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科学家观测到太阳黑子异常,一场百年难遇的太阳风暴,或将来袭?

大家都知道,太阳是我们太阳系中唯一一颗恒星,它实在是太巨大了,它支配着我们整个太阳系,它的直径是地球的109倍,以体积来看的话,它可以放进去130万个地球,它的质量也极其巨大,是地球的333000倍,占到整个太阳系总质量的99.86%。也就是说剩下的八大行星,彗星,矮行星,小行星带,小天体,加上各种的尘埃物质等等,所有的加在一起竟然也只有0.14%,和太阳的超大质量相比,几乎是可以忽略不计了。这样看来,太阳简直是太大也太重要了,它的任何细小的变化都有可能影响我们地球的生态系统。今天,我们就来聊一下这个太阳系的超级巨无霸“太阳”。

太阳,是我们太阳系的一座巨大的“高热核反应堆”,无时无刻不在通过核聚变产生能量,无间断地向外面爆炸喷发,而且它喷发的量非常恐怖,每一秒,相当于一座珠穆朗玛峰。太阳呢,每秒大概可以产生3.8兆瓦特的能量,人类在它面前显得异常的渺小,太阳一秒钟制造的能源,比所有人类 明用过的能源还要多。如此巨大的能量在眨眼之间瞬间释放,更让人瞠目结舌的是,太阳已经这样燃烧了几十亿年,这个无比巨大的核反应堆在数百万度高温的燃烧下,氢和氦成为了等离子体,猛烈地爆发,抛出致命的辐射风暴。

这里面出现了一个专有名词叫做等离子体,搞清楚这个概念,可以帮你更好地理解太阳。简单地来说,我们最常见的物质形态有三种,分别是:固体、液体还有气体。而等离子体是不同于固体、液体和气体的物质的第四种形态。我们都知道,物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,而原子是由带正电的原子核和围绕着它运动且带负电的电子组成的。当物质被加热到足够高温的时候,外层的电子就会脱离原子核的束缚,成为自由电子,而电子离开原子核束缚的这个过程,我们就把它叫做电离。

这时候的物质就变成什么样了呢?就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的一团均匀的“浆糊”,而这种存在的状态,就叫做等离子体。这种状态在宇宙中是非常常见的,太阳的核,就是这样一种存在,因为它里面太热了,可以达到1500万摄氏度,密度也非常大,是铅的十倍。在如此高的温度和压力下,处于电离状态的氢原子在巨大的压力下飞撞在一起,形成了氦原子。在这个聚合的过程中,原来的原子比新产生的原子质量要稍小,缺失的质量就作为能源释放了出来。

具体的情况,大家可以参考爱因斯坦的质能方程式,这个原子的聚合过程啊,就是我们前面提到的核聚变,每一秒钟它内部呢,都会有六亿吨的氢聚合,产生5.9亿吨的氦,而缺失的500万吨质量呢,就转化成了3.8兆兆瓦特的能量。这个能量有多恐怖呢?相当于10亿个万吨级的氢弹同时爆炸的能量。注意,如此巨大的能量仅仅是来自眨眼的这一秒钟。太阳如此猛烈地爆发,除了中心巨大的引力之外,还得益于另一股神秘的力量,磁力。

我们都知道,我们的地球也有磁场,但是和太阳相比,我们的磁场就显得非常地简单。地球主要有两个磁极,北极和南极,这就是为什么我们在地球上用罗盘可以指示方向的原因。但是相比之下,太阳的磁场要复杂得多,虽然我们肉眼看不到这些磁场,但是通过检测发现,太阳的磁场是一张极其复杂的“ ”,靠着引力结合在了一起。但是与固体的地球不一样,等离子体是无法均匀地旋转,例如等离子体的赤道,旋转一圈大概是25个地球日,而太阳的两极旋转一圈大概是35个地球日,这就叫做“差动自转”。

因为这些等离子体无法均匀地旋转,所以,就造成了磁场的扭曲,内部就拧巴纠缠在了一起。就形成了太阳的奇观“冕环“和“日珥“。这些冕环和日珥,就完美地画出了支持它们的磁场的结构。这些等离子拱门,非常地巨大,每一个都可以把木星那么大的行星给放进去。太阳的磁场是一个非常复杂的 ,在太阳磁场最盘根错节的地方,来自内部的物质不断地被推上来,但是这些被推上来的物质的温度,要比周围物质的温度大概低1000摄氏度。这样就产生了一个什么结果呢?

就是说,在太阳表面的这些位置就会形成黑斑,而这些黑斑只是看起来没有周围明亮而已,所以,我们就称这些黑斑叫做太阳黑子。这些太阳黑子看起来不起眼,就像人脸上的一颗颗小黑痣,但其实每一个太阳黑子,都比地球还要大,这些太阳黑子不仅跟着太阳在旋转,而且它本身也在自转,也正是因为这样,本就已经盘根错节异常扭曲的磁力线,变得更加地异常扭曲了。这种扭曲远远超出你的想象,那如此扭曲的磁力线就意味着巨大的能量,而积蓄着如此巨大的能量,也就意味着潜在的大爆发。

当太阳黑子最终绷不住了,大爆发彻底释放其能量的时候,就会对整个太阳系造成最大的威胁,就是我们所说的太阳耀斑。单个太阳耀斑的爆发能量,相当于地球上100万座火山同时喷发。太阳耀斑大爆发的话,会导致高电荷辐射,等离子冲击太阳的大气层,最终,造成太阳日冕物质以每秒1400公里的极高速被猛烈地抛射出去,其抛射的范围之广,速度之快都是超乎你我想象的。这个过程,就是我们口中的太阳风暴。

这些被抛出的大量的超重粒子,会以极快的速度到达地球,这些风暴,能够引起大气层的电流,巨大的电流会轰击人造卫星和地表的输电线。如果这场太阳风暴足够大的话,那么对于生活在地球上的人类来说,会造成怎样的灾难呢?这就是为什么近些年来,人类要发射很多的探测器和卫星到太阳的原因,美国国家海洋与大气管理局,他们的日常工作就是监控太阳的活动,随着科技的进步,我们对于太阳的认知也越来越深刻,太阳不仅养育了我们,也可以随时毁掉我们,太阳活动中最危险的就是我们前面提到的太阳风暴。

太阳风暴,会产生带电粒子,还好地球有很强的磁场,在地球磁场的牵制下,带电粒子就像是被船头分离的波浪,电离上部的大气呢,让带电粒子沿着磁力线最终呢落进了北极和南极,形成了一种非常漂亮的景象,极光。如此漂亮的景象,竟然是因为太阳妈妈在生气,那我们的邻居火星,就没有我们这么好的运气了。我们都知道,现在的火星是没有一个内在强大磁场的,所以巨大的太阳风暴打过来的时候,它没有办法把风暴带走,所以日复一日,年复一年,火星的大气层就被太阳风暴撞进了太空之中,正是因为缺少相对稳定的磁力场的保护,所以火星的大气层才会变得像今天这样如此地稀薄。

前面我们说了,太阳风暴可能会导致输电线超载,从而达到破坏电压器的风险,同样的人造卫星和通信 络,也存在瘫痪的风险。但是小规模的太阳风暴,它的危害性是比较小的,而且我们现在也可以提前预警,再加上现代有一套应对太阳风暴的措施,所以一般来说,问题不大。但是有一种太阳风暴除外,那就是超大规模的太阳风暴,我们管它叫“完美太阳风暴”。完美的太阳风暴就像是地震和龙卷风一样的天灾,目前人类在它面前几乎可以说是束手无策,还好这样的太阳风暴并不频繁。

上一次发生是在1859年的时候,当年,就是一个巨大的太阳耀斑爆发,一场巨大的太阳风暴席卷而来,当时生活在北纬40度的罗马的人们,竟然都看到了一场绚烂的极光表演,这是人类有记录以来规模最大的一次。幸运的是,这场巨大的太阳风暴发生在1859年,当时受攻击的地球科技只有电 而已,但是进入了高科技时代的我们,已经开始严重依赖电力系统和通信系统,现在的我们还能否承受如此巨大的太阳风暴呢?

1859年的那场太阳风暴如果发生在今天的地球,会使全球瞬间进入无电无 络的瘫痪状态,之前只出现在电影中的世界末日般的即视感会扑面而来。如果发生,维修和恢复需要多久呢?没有人能确切地知道,也许几个小时,也许几天,甚至几个星期也是有可能的。可能会有小伙伴问了,不是说有太阳探测器和卫星之类的,那监测站是不是也可以提前预警?没错,是可以提前预警,但是像1859年那次,它从爆发到飞来地球一共只有18个小时,你就算提前几个小时预警了,在如此强烈的太阳风暴面前,我们能做得可以说是非常有限。不幸中的万幸,是我们已经掌握了太阳黑子的活动周期。

通过对太阳活动长期的监测和研究发现,太阳的磁场每11年会发生一次方向的改变。而就在它转变方向的时候,就在这一瞬间,太阳黑子的数量会急剧地增加,从而导致太阳活动愈发的激烈,我们称这个周期叫做“太阳活动期”。上一次太阳活动期发生在2001年,当时的科学家们发现太阳黑子有些异常,就提前预警了。2012年那次太阳风暴可能会巨大,而且2012年,刚好就和玛雅的末日预言碰上了,所以当时全球都非常紧张。而2012年那次太阳风暴,之所以我们会顺利过关,很可能是跟咱们有效地提前预警有关。

不过在2012年,NASA在预警之后还公布了一段视频,视频中可以清楚地看到一个比地球还要大的物体,在太阳旁边吸收能量,与其说是在吸收能量,倒不如说是它在化解危机,所以民间一直流传着“外星人帮助我们化解2012年太阳风暴”的传说。之后,科学家们其实已经发现,太阳黑子又开始出现异常了,至于科学家们预计的下一次太阳风暴来临的时间是2013年,不过大家也不必过度地担心,因为下一次的太阳风暴来袭,相信“他们”依然会再次拯救我们的。

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