混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑

混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图
混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图1 被称为 AR3006 的太阳黑子区域在其中心附近有一个反向磁极区域,这种现象可能导致太阳耀斑活动增加。 (图片来源:美国宇航局太阳动力学天文台)

一个几乎直接指向地球的太阳黑子混合区域刚刚发出了一次重大的太阳耀斑,这可能在接下来的几天内对电网和通信网络造成严重破坏。

美国宇航局的太阳动力天文台(SDO)几天前首次探测到了指定为AR3006(“AR”代表“活跃区”)的太阳黑子区域;现在该区域位于太阳可见圆盘的中心附近。

SDO 图像显示该区域中心附近的一个点具有与周围区域相反的磁极——这意味着它的磁力线与附近的磁力线指向相反的方向。当不同极性的区域相互作用时,这种不匹配会产生一种不寻常的情况,可能会导致重大干扰,称为“磁重联”。

现在看来,互动已经发生了。地球轨道卫星检测到射电暴,表明在周二(5 月 10 日)美国东部时间上午 9 点(世界时间 1400 点)前不久,AR3006 爆发了 X1.5 级耀斑。由此产生的耀斑令人印象深刻,尽管不一定那么不寻常。

耀斑很可能还引起了日冕物质抛射(CME),发射了一团等离子体,可能在接下来的几天内撞击地球。

根据美国宇航局的说法,太阳耀斑有五类:A、B、C、M 和 X。每一个都比上一个等级强 10 倍,后面跟着一个从 1 到 9 的数字,表示他们在该等级中的实力。

但理论上最大的 X 级耀斑的强度没有限制:有记录以来最强大的耀斑,从 2003 年开始,以 X28 的分类压倒了传感器。

日冕物质抛射

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混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图2 太阳黑子区域 AR3006 几天前首次被发现,现在已经旋转到太阳可见圆盘中心附近,几乎直接指向地球。 (图片来源:美国宇航局太阳动力学天文台)

布鲁塞尔日地卓越中心的通讯专家扬·詹森斯(Jan Janssens)称新的太阳耀斑“令人印象深刻”,该中心负责协调国际上监测太阳的工作。

但是“我对耀斑的强度有点惊讶,因为这一切都只涉及小太阳黑子,”詹森斯在一封电子邮件中告诉 Live Science。

他说,AR3006 是在衰变活动区域的残余物中形成的一小块太阳黑子,但它的混合极性结构意味着它更有可能将能量块捕捉并释放到太空中。

NASA 戈达德太空飞行中心的太阳物理学家、太阳动力学天文台的项目科学家 Dean Pesnell 表示,AR 3006 区域的混合极性并不少见。

“当扭曲的磁场线在喷发前在地表下翻转时,就会发生这种情况,”佩斯内尔在一封电子邮件中告诉 Live Science,并补充说太阳耀斑在磁场如此复杂的地区似乎也更常见。

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混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图4 被称为 AR3006 的太阳黑子区域在其中心附近有一个反向磁极区域,这种现象可能导致太阳耀斑活动增加。 (图片来源:美国宇航局太阳动力学天文台)
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混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图5 美国宇航局的太阳动力学天文台在强大的太阳耀斑发生的大约同一时间记录了这张太阳的合成照片。 AR3006 在太阳圆盘的下部中心可见。 (图片来源:美国宇航局太阳动力学天文台)
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混合的太阳黑子发出强大的太阳耀斑插图6 周二上午 9 点前不久,当太阳动力学天文台拍摄这张波长为 94 埃的太阳照片时,太阳黑子区域 AR3006(中下方)发出了强大的太阳耀斑,等级为 X1.5(图片来源:NASA 太阳动力学天文台)

周二的太阳耀斑还引发了一阵无线电波,表明它伴随着来自太阳的超热等离子体的日冕物质抛射(CME)。

根据 NOAA 的太空天气预报中心的数据,CME 通常以每秒数百英里的速度排放数十亿吨恒星物质。

如果来自最新耀斑的 CME 物质在未来几天内撞击地球,它有可能破坏电网和通信网络,并损坏卫星。

詹森斯指出,目前太阳黑子区域几乎直接指向我们,但随着 AR3006 向太阳可见圆盘的西部边缘旋转,CME 的任何干扰风险将在接下来的几天内减少。

Pesnell 解释说,确定 CME 是否会撞击地球是一个“困难而有趣的计算”,这取决于 CME 灯丝的位置和动力学。佩斯内尔说,虽然这些事件是“太阳能发电机如何运作的线索”,但“我们只看到了发电机的结果,而不是实际的机制。”

“这就像试图通过只看云顶而不知道下面的降水和海洋来了解地球上的水循环,”他说。

磁场

太阳黑子是由太阳外层的磁场扰动引起的,这些扰动暴露了下面稍冷的层。即使是平均太阳黑子也比地球大,最大的可以大很多倍。

尽管太阳黑子和太阳耀斑在 11 年太阳活动周期的峰值附近更频繁地发生,但它们实际上是太阳磁场极性 22 年周期较长的结果。

据美国宇航局称,随着太阳在太空中大约每 27 天旋转一次,它的磁场就会变得纠缠不清。在太阳周期的高峰期,大约每 11 年,太阳的场变得如此复杂,以至于整个恒星突然反转其磁极——相当于地球交换其磁极。

当这种情况发生时,随着缠结的磁场再次解开,太阳黑子活动会下降,直到太阳在太阳活动周期的最低点几乎没有太阳黑子。

但是随着太阳的磁场再次开始纠缠,这个循环又开始了。所以太阳的磁极和以前一样需要22年。

尽管在过去的几个月里,太阳看起来似乎非常活跃,但 Live Science 此前报道称,它的活动与上一个太阳周期期间大致相同,甚至低于之前两个周期的此时。

太阳活动周期的记录始于 1775 年,我们目前正处于第 25 个太阳周期的上升阶段;预计将在 2024 年底或 2025 年初达到峰值。

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