rèn)為未來太陽黑子會越來越多，表示太陽逐漸進(jìn)入活躍期劈猿，太陽爆發(fā)活動越來越多拙吉。
“太陽活動有個約11年的周期，目前我們處于太陽活動第25周的上升期揪荣，幾年后將達(dá)到峰值附近筷黔。”蘇楊補充道仗颈，每個活動周的強弱也不同佛舱，比如剛過去的24周是百年來最弱的一個。隨著太陽活動增強，爆發(fā)和災(zāi)害性空間天氣會越來越多名眉。而根據(jù)專門研究太陽活動周期的國際專家Hathaway D.H.對第25周活動強度的預(yù)測粟矿，2025年太陽活動將達(dá)高峰∷鹇＃活躍期過后陌粹，太陽會再次進(jìn)入較平靜的時期，爆發(fā)的數(shù)目逐漸減少福压。但這不代表就沒有強烈的太陽爆發(fā)了掏秩，有些大的爆發(fā)事件會發(fā)生在峰值轉(zhuǎn)入平靜的時期。
那么荆姆，太陽活動周期與近年來全球變暖是否存在聯(lián)系蒙幻？中國氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報中心研究員蘇京志表示，太陽活動對地球氣候系統(tǒng)有所影響是必然的胆筒，但這種影響在目前全球變暖的大背景上邮破，就顯得有些微不足道。蘇京志指出仆救，地球氣候系統(tǒng)本身有著年代際變化抒和，其變化周期并非是一個固定的10年周期，而太陽活動的平均周期卻是11年彤蔽。在某些時段摧莽，太陽活動和氣候系統(tǒng)年代際變化二者的負(fù)位相會同時重疊，可能會造成氣候變暖“趨緩”的錯覺顿痪。
導(dǎo)航干擾镊辕、衛(wèi)星失靈……太陽發(fā)飆威力猛
近期，由湯姆·漢克斯主演的電影《芬奇》在美國上映蚁袭。劇中征懈，太陽脾氣大爆發(fā)，噴發(fā)太陽耀斑撕阎，導(dǎo)致地球臭氧層變得千瘡百孔受裹，動植物遭遇了滅頂之災(zāi)。事實真的如此嗎虏束？
蘇楊解釋說棉饶，太陽爆發(fā)是災(zāi)害性空間天氣的源頭，特別是耀斑會產(chǎn)生海量高能粒子镇匀，強電磁輻射照藻，可以嚴(yán)重影響地磁活動和電離層，干擾現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活汗侵，如航空航天幸缕、太空行走群发、衛(wèi)星安全、導(dǎo)航通信发乔、電網(wǎng)設(shè)施等熟妓，對氣候和天氣可能也存在潛在的影響，有些衛(wèi)星要提前關(guān)機或進(jìn)入保護(hù)模式栏尚，極光也是因為太陽活動和地球磁場相互作用產(chǎn)生的起愈。
回顧世界上第一個詳細(xì)記錄的黑子事件，其發(fā)生于公元前28年译仗，記載于《漢書·五行志》抬虽。而第一個耀斑，即1859年的“卡林頓事件”是個很強烈的爆發(fā)纵菌，在白光上也有明顯的增亮阐污，從而被觀測到。當(dāng)時一位名叫卡林頓的天文愛好者在自家搭建了一座專門用來觀察太陽的天文觀測儀咱圆，并每天定時記錄太陽黑子數(shù)目笛辟。1859年9月1日的清晨，卡林頓在觀察太陽黑子的時候序苏，發(fā)現(xiàn)在太陽的北側(cè)突然出現(xiàn)了兩道如同月牙般的亮光隘膘。
類似的事件后來也在不斷上演，比如2003年11月4日爆發(fā)的耀斑是目前有詳細(xì)記錄以來的最強爆發(fā)杠览。而在今年7月3日和10月28日，太陽分別噴發(fā)了X1.5級和X1.0級耀斑纵势，引發(fā)了地磁暴踱阿，在地球上一些高緯度地區(qū)，甚至看到了極光钦铁。而7月的那次耀斑软舌，中國空間站上還有“太空出差三人組”，當(dāng)時牛曹，大家都非常擔(dān)心佛点，幸好平安無事。
在宇宙中黎比，不僅僅有太陽風(fēng)暴超营，還有諸多射線，地球是怎樣保護(hù)人類免受這些致命因素的影響阅虫？封莉表示演闭，地球的磁場和大氣形成一個天然的保護(hù)，一旦失去地球磁場和大氣層的保護(hù)颓帝，宇宙射線有可能破壞生物DNA米碰，改變其基因窝革；失去磁場保護(hù)的地球大氣，可能會被太陽風(fēng)和太陽活動慢慢剝離吕座，導(dǎo)致地球不再適合生存虐译。
主動自衛(wèi)，第一顆太陽觀測衛(wèi)星將“上路”
雖然太陽爆發(fā)看起來很危險吴趴，但并不是所有的耀斑或日冕物質(zhì)拋射漆诽，都會對地球產(chǎn)生影響。周團(tuán)輝告訴記者史侣，只有正對或發(fā)生在太陽西半球的太陽風(fēng)暴有幾率沖擊地球拴泌，如果太陽風(fēng)暴沖擊地球，地球可以提前進(jìn)行預(yù)警惊橱，采取措施最大限度降低損失蚪腐。
周團(tuán)輝介紹，目前税朴，地面上和太空里都運行著很多望遠(yuǎn)鏡回季，從可見光、射電等不同電磁波段對太陽進(jìn)行觀測正林。歷史上已發(fā)射的和太陽相關(guān)的觀測衛(wèi)星約70顆泡一。國際上不少國家都建立了空間天氣中心，來預(yù)測太陽爆發(fā)及其影響觅廓。如果發(fā)生較大的太陽風(fēng)暴鼻忠，而且這個風(fēng)暴可能沖擊到地球，人類可以通過提前預(yù)警來避免損失杈绸，比如停止航空航天活動帖蔓，衛(wèi)星提前關(guān)機或進(jìn)入保護(hù)模式，空間站的宇航員不出艙瞳脓，甚至可能需要斷開大規(guī)模閉合電路防止超強感應(yīng)電流燒毀線路塑娇。
《科技周刊》記者了解到，中國科學(xué)院紫金山天文臺長期研究太陽活動劫侧，目前在牽頭研制先進(jìn)天基太陽天文臺(ASO-S)衛(wèi)星埋酬，這是我國首顆太陽綜合性觀測衛(wèi)星∩斩埃“ASO-S是國內(nèi)太陽物理界提出的空間項目写妥，2017年底由中國科學(xué)院正式工程立項。紫臺是衛(wèi)星首席科學(xué)家單位劲弦，除了深度參與衛(wèi)星的研制耳标，還負(fù)責(zé)衛(wèi)星的科學(xué)產(chǎn)出∫毓颍”蘇楊說次坡，目前衛(wèi)星處于正樣研制階段呼猪，預(yù)計2022年發(fā)射。其科學(xué)目標(biāo)是“一磁兩暴”砸琅，研究太陽磁場和耀斑宋距、日冕物質(zhì)拋射兩類爆發(fā)現(xiàn)象的起源和本質(zhì)關(guān)聯(lián)。衛(wèi)星搭載了三大科學(xué)載荷：全日面矢量磁像儀症脂、萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡和硬X射線成像儀谚赎。
太陽是一顆普通的恒星，是我們能夠詳細(xì)觀測和研究的唯一樣本诱篷，是我們了解宇宙里眾多恒星的一個重要窗口壶唤。太陽物理學(xué)家一直在關(guān)注太陽上各種豐富的現(xiàn)象，研究其對地球和其他行星造成的影響棕所。只有掌握了其本質(zhì)規(guī)律闸盔，才能有合適的應(yīng)對措施。
