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“小捣蛋”蓄力爆发——2017年最大太阳黑子正式现身
发布时间:2017-09-09 07:09:15    来源:中国气象报社    编辑:chenjing

中国气象报通讯员 韩大洋 薛炳森

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① SDO卫星太阳活动区12673九月四日图像。

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② SDO卫星太阳活动区12673九月五日图像,左下图由天文摄影师Maximilian Teodorescu拍摄。

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③ SDO卫星太阳活动区12673九月六日图像,左下图由Philippe TOSI拍摄。

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④ SDO卫星记录了九月六日的耀斑爆发。

9月4日 

今天凌晨,根据美国太阳监测卫星SDO传回的最新太阳影像显示,太阳表面好像发生了一些事情。咱们来“拉近”画面看看:

“旋转、跳跃,我闭着眼。

大家好,我是太阳活动区,也就是太阳黑子啦,编号12674。据前辈们讲,我们是专门给地球制造麻烦的,爆发耀斑‘亮瞎’地球自然不在话下,喷发日冕物质抛射轰击地球也是易如反掌。到9月4日,我已经发展出三个较大的暗核,每个的直径都超过地球,并且正努力连通彼此。到时候,我们这些黑子群的直径将超过140000千米,随时都具有爆发M级耀斑的能力哟。”

好了,我们已经知道12674的来龙去脉了。而在它的“下方”,我们还能看到一个小黑点儿。在9月2日的时候,还显得非常不起眼。直到UTC时间(比北京时间晚八小时)9月3日3时左右,这颗小黑点突然开始了“生长”,短短数小时的时间里,手脚齐全,头脸俱在,俨然一只……等等,你确定不是从电影《怪兽电力公司》里跑出来的大眼睛麦克?作为12674的大哥,这个12673确实有点儿与众不同。

这期间,空间天气科学家们一直在密切关注着黑子群12673,希望能够通过观察这个“小捣蛋”,看出太阳内部的一些端倪,从而对未来的太阳活动以及对地球造成的影响做出判断。目前,12673的面积增长速度仍然很快,对其内部的磁场结构还在分析当中。大眼睛麦克,想在太阳上搞事情是不是?我们都会盯紧你这个“小捣蛋”的!

9月5日  

昨天我们给大家分析了由SDO卫星拍摄的太阳监测画面。太阳活动区12673在一天之内发生了较大变化,面积不断增大,磁场结构变得更复杂,所拥有的磁场能量也在快速累积,随时都有爆发M级耀斑的可能。

结果,过了还不到一天,12673又变身了。在刚刚过去的两天内,面积快速扩大了数十倍,一举超过它的小兄弟12674,成为到目前为止2017年最大太阳黑子。

在经历了一系列快速变化之后,它的势力范围变得更大,又联手了几个较大的黑子群。这些温度超过4000摄氏度的磁场高度集中、扭曲的区域,就是太阳表面能量集中喷发的潜在区域。可以说,只要我们的“小捣蛋”高兴,它随时可以正对着我们的地球来一次M级耀斑,即一次闪光。可别小看这个闪光过程,能量超高的射线(包括射电波、紫外线、X射线、γ射线和高能带电粒子)也会随之射出,直接影响地球的近地空间环境,对卫星以及全球导航和通信造成影响。

所以,“小捣蛋”,你要挺住啊!快快恢复理智!

9月6日  

坏消息:据美国SDO卫星拍摄到的太阳监测画面显示,北京时间9月5日凌晨4时左右,太阳活动区12673爆发日冕物质抛射,在此之前约1小时,该活动区爆发M4.2级耀斑。

预计受此次太阳活动影响,9月6日至7日,可能发生小磁暴甚至中等磁暴;而在过去24小时,广州地区TEC(电离层电子浓度总含量)出现正向扰动,预计明后两天,电离层还将出现较长时间的扰动;地球同步轨道能量大于2MeV的高能电子通量处于较高水平。

为什么远在一亿五千万千米外的太阳,它上面的一个“小点点”的活动竟会对地球造成如此之大的影响呢?原因有几方面,通俗来说就是:能量大,太阳是一颗巨大的由炽热气体组成的星体,其质量是整个太阳系的99.86%,它所蕴含的能量更是大得惊人,维持地球上所有生命存活的能量只是太阳向外辐射总能量的22亿分之一,那么即便是太阳表面一个不大的区域爆发的活动,其所涉及的能量量化起来也是天文数字;第二,太阳活动区爆发的耀斑中包含各种波段的射线,有紫外线、X射线、γ射线和高能带电粒子等,都是一群能量高、穿透力极强的家伙,一次耀斑过程所爆发出的能量大概相当于几百亿颗氢弹爆炸的能量(当量百万吨级),这么多的射线一股脑儿地射向地球,后果可想而知,尤其是对于卫星和通信、导航设施;另外,日冕物质抛射出的大量高能粒子以较低速度(几百千米/秒,和耀斑比已经很慢了),浩浩荡荡地穿越宇宙行星际空间,如果迎面撞上或是接近地球,这若干亿吨的物质会对地球磁场产生类似挤压气球一样的效果,直接造成地磁暴的发生。

那么,我们的“小捣蛋”现在到底怎么样了呢,是不是爆发了日冕物质抛射后就像点燃的烟花一样消失殆尽了呢?答案是并没有。这家伙不仅没有停下来的意思,反而更加“张牙舞爪”了!不过,这也正是太阳黑子的日常工作。  

9月7日  

北京时间9月6日下午6时和晚上8时,太阳活动区12673分别爆发了两次X级耀斑,后者更是达到了X9.3级的高强度,一举打破了自2005年以来保持了十二年之久的太阳耀斑强度纪录。这个初期毫不起眼的小黑点,只用了不到四天时间,就上演了完美大逆袭,超越太阳活动区12674登上“黑生巅峰”!

本次爆发的耀斑为X9.3级,这是什么概念呢?相当于几千亿颗数百万当量的氢弹爆炸所产生的能量。按照现有能源消耗量估算,大约够地球用上百年之久了。历史上,人类通过卫星准确监测到的最强耀斑是X28级,也就是著名的发生在2003年万圣节期间的“万圣节风暴”,直接“打翻”了多颗卫星,因通信故障给地球居民造成了巨大的经济损失。

在这两次X级耀斑爆发后,地球空间环境发生较大变化,电离层扰动和地磁暴将不可避免,相应可能造成短波无线通信信号中断,军用、民用航空通信,全球定位系统信号,甚至手机和银行自助取款机都有可能受到干扰,这也是普通大众可以直接察觉到的影响。另一方面,大量的高能射线辐射将会威胁航天员和航天器的安全,卫星上的电子设备如若发生故障则很可能永久丧失工作能力。

而影响并不止于此,大量高能粒子预计将在一至两天后到达地球。受此影响,地球磁场将发生较强地磁暴过程,导航设备出现较大偏差,信鸽用户应适当修改赛训安排减少不必要的损失;距离地球数百千米高度的大气密度将会增大,影响航天设备的轨道高度,如若不及时修正会直接影响其轨道寿命。

不过,这个时候也有一批人会兴冲冲地揣起装备往外跑,他们就是有着“极光猎人”之称的极光摄影师。对于他们来讲,太阳活动之后的数天,就是极光绚烂表演之时!

未来,太阳活动区12673仍具有再度爆发的潜力,这颗不再满足于搞点小事情的“小捣蛋”,成功吸引了全球航天机构以及空间天气预报员的眼球。

 

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