“2023年太陽將迎來活動極大年，隨時可能爆發(fā)的太陽風暴除了干擾無線電通信外，還給我們的生活帶來了哪些影響？”

2022年4月，太陽上發(fā)生了一場不尋常的太陽風暴，并形成一個巨大的火峽谷。美國航空航天局太陽動力學天文臺展示了這種巨大的帶電等離子體的噴射畫面。

8月9日，在一次太陽耀斑后，帶電粒子以每秒600公里的速度闖入地球的磁場，引發(fā)極光現(xiàn)象。從緬因州到紐約，美國各州都可以看到北極光?？茖W家們說如果不是我們運氣好，一場更強大的太陽風暴襲擊地球可能會以一場重大的災(zāi)難告終。

太陽風暴在過去至少兩次顯示出它的強大破壞力，2023年太陽活動再次接近其最大值，再次發(fā)生強大等離子體爆發(fā)的可能性大大增加。這些太陽耀斑在過去如何影響我們的星球？2023年我們的太陽活動達到頂峰是否會威脅到地球？

當太陽引力無法阻止高能粒子流時，就會產(chǎn)生太陽風暴?？茖W家們認為這些太陽風暴是從恒星上稱之為冕洞的大黑點爆發(fā)的。雖然太陽離地球很遠，但是拋射物質(zhì)可以在2至6天內(nèi)到達地球，最高能量的粒子甚至可以在2分鐘內(nèi)穿越同樣的距離！

高能粒子中的大多數(shù)被地球磁場重定向到兩極，只有少數(shù)粒子穿透大氣層，并與氣體分子碰撞時發(fā)出射線，導(dǎo)致原子發(fā)光。但有時太陽出現(xiàn)能量大約為10的25次方焦耳的極其強大的耀斑（大約相當于數(shù)百萬顆百兆氫彈），在這樣的太陽風暴期間，等離子體以平時兩倍的速度沖過太空，轟擊地球磁場，導(dǎo)致地磁風暴的形成，并可能導(dǎo)致許多災(zāi)難。

1859年9月2日，英國天文學家理查德-卡林頓觀測到一次巨大的太陽耀斑。18小時后，我們所知道的最強地磁風暴襲擊了地球，整個歐洲和北美的電報通信都停止工作。許多電線桿被燒毀，人們幾乎可以在整個星球上看到極光。1989年3月，當另外一場太陽風暴襲擊地球時，整個加拿大魁北克省陷入黑暗，數(shù)百萬人斷電12小時。

過去科學家們認為這種規(guī)模的太陽風暴發(fā)生的頻率不超過一個世紀一次，但隨后來自華威大學和英國南極調(diào)查局的科學家分析了太陽耀斑的模式。他們發(fā)現(xiàn)強大的磁暴比想象的要頻繁得多，太陽活動大約有11年的周期。在到達頂峰時，太陽會發(fā)展出一種特別劇烈的活動，帶電粒子不斷射向地球。研究人員分析了地球磁場變化的完整目錄，證實地磁活動爆發(fā)與太陽上最強大的爆炸同時發(fā)生。

科學家團隊確定了兩種對地球最危險的事件：強磁超級風暴和最強破壞性特大風暴。前者平均每三年發(fā)生一次。它們會影響依賴天氣的人的健康，通常會導(dǎo)致頭痛、血壓升高和慢性病惡化。但它們不會導(dǎo)致重大的技術(shù)故障。最強破壞性特大風暴要少得多，150多年來，研究人員只統(tǒng)計了6次此類事件。因此，太陽風暴大約每25年在我們的星球上肆虐一次，而在過去的20年沒有發(fā)生過特大風暴?？茖W家們預(yù)計下一次會在不久的將來發(fā)生。2012年，太陽發(fā)生了一次具有潛在危險的爆發(fā)。但當時太陽風暴從另一個方向吹來，幾乎沒有碰到我們的星球。

在下一次巨大的太陽耀斑期間，我們可能就沒那么幸運了。這種情況的確切后果尚無法預(yù)測。我們可以肯定的是整個地球都會出現(xiàn)五顏六色的極光。在它們之中，會有一種特殊的北極光，稱為STEVE。2022年8月的地磁風暴期間，這些極光呈現(xiàn)為紫色且較少見的白色發(fā)光帶?？茖W家們不知道這種光學現(xiàn)象的確切性質(zhì)，但它通常出現(xiàn)在太陽風暴期間。研究人員相信，STEVE不僅僅是天空中的發(fā)光表演，它可能伴隨著特大風暴，并對電子和航空設(shè)備、通信、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和衛(wèi)星造成重大破壞。它甚至可以到達海洋深處，破壞水下通信電纜，導(dǎo)致持續(xù)數(shù)月或更長時間的全球互聯(lián)網(wǎng)災(zāi)難。

盡管如此，與大多數(shù)其他可能的影響，如干旱、洪水、地震和海嘯相比，沒有燈光、電腦和電視似乎微不足道。觀測表明，在太陽活動頻繁且波動劇烈時期，地震的頻率最高。這可能是2004年發(fā)生9.1級地震的原因之一。地震在印度尼西亞引發(fā)巨大的海嘯。印度、泰國、孟加拉國、馬爾代夫群島、斯里蘭卡和索馬里也遭受了這場自然災(zāi)害，超過283000人喪生，另有14000人失蹤，超過100萬人無家可歸。

為了減輕太陽風暴的災(zāi)難性后果，科學家需要有一個預(yù)警系統(tǒng)。幾個包括太陽和日光層觀測站和太陽動力學觀測站的航天器正在研究太陽。它們的數(shù)據(jù)將有助于及時提醒我們關(guān)于恒星上發(fā)生的極端事件。隨著太陽接近其11年的活動高峰，這一點尤為重要。只有在2024年太陽風暴結(jié)束后，我們才能松一口氣?；蛘呶覀兛梢詥?？

最近科學家發(fā)現(xiàn)，一場強大的地磁風暴能夠無視11年的太陽活動周期，在太陽平靜期突然襲擊地球?？茖W家們在我們的過去再次發(fā)現(xiàn)了類似的例子。對格陵蘭島和南極洲下的古代冰樣本進行的一項新研究表明，9200年前一場強度空前的太陽風暴突然襲擊了我們的星球。因此，破壞性的太陽風暴可能會在我們意想不到的時候發(fā)生。

為了避免措手不及，許多政府已宣布空間天氣預(yù)報是科學發(fā)展的優(yōu)先事項。人們對NASA的帕克太陽探測器寄予厚望。探測器現(xiàn)在比以往任何航天器都更接近太陽，這意味著它可以比任何其他航天器更快地發(fā)現(xiàn)日冕發(fā)射。來自帕克太陽探測器的數(shù)據(jù)將幫助科學家更準確地跟蹤太陽風暴形成區(qū)域。NASA和歐洲航天局也在2020年發(fā)射了太陽軌道探測器，它現(xiàn)在在橢圓軌道上運行，最近點距離太陽表面4200萬公里。探測器已經(jīng)將這顆恒星令人難以置信的圖像發(fā)回地球。其中一些顯示出許多移動的小亮點和奇怪的暗物體。這些是被科學家稱為“營火”的微型等離子噴發(fā)。

與此同時，其他研究人員正在尋找保護地球免受太空影響的方法。最近日本國家研究所的發(fā)明家Fusion Science開發(fā)了一個人工地磁場項目。根據(jù)地球物理學家的說法，在過去的150年里，地球自身的磁場已經(jīng)變薄了大約10%。將來有一天它可能無法承受高度加速的帶電太陽粒子的爆發(fā)?？茖W家建議發(fā)射12個環(huán)地球的超導(dǎo)環(huán)來保護地球磁場。

但也許我們不需要建造地球周圍的任何保護結(jié)構(gòu)，因為它們已經(jīng)存在。美國宇航局的太空探測器發(fā)現(xiàn)了一種人造屏障環(huán)繞地球。它是由人類極低頻無線電波與宇宙粒子的相互作用而形成的。人造屏障是使用范艾倫探測器發(fā)現(xiàn)的，該探測器旨在研究地球周圍空間中的電子和離子。通常，來自射電望遠鏡的極低頻信號用于與深海中的潛艇通信。根據(jù)NASA科學家的說法，這些信號形成了一個看起來包圍地球的巨大能量氣泡。它的外層幾乎完全延伸到范艾倫輻射帶的內(nèi)邊緣。這些帶收集帶電的太陽風粒子，這些粒子隨后會攻擊行星的磁層。研究人員表示，如果沒有氣泡，輻射帶邊界將比現(xiàn)在更接近地球。

在1960年代，當?shù)皖l通信不太普遍時，范艾倫輻射帶的內(nèi)邊界與行星表面的距離要小得多。你認為這種“盾牌”能保護我們免受最可怕的太陽風暴的影響嗎？還是我們應(yīng)該考慮其他更可靠的自衛(wèi)方式？歡迎在評論區(qū)告訴我們。