太陽(yáng)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(yáng)往往代表著生命、活力等。然而,太陽(yáng)上時(shí)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(shí)到太陽(yáng)黑子與其自身活動(dòng)、地球環(huán)境之間的密切關(guān)系,監(jiān)測(cè)太陽(yáng)黑子便成為了天文學(xué)家的“日常”。
近日,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,一位天文愛(ài)好者觀測(cè)到太陽(yáng)上出現(xiàn)一個(gè)火星大小的巨大黑子,它被認(rèn)為在未來(lái)幾天可能會(huì)逐漸增大,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑。
太陽(yáng)黑子如何出現(xiàn)又如何消失?為何太陽(yáng)黑子會(huì)“成長(zhǎng)”?火星大小的太陽(yáng)黑子對(duì)地球是否會(huì)產(chǎn)生影響?帶著這些疑問(wèn),科技日?qǐng)?bào)記者采訪了中國(guó)科學(xué)院太陽(yáng)活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目研究員李婷。
一切要從磁場(chǎng)說(shuō)起
太陽(yáng)黑子從何而來(lái)?
世界上公認(rèn)首次明確的太陽(yáng)黑子記錄出現(xiàn)于公元前28年?!稘h書(shū)·五行志》記載,“成帝河平元年三月乙未,日出黃,有黑氣,大如錢(qián),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(kāi)始系統(tǒng)性地觀測(cè)太陽(yáng)黑子。
“太陽(yáng)黑子是具有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁流管從太陽(yáng)光球?qū)酉赂‖F(xiàn)上來(lái)而形成的。”李婷表示。太陽(yáng)黑子出現(xiàn)的區(qū)域是太陽(yáng)光球?qū)哟艌?chǎng)最為密集的區(qū)域,磁場(chǎng)、太陽(yáng)黑子所伴隨的活動(dòng)區(qū)域形成了太陽(yáng)耀斑等劇烈爆發(fā)活動(dòng)的主要場(chǎng)所。
太陽(yáng)黑子之所以被稱為黑子,是由于其強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)等離子體對(duì)流的抑制作用,使得其活動(dòng)區(qū)域比周?chē)h(huán)境溫度更低,所以顯得更暗。
毫無(wú)疑問(wèn),磁場(chǎng)是研究太陽(yáng)黑子的關(guān)鍵“鑰匙”。太陽(yáng)黑子的“出生”源于太陽(yáng)磁場(chǎng),它的“死亡”也離不開(kāi)磁場(chǎng)。李婷表示,太陽(yáng)黑子的消失是由于磁場(chǎng)逐漸變?nèi)酰入x子體對(duì)流不再受到強(qiáng)磁場(chǎng)的抑制,從而逐漸消失。
在此次觀測(cè)中,研究人員推斷出這一火星大小的太陽(yáng)黑子還將持續(xù)增大并很有可能引發(fā)強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑。
為何研究人員會(huì)有此推測(cè)?李婷表示,太陽(yáng)黑子的變大和其活動(dòng)區(qū)域的磁場(chǎng)持續(xù)浮現(xiàn)有關(guān)。如果該區(qū)域有持續(xù)不斷的磁場(chǎng)浮現(xiàn),為黑子提供“食物”,黑子就會(huì)變大。通常認(rèn)為黑子越大,儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量越高,產(chǎn)生大耀斑的可能性也越大,就越有可能對(duì)地球和人類活動(dòng)造成影響。
火星大小的黑子聽(tīng)起來(lái)足夠“駭人聽(tīng)聞”,是否會(huì)對(duì)地球造成巨大的影響呢?李婷表示,其實(shí)火星大小的黑子并不罕見(jiàn),在黑子個(gè)頭中,還算不上數(shù)。在剛結(jié)束的第24太陽(yáng)活動(dòng)周期,從2014年10月17日至30日,太陽(yáng)日面上12192活動(dòng)區(qū)就出現(xiàn)過(guò)一個(gè)周期內(nèi)最大的黑子,其直徑約為木星直徑大小,也就是說(shuō),這個(gè)“大塊頭”直徑是此次觀測(cè)到的太陽(yáng)黑子的300到400倍,火星大小的太陽(yáng)黑子的確有點(diǎn)“不夠看”。
而且,伴隨著大活動(dòng)的太陽(yáng)黑子通常“成群結(jié)隊(duì)”地出現(xiàn),此次研究中的活動(dòng)區(qū)比較小,所以只出現(xiàn)了單個(gè)太陽(yáng)黑子,是否會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的耀斑爆發(fā)事件,還需要對(duì)其持續(xù)觀測(cè),才能做出進(jìn)一步判斷。
多因素決定黑子“影響力”
據(jù)報(bào)道,此次觀測(cè)到的太陽(yáng)黑子正在朝向地球,一個(gè)火星大小的太陽(yáng)黑子“看向”地球,的確會(huì)讓人感到有些不安。
李婷表示,其實(shí)黑子本身沒(méi)有方向,通常說(shuō)的“朝向地球”,其實(shí)是指來(lái)自太陽(yáng)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(shí)有可能會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生危害。
那么什么樣的太陽(yáng)黑子會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生致命威脅呢?李婷表示,這個(gè)問(wèn)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(huì)產(chǎn)生大耀斑,還要取決于黑子的磁場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等很多因素。
但可別小瞧了這些“黑痣”,太陽(yáng)黑子預(yù)示著太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)弱,而且源于太陽(yáng)黑子本身的爆發(fā)活動(dòng)就可能會(huì)對(duì)人類的儀器、設(shè)備等造成損害,如果爆發(fā)活動(dòng)足夠強(qiáng)且其伴隨的物質(zhì)拋射方向正好對(duì)著人類探測(cè)器,就可能導(dǎo)致探測(cè)器的電子器件被破壞,影響人類未來(lái)探月、探火計(jì)劃的實(shí)施。
不僅如此,太陽(yáng)黑子的長(zhǎng)期演化過(guò)程,也反映了來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的磁場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)制。通過(guò)研究太陽(yáng)黑子的演化,不但可以更好地預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)周期、了解太陽(yáng)長(zhǎng)期演化機(jī)制,更是對(duì)研究人類探測(cè)活動(dòng)以及日地空間環(huán)境具有重要意義。(記者陳曦)
關(guān)鍵詞: 火星大小黑子
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