耀斑科普知識：耀斑，來自太陽的不速之客

耀斑科普知識：耀斑，來自太陽的不速之客

　　幾年前，山東石島太陽射電望遠鏡觀測到了太陽射電暴過程，太陽爆發強耀斑，級別為X1.1級，引起電離層短波吸收增強，我國全境短波通信受到顯著影響。對于這次耀斑事件產生的影響，國家空間天氣監測預警中心工程師王傳宇表示，“這種強度的太陽耀斑還是比較普遍的，不會給日常生活帶來太大的干擾，大家不必緊張。

　　其實，這并不是太陽耀斑最早出現的記錄。早在1859年，兩位英國的天文學家分別用高倍望遠鏡觀察太陽。他們同時在一大群形態復雜的黑子群附近，看到了一大片明亮的閃光發射出耀眼的光芒。這片光掠過黑子群，亮度緩慢減弱，直至消失。這就是太陽上最為強烈的活動現象——耀斑。

　　神秘的太陽耀斑及其暴發

　　在科技不發達的時代，太陽耀斑及其出現，圍繞這一現象曾經有著許多神秘故事，其中與“瑪雅預言”有關的傳說最為引人注目。根據此預言，根據瑪雅預言所說，太陽紀只有五個循環，一但太陽經歷過5次循環，地球就要毀滅。而第五太陽紀開始于公元前3113年，歷經瑪雅大周期5125年后，就在公元2012年12月22日前后結束。此外，宗教經文(比如《圣經》)說到：我們即將迎接宣判日的到來，充滿了火焰和硫磺石,離我們最近的恒星將給我們帶來難以想象的酷熱!

　　傳說綜歸傳說，是與當時人們對事物認識的局限性密切要關的，不足以采信。科學研究表明，太陽耀斑是在太陽的色球和日冕過渡層中發生的一種局部輻射突然增加的太陽活動。太陽上的等離子被加熱至一千萬度，電子、質子及一些重離子被加速到接近光速。這些離子發出的電磁波波段由電磁波譜上的長波微波至最短波長的γ射線。大部份耀斑都出現在太陽活躍的區域如黑子附近，即是太陽表面磁場線露出日冕的部份。耀斑的能量主要來自于日冕突然釋放的磁能。耀斑出現后，可以觀察到亮度突然增加，射電波、紫外線、X射線流量也會猛增，有時還會發射高能的γ射線和高能帶電粒子。耀斑所放出的X射線及紫外,可影響地球大氣層中的電離層，破壞人類的電磁通訊。

　　太陽耀斑對人類生產生活的影響

　　太陽耀斑分為A、B、C、M、X五級，強度依次增加。其中M、X級耀斑爆發會給近地空間環境帶來顯著的影響。3月出爆發的即為X級耀斑

　　耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸，地球大氣層即刻出現繚繞余音。耀斑爆發時，發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。2003年10月底11月初，一場有記錄以來最大的太陽耀斑爆發，國際空間站的宇航員不得不到空間站上防護相對較好的服務艙中尋求庇護。在地球上，瑞典南部的5萬戶居民還是短暫地失去了電力供應。

　　當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信，以及電視臺、電臺廣播，會受到干擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產生極光，并干擾地球磁場而引起磁暴。這里還有一個“悲慘”的故事。二戰期間的某一天，德國前線戰事吃緊，后方德軍司令部報務員布魯克突然發現無線電臺耳機里的聲音沒有了。檢查機器，電臺完整無損，撥動旋鈕，改變頻率，仍然無濟于事。結果，前線失去聯系，陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉!冤枉!”實際上，后來查清這次無線電中斷，“罪魁禍首”就是耀斑。

　　此外，耀斑對氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響。通過分析太陽射電暴過程中不同波段的通量變化，對于空間天氣預報員判斷太陽風暴強度、運動速度等參數，進而預測地球空間環境受到的影響起著無可替代的作用。正因為如此，人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增，正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。

　　我國初步具備耀斑觀測及相關能力

　　早在2010年初，由中國家氣象局等部門共同投資近250萬元建設的我國第一座太陽光球色球觀測項目就已在石島建成。項目位于石島灣石島氣象臺新址，主要在淺海礁石上建設一座太陽光球色球望遠鏡觀測塔，安裝相應的觀測設備和觀測數據采集、處理系統，開展空間天氣觀測業務，建立觀測站與國家空間天氣監測預警中心的數據通訊鏈路，為國家空間天氣業務的開展提供支撐。

　　其建成，將實現對空間天氣源頭太陽的地基監測，提升對空間天氣的實時監測能力，為國家不同部門開展空間天氣業務服務提供信息支撐，特別是對載人航天、衛星發射等具有十分顯著的作用。

　　山東石島的太陽射電望遠鏡在投入業務運行以來，在空間天氣預報業務中發揮著重要的作用，并在“天宮一號”、“神舟八號”服務中做出了貢獻。隨著太陽活動高年即將到來，作為國家空間天氣監測預警中心的主力監測設備，石島太陽射電望遠鏡將承擔起更為艱巨的重任。

　　(文/孫彥)

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　　【作者：孫彥(微信公眾號：魯小象)】