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SDO觀測衛星揭示太陽最新狀態

SDO


SDO觀測衛星揭示太陽最新狀態

SDO拍攝到的日冕物質拋射圖
"雖然太陽是我們生活中最常見的星體，但人類還從來沒有如此細致地看到過太陽表面的活動 。而自1985年以來 ， 所有可能造成全球變暖的太陽因素都朝著相反的方向發展 。"
【SDO觀測衛星揭示太陽最新狀態】嘆為觀止的影像
4月下旬，互聯網上出現一批太陽的特寫照片，照片上的太陽烈焰四射，很不安寧，與春季里人們感受到的發出溫和光線的太陽判若云泥 。
太陽突然變得暴戾起來了嗎？其實不是 。這些照片來自于美國宇航局(NASA)新發射的太陽觀測衛星“太陽動力學天文臺”(SDO)，它們是迄今獲得的最為震撼的太陽照片 。雖然太陽是我們生活中最常見到的星體，但人類還從來沒有如此細致地看到過太陽表面的活動 。
SDO于今年2月11日發生升空 ， 運行在36000千米的地球同步軌道，運行壽命為五年 。它搭載了三部研究太陽的儀器，能夠不間斷地對太陽進行觀測，照片的清晰度是一臺高清電視的10倍 。
這三部儀器分別是日震和磁場成像器、大氣成像裝置、極紫外測變實驗裝置 。其中日震和磁場成像器使用所謂“日震學”的方法來研究太陽內部的構造 。就像是地震學家通過地震數據來研究地球內部結構一樣 ， 天體物理學家利用聲波來達到相似的目的 。
4月8日，SDO觀測到了一次太陽活動 。編號1060的太陽黑子釋放了一個小型耀斑 ， 耀斑發出的激波在整個太陽上傳播 。SDO的照片清楚地顯示出太陽大氣中的環形磁力線結構(磁環)在激波經過時前后擺動 。后來，激波消失在太陽圓面的邊緣 。但事情并沒有結束 ， 四個小時之后，在距離耀斑發生位置20萬千米的地方，一個大型的日珥拋射出來 。
科學家認為 ， 這個日珥的出現并不是一個偶然事件 。激波傳播的時候，會破環它所遇到的磁場的穩定性，支撐日珥的磁場被激波打亂了，才出現了這次拋射 。
“一次看起來并不大的耀斑在傳播的中途引發一次大質量的日珥拋射，這是一種之前未曾預料到的聯系 。當人們充分理解這種現象之后 ， 在空間天氣的預報上可能會出現重要進展 。”美國宇航局的一篇文章評論說 。
SDO項目的科學家認為，SDO在人類認識太陽方面帶來的革新將如同哈勃太空望遠鏡為天體物理學帶來的變革 。目前SDO仍然處在調試階段，5月中旬之后將會每日更新太陽照片 。
在第一批發表的照片和視頻中，太陽的表面向外噴射出的物質就像是一條條的火龍 。這種現象叫做“日冕物質拋射”，它是巨大的、攜帶磁力線的泡沫狀氣體，在幾個小時中被從太陽拋射出來的過程 。一次日冕物質拋射所拋出的物質的量相當于密西西比河整條河的水量 。該現象發生的時候，氣體物質在短短一秒鐘之內被加速到時速一百萬英里 。
來自太陽的風暴
太陽是對地球上的環境和生命影響最大的天體 。天文學家們也一直好奇于太陽活動在地球上究竟會產生怎樣的影響 。
英國18世紀的天文學家威廉·赫歇爾就曾研究過太陽黑子的多寡與小麥價格之間的關系 。他發現，在英國，如果某年太陽上出現的黑子比較多 ， 那一年的小麥收成就會很好，由此小麥的價格也會比較低 。
英國《新科學家》雜志幻想過這樣的景象：2012年9月22日的午夜 ， 曼哈頓的夜空中出現搖曳的彩光 。紐約人幾乎從沒有在如此靠南的緯度上看到過極光 。但沒待他們在這罕見的美景中沉浸多久，電燈泡開始明暗閃爍，突然暴亮一下之后便熄滅了 。90秒鐘之后 ， 美國東部全部斷電 。
一年之后，“歐洲、斯堪的納維亞、中國和日本也在努力從這次事件中恢復元氣 ， 它是一次強烈的風暴，來自1.5億千米之外的太陽表面” 。
這番幻想盡管聽上去十分夸張，但如果美國科學院2008年的報告《惡劣空間天氣事件——理解社會和經濟沖擊》是正確的，那么類似的場景便是有可能發生的 。
太陽風暴攜帶了大量的帶電粒子，這些帶電粒子到達地球后會迅速擾亂地球磁場 ， 可以造成通訊系統、GPS衛星失靈，被擾亂的磁場會在遠距離輸電線中產生電流，這些電流可能造成電網癱瘓 。
歷史上有記載的最嚴重的一次太陽風暴發生在1859年 。那次事件以英國業余天文學家理查德·卡靈頓(Richard Carrington)的名字命名，因為他最早觀察到了太陽上出現的兩道明亮的白光 ?？`頓事件造成了長達八天的惡劣空間天氣 。當時甚至有人在赤道附近地區目擊到了極光 ?！稅毫涌臻g天氣事件》的作者認為，如果卡靈頓事件發生在今天，那么影響會更嚴重，而且科技越發達的社會受到的影響也越大 。因為遠距離輸電線構成了巨大的天線，它們在太陽風暴中會形成電流沖擊變電站 。另一方面，包括供水、物流、金融在內的與日常生活息息相關的系統都需要依靠電力，一旦斷電 ， 就是一場災難 。它導致的經濟損失可能達到1萬億到2萬億美元 。
另外，《新科學家》的科幻場景之所以出現在2012年，是因為太陽活動有一個11年的自然周期 ， 2012年剛好是太陽活動極大年 。
好的消息是，根據美國宇航局的預測，此一輪太陽活動周期中太陽黑子極大值為90，略高于歷史記錄中的最低值78 。如果這種預測是正確的，那么 2012年將會經歷一個溫和的太陽活動極大年 。
但美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)空間天氣預測中心的物理學家道格·畢賽克(Doug Biesecker)仍然警告說：“即便是在低于平均值的太陽活動期，惡劣空間天氣現象也有可能出現 。比如說1859年的大磁暴發生時的太陽活動水平就與我們預測中的2013年的水平一樣 ?！?br />