耀斑科普知识：耀斑，来自太阳的不速之客

耀斑科普知识：耀斑，来自太阳的不速之客

　　几年前，山东石岛太阳射电望远镜观测到了太阳射电暴过程，太阳爆发强耀斑，级别为X1.1级，引起电离层短波吸收增强，我国全境短波通信受到显著影响。对于这次耀斑事件产生的影响，国家空间天气监测预警中心工程师王传宇表示，“这种强度的太阳耀斑还是比较普遍的，不会给日常生活带来太大的干扰，大家不必紧张。

　　其实，这并不是太阳耀斑最早出现的记录。早在1859年，两位英国的天文学家分别用高倍望远镜观察太阳。他们同时在一大群形态复杂的黑子群附近，看到了一大片明亮的闪光发射出耀眼的光芒。这片光掠过黑子群，亮度缓慢减弱，直至消失。这就是太阳上最为强烈的活动现象——耀斑。

　　神秘的太阳耀斑及其暴发

　　在科技不发达的时代，太阳耀斑及其出现，围绕这一现象曾经有着许多神秘故事，其中与“玛雅预言”有关的传说最为引人注目。根据此预言，根据玛雅预言所说，太阳纪只有五个循环，一但太阳经历过5次循环，地球就要毁灭。而第五太阳纪开始于公元前3113年，历经玛雅大周期5125年后，就在公元2012年12月22日前后结束。此外，宗教经文(比如《圣经》)说到：我们即将迎接宣判日的到来，充满了火焰和硫磺石,离我们最近的恒星将给我们带来难以想象的酷热!

　　传说综归传说，是与当时人们对事物认识的局限性密切要关的，不足以采信。科学研究表明，太阳耀斑是在太阳的色球和日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动。太阳上的等离子被加热至一千万度，电子、质子及一些重离子被加速到接近光速。这些离子发出的电磁波波段由电磁波谱上的长波微波至最短波长的γ射线。大部份耀斑都出现在太阳活跃的区域如黑子附近，即是太阳表面磁场线露出日冕的部份。耀斑的能量主要来自于日冕突然释放的磁能。耀斑出现后，可以观察到亮度突然增加，射电波、紫外线、X射线流量也会猛增，有时还会发射高能的γ射线和高能带电粒子。耀斑所放出的X射线及紫外,可影响地球大气层中的电离层，破坏人类的电磁通讯。

　　太阳耀斑对人类生产生活的影响

　　太阳耀斑分为A、B、C、M、X五级，强度依次增加。其中M、X级耀斑爆发会给近地空间环境带来显著的影响。3月出爆发的即为X级耀斑

　　耀斑对地球空间环境造成很大影响。太阳色球层中一声爆炸，地球大气层即刻出现缭绕余音。耀斑爆发时，发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时，将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。2003年10月底11月初，一场有记录以来最大的太阳耀斑爆发，国际空间站的宇航员不得不到空间站上防护相对较好的服务舱中寻求庇护。在地球上，瑞典南部的5万户居民还是短暂地失去了电力供应。

　　当耀斑辐射来到地球附近时，与大气分子发生剧烈碰撞，破坏电离层，使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信，以及电视台、电台广播，会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用，产生极光，并干扰地球磁场而引起磁暴。这里还有一个“悲惨”的故事。二战期间的某一天，德国前线战事吃紧，后方德军司令部报务员布鲁克突然发现无线电台耳机里的声音没有了。检查机器，电台完整无损，拨动旋钮，改变频率，仍然无济于事。结果，前线失去联系，陷入一片混乱，战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。他仰天呼喊“冤枉!冤枉!”实际上，后来查清这次无线电中断，“罪魁祸首”就是耀斑。

　　此外，耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。通过分析太阳射电暴过程中不同波段的通量变化，对于空间天气预报员判断太阳风暴强度、运动速度等参数，进而预测地球空间环境受到的影响起着无可替代的作用。正因为如此，人们对耀斑爆发的探测和预报的关切程度与日俱增，正在努力揭开耀斑迷宫的奥秘。

　　我国初步具备耀斑观测及相关能力

　　早在2010年初，由中国家气象局等部门共同投资近250万元建设的我国第一座太阳光球色球观测项目就已在石岛建成。项目位于石岛湾石岛气象台新址，主要在浅海礁石上建设一座太阳光球色球望远镜观测塔，安装相应的观测设备和观测数据采集、处理系统，开展空间天气观测业务，建立观测站与国家空间天气监测预警中心的数据通讯链路，为国家空间天气业务的开展提供支撑。

　　其建成，将实现对空间天气源头太阳的地基监测，提升对空间天气的实时监测能力，为国家不同部门开展空间天气业务服务提供信息支撑，特别是对载人航天、卫星发射等具有十分显著的作用。

　　山东石岛的太阳射电望远镜在投入业务运行以来，在空间天气预报业务中发挥着重要的作用，并在“天宫一号”、“神舟八号”服务中做出了贡献。随着太阳活动高年即将到来，作为国家空间天气监测预警中心的主力监测设备，石岛太阳射电望远镜将承担起更为艰巨的重任。

　　(文/孙彦)

本文为原创文章，版权归作者所有，未经授权不得转载!

　　【作者：孙彦(微信公众号：鲁小象)】