太陽的活動并不是一成不變,它會隨著時間發(fā)生變化,呈現(xiàn)出不同的活動水平,這種變化就叫做太陽活動周期,大約每11年重復(fù)一次,在這個周期中,太陽會從活動水平最低的“極小期”到活動水平最高的“極大期”,然后再逐漸回落到“極小期”,進而完成一次循環(huán)。
目前,我們正處于第25個太陽活動周期,它從2019年底月開始,當時科學(xué)家們預(yù)測這個周期的極大期應(yīng)該在2025年出現(xiàn),但隨著時間的推移,科學(xué)家逐漸意識到這樣的預(yù)測似乎并不準確,因為種種跡象表明,太陽的活動水平比預(yù)期的提高得更快,也就是說,太陽即將迎來極大期。
(資料圖片僅供參考)
例如,觀察到的太陽黑子數(shù)量比預(yù)測的要多得多,2022年12月,太陽就突破了過去8年以來的黑子數(shù)量峰值,在此之后,太陽黑子的數(shù)量仍然在不斷攀升,到了2023年1月,觀察到的太陽黑子數(shù)量已經(jīng)達到了預(yù)測值的兩倍多(143個對比63個),而且在接下來的幾個月里也保持了很高的水平,迄今為止,觀察到的太陽黑子數(shù)量已經(jīng)連續(xù)27個月超過了預(yù)測的數(shù)量。
(↑2022年12月份的兩個主要太陽黑子群在太陽表面移動的延時圖像)
除了太陽黑子之外,太陽耀斑的觀測數(shù)據(jù)也表明太陽極大期快要到來了。簡單來講,太陽耀斑是指在太陽表面局部區(qū)域突然和大規(guī)模的能量釋放過程,按照釋放能量從小到大的順序,太陽耀斑可分為A、B、C、M和X五個等級,每兩個等級之間的能量相差1個數(shù)量級。
觀測數(shù)據(jù)顯示,在2022年的時候,C級和M級的太陽耀斑數(shù)量比2021年多了5倍,并且最強大的X級耀斑數(shù)量還在逐年增加,僅僅是2023年的上半年,X級耀斑的數(shù)量就達到了8次,與之相比,2022年全年的X級耀斑的數(shù)量卻只有7次。
當太陽耀斑出現(xiàn)的時候,會釋放出強大的太陽風(fēng),往往還會伴隨著巨大的、快速移動的等離子粒子云,這被稱為日冕物質(zhì)拋射(CME),太陽耀斑的等級越高,太陽風(fēng)和日冕物質(zhì)拋射的威力就越大,它們會一定程度地破壞地球的磁場,進而引發(fā)地磁風(fēng)暴。
科學(xué)家表示,2023年上半年出現(xiàn)的地磁風(fēng)暴也比去年的更多,特別是在2023年3月24日,一次強烈的日冕物質(zhì)拋射毫無預(yù)警地襲擊了地球,引發(fā)了近六年來最強大的地磁風(fēng)暴,在地球上空造成了大范圍的極光現(xiàn)象,并導(dǎo)致了地球大氣熱層頂?shù)臏囟冗_到了近20年來的峰值。
除此之外,2023年上半年還出現(xiàn)了一些罕見的太陽現(xiàn)象,比如說2月2日,在太陽北極出現(xiàn)了一個巨大的極地渦旋,3月9日,一道高達10萬公里的“等離子體瀑布”從太陽北極附近區(qū)域升起又落回去,3月15日至18日期間,太陽表面還刮起了一場持續(xù)了3天之久的巨型“龍卷風(fēng)”,其峰值高度達到了大約萬公里。
總而言之,上述的種種跡象都表明,太陽極大期快要來了,這意味著什么呢?科學(xué)家認為,這意味著在本次太陽活動周期中,太陽極大期很可能來得比之前預(yù)測的更早,與之對應(yīng)的是,太陽風(fēng)暴也可能更猛烈,而我們?nèi)祟惖娜粘I钍艿接绊懙母怕室矔绕綍r更高一些。
當太陽上爆發(fā)劇烈的活動時,會通過電磁輻射、太陽風(fēng)以及日冕物質(zhì)拋射等方式,釋放出比平常高得多的能量,進而在日地空間引發(fā)一系列的強烈擾動,這樣的現(xiàn)象通常被稱為“太陽風(fēng)暴”。
科學(xué)家認為,太陽風(fēng)暴會不會影響到我們,主要取決于它們是否會擊中地球,畢竟它們必須在正確的時間指向正確的方向,根據(jù)過去的經(jīng)驗,此次太陽極大期可能會持續(xù)一到兩年,而在此期間,由于太陽的活動水平相對很高,太陽風(fēng)暴撞上地球的可能性就將會比平時更高。
如果一個太陽風(fēng)暴擊中了地球,它就會使地球上層大氣電離,并干擾無線電和衛(wèi)星信號,而一場大的太陽風(fēng)暴則可以讓半個地球暫時失去長距離無線電和全球定位系統(tǒng)的連接,此外,強烈的太陽風(fēng)暴還可以產(chǎn)生地面電流,這些電流可能會損壞人類的一些基礎(chǔ)設(shè)施,比如電網(wǎng)或鐵路線。
過去的研究還發(fā)現(xiàn),太陽風(fēng)暴可以干擾地球上的那些依靠地球磁場線導(dǎo)航的動物的遷徙路線,還可能會使大氣層頂被電離的大氣變得更密集,進而對繞地球運行的衛(wèi)星造成額外的阻力,令其偏離甚至脫離原有的運行軌道,而與過去相比,現(xiàn)在衛(wèi)星的數(shù)量也要多很多,這就增加了衛(wèi)星在太陽極大期時發(fā)生碰撞或脫軌的風(fēng)險。
根據(jù)科學(xué)家的估算,此次太陽極大期可能會在2023年底就會正式開始,不過我們也不必為此太過擔(dān)憂,因為盡管我們目前無法直接阻止一個猛烈的太陽風(fēng)暴的襲擊,但我們只要事先做好觀測,就可以提前做好準備,比如說提前改變衛(wèi)星軌道、關(guān)閉較為脆弱的基礎(chǔ)設(shè)施等,這樣就可以避免出現(xiàn)較大的損失,所以未來我們應(yīng)該開展更多的太陽觀測工作,以期獲得更準確、更及時的太陽動態(tài)。
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