太陽黑子從何而來?一切要從磁場說起
- 科技日報
- 2020-09-01 11:48:09
太陽上出現(xiàn)火星大小黑子,可能產(chǎn)生強(qiáng)烈耀斑影響地球?專家指出——
火星大小黑子不罕見 對地影響尚難判斷
天聞頻道
太陽帶給人類光和熱量,是地球生命存在的基本條件,在人們的印象中,太陽往往代表著生命、活力等。然而,太陽上時而出現(xiàn)的“黑痣”卻被古人認(rèn)為是災(zāi)禍的征兆。隨著科技的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識到太陽黑子與其自身活動、地球環(huán)境之間的密切關(guān)系,監(jiān)測太陽黑子便成為了天文學(xué)家的“日常”。
近日,據(jù)國外媒體報道,一位天文愛好者觀測到太陽上出現(xiàn)一個火星大小的巨大黑子,它被認(rèn)為在未來幾天可能會逐漸增大,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的太陽耀斑。
太陽黑子如何出現(xiàn)又如何消失?為何太陽黑子會“成長”?火星大小的太陽黑子對地球是否會產(chǎn)生影響?帶著這些疑問,科技日報記者采訪了中國科學(xué)院太陽活動重點(diǎn)實驗室項目研究員李婷。
一切要從磁場說起
太陽黑子從何而來?
世界上公認(rèn)首次明確的太陽黑子記錄出現(xiàn)于公元前28年。《漢書·五行志》記載,“成帝河平元年三月乙未,日出黃,有黑氣,大如錢,居日中央。”直到1610年,伽利略發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡,人們才開始系統(tǒng)性地觀測太陽黑子。
“太陽黑子是具有強(qiáng)磁場的磁流管從太陽光球?qū)酉赂‖F(xiàn)上來而形成的。”李婷表示。太陽黑子出現(xiàn)的區(qū)域是太陽光球?qū)哟艌鲎顬槊芗膮^(qū)域,磁場、太陽黑子所伴隨的活動區(qū)域形成了太陽耀斑等劇烈爆發(fā)活動的主要場所。
太陽黑子之所以被稱為黑子,是由于其強(qiáng)磁場對等離子體對流的抑制作用,使得其活動區(qū)域比周圍環(huán)境溫度更低,所以顯得更暗。
毫無疑問,磁場是研究太陽黑子的關(guān)鍵“鑰匙”。太陽黑子的“出生”源于太陽磁場,它的“死亡”也離不開磁場。李婷表示,太陽黑子的消失是由于磁場逐漸變?nèi)?,等離子體對流不再受到強(qiáng)磁場的抑制,從而逐漸消失。
在此次觀測中,研究人員推斷出這一火星大小的太陽黑子還將持續(xù)增大并很有可能引發(fā)強(qiáng)烈的太陽耀斑。
為何研究人員會有此推測?李婷表示,太陽黑子的變大和其活動區(qū)域的磁場持續(xù)浮現(xiàn)有關(guān)。如果該區(qū)域有持續(xù)不斷的磁場浮現(xiàn),為黑子提供“食物”,黑子就會變大。通常認(rèn)為黑子越大,儲存的磁場能量越高,產(chǎn)生大耀斑的可能性也越大,就越有可能對地球和人類活動造成影響。
火星大小的黑子聽起來足夠“駭人聽聞”,是否會對地球造成巨大的影響呢?李婷表示,其實火星大小的黑子并不罕見,在黑子個頭中,還算不上數(shù)。在剛結(jié)束的第24太陽活動周期,從2014年10月17日至30日,太陽日面上12192活動區(qū)就出現(xiàn)過一個周期內(nèi)最大的黑子,其直徑約為木星直徑大小,也就是說,這個“大塊頭”直徑是此次觀測到的太陽黑子的300到400倍,火星大小的太陽黑子的確有點(diǎn)“不夠看”。
而且,伴隨著大活動的太陽黑子通常“成群結(jié)隊”地出現(xiàn),此次研究中的活動區(qū)比較小,所以只出現(xiàn)了單個太陽黑子,是否會出現(xiàn)強(qiáng)烈的耀斑爆發(fā)事件,還需要對其持續(xù)觀測,才能做出進(jìn)一步判斷。
多因素決定黑子“影響力”
據(jù)報道,此次觀測到的太陽黑子正在朝向地球,一個火星大小的太陽黑子“看向”地球,的確會讓人感到有些不安。
李婷表示,其實黑子本身沒有方向,通常說的“朝向地球”,其實是指來自太陽黑子所在區(qū)域的日冕物質(zhì)拋射的方向,如果日冕物質(zhì)拋射的方向朝向地球,確實有可能會對地球產(chǎn)生危害。
那么什么樣的太陽黑子會對地球產(chǎn)生致命威脅呢?李婷表示,這個問題比較復(fù)雜。雖然越大的黑子產(chǎn)生大耀斑的可能性越大,但這并不意味著大黑子就一定會產(chǎn)生大耀斑,還要取決于黑子的磁場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等很多因素。
但可別小瞧了這些“黑痣”,太陽黑子預(yù)示著太陽活動的強(qiáng)弱,而且源于太陽黑子本身的爆發(fā)活動就可能會對人類的儀器、設(shè)備等造成損害,如果爆發(fā)活動足夠強(qiáng)且其伴隨的物質(zhì)拋射方向正好對著人類探測器,就可能導(dǎo)致探測器的電子器件被破壞,影響人類未來探月、探火計劃的實施。
不僅如此,太陽黑子的長期演化過程,也反映了來自太陽內(nèi)部的磁場發(fā)動機(jī)機(jī)制。通過研究太陽黑子的演化,不但可以更好地預(yù)測太陽活動周期、了解太陽長期演化機(jī)制,更是對研究人類探測活動以及日地空間環(huán)境具有重要意義。
本報記者 陳 曦
關(guān)鍵詞: 太陽黑子
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