毁灭性的太阳风暴，超出想象的频繁

简介：太阳持续用小型等离子喷射物，即太阳风，炮轰地球。一般而言，地球磁场可以吸收这些电子冲力，在磁场两级产生炫目的极光。但是有时，这些太阳打出来的“喷嚏”足以强到撼动我们整个环境。据研究，被我们熟知为太阳风暴的极端太空天气现象，比我们想象的还要频繁。

像这样强大的风暴足以摧毁我们的卫星和电网，而人类可能每25年就要经历一次。

图解：2013年6月20日晚11:15（美国东部夏季时间），太阳射出了太阳耀斑（左侧），随后喷出了穿过太阳大气层的日冕物质。图源：NASA Goddard

太阳不断用稀疏的等离子束，也就是太阳风轰击地球。通常情况下，行星的磁屏障会吸收这些带电粒子的冲击，并在它们涌向地球磁极时产生极为绚烂的极光。但是每隔一段时间，太阳就会打一个非常强大的“喷嚏”猛烈撞击我们的大气层。

图解：2017年6月25日拍摄于国际空间站的绿色极光 图源：NASA

这些严重的太空天气事件（被称为太阳风暴）压缩了地球的磁屏障，释放大量的能量致盲卫星，破坏了无线电讯号并使整个城市陷入电力中断。发表在《地球物理研究快报》的一项研究表明，它们可能比我们曾经预想的更加普遍。

在这项最新研究中，研究人员分析了一份可以追溯到1868年的地球磁场变化目录，该目录显示了地磁活动的最强峰值与最严重的太阳风暴是同时发生的。他们发现过去150年里有42年都发生了严重的太阳风暴（这些风暴可以干扰卫星、破坏通讯系统），并且在这些年的6年里，或是每隔25年，都发生了最为极端的风暴——造成了非常严重的破坏与干扰的“超级”风暴。

图解：2017年发生的太阳风暴 图源：百度

“我们的研究表明，一场超级风暴的发生会比我们想的更加频繁。”英国南极调查局的一位太空天气研究员，同时也是研究的合著者理查德·霍恩在一份声明中说，“不要被统计数据所误导了，太阳风暴随时都可以发生，而我们根本不知道是在何时。”

来自太阳的袭击

对于这项新研究，研究人员参考了世界上最古老的连续地磁指数，即aa指数。

自1868年以来，该指数记录了地球磁场的变化，这是由位于地球相对两侧的两个研究站所观测到的，一处在澳大利亚，另一处位于英国。每隔3个小时，各研究站的地面传感器就会记录磁场活动的局部变化情况。在结合每站点的日均值后，科学家们就会了解到整个星球上磁场活动的大致情况。

图源

：NASA

由于研究学者仅仅关注过去150年里最为极端的太阳系活动，他们就把重点放在每年记录的地磁峰值的前5%。基于这个数据，学者们将1868年至今地磁活动最严重的10年进行了排列。从最活跃到最不活跃的年份分别是：1921年，1938年，2003年，1946年，1989年，1882年，1941年，1909年，1960年和1958年。

毫不奇怪的是，大多数年份都与强烈的地磁风暴的发生有着莫大的联系。

英国华威大学的天体物理学教授，主要研究作者桑德拉·查普曼通过电邮告知生命科学，她表示，最早的报道与发生在低纬度地区的极光（北极光）以及对电报通讯的破坏有关，随着航空和无线电的广泛运用，各种报道集中在对这些设施

的破坏情况上。

例如，根据一篇2001年发表在《大气与日地物理学》杂志上的报告，1921年5月发生的一场地磁风暴造成了全球范围内的广域无线电和电报中断，导致了至少一名报务员的仪器着火，同时大火还点燃了他的办公室。在比平时低得多的纬度上，人们也可以看到南北极光（在太阳风暴期间增强）。一个天文台声称探测到了萨摩亚岛的南极光，而该地仅位于地磁赤道以南13度。

最近的太阳风暴，例如在2003年万圣节席卷地球的巨大耀斑，干扰了通讯卫星并且导致其它的航天器失控。1989年3月，一场巨大的太阳风暴使加拿大魁北克全省陷入了黑暗，数以百万计的人们在长达12小时之间没有电可以使用。

近20年内，地球都没有遭受过一次超级太阳风暴的袭击（虽然在2012年我们经历了一次大规模的、有潜在性破坏影响的太阳抛射）。

自那时起，我们的世界变得更加网络化，更为依赖卫星。查普曼说，我们还并不太了解下一场超级风暴会对社会产生什么确切的影响。同时她又补充道，像这样的研究会帮助科学家预测强大的太空风暴在给定年份里袭击地球的可能性，这样可以更好地让科学家们做出应对措施。

图解：太阳风暴，日冕物质抛射，拍摄于2002年太阳活动周期的极大期 图源：NASA

当太阳的表面有大量太阳黑子时，强有力的太阳抛射就会更加频繁的发生。在被称为太阳活动极大期的时期内，太阳黑子活动大约在每11年达到峰值。上一次太阳活动极大期发生在2014年。

作者: Brandon Specktor

FY: 菜头

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