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太阳生命的爆发:太阳黑子、耀斑及日冕物质抛射

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

仿佛为了体现自己的存在感。太阳上演了一幕爆发力十足的表演秀:太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射(CMEs)。这个现象很不寻常,因为就在上个月,科学家们宣布新的太阳活动周期刚刚开始并进入最低活跃阶段。截至目前,太阳圆盘没有任何可见活动,然而三个太阳黑子如同入侵者一般翻滚着出现,画出了复杂的磁场线圆弧(冠状环),用本年度最大的耀斑向着太空抛射等离子流。观测者们还记录了日冕物质抛射中产生的射电。如果你想知道射电的声音是什么样的,请往下读……

图解:太阳磁通量穿过太阳圆盘(来源:兰.奥尼尔)

太阳活动周期为十一年,开始于太阳活动最小期,结束于太阳活动最强期,接着再次进入活动最小期。在活动最小期,连接两极的磁场弧处于最松弛的状态。周期进行中,太阳自转的不同(例如赤道处转动更快)将它周身的磁场弧像松紧带一样拖动起来。随着时间推移,磁场弧变得太紧绷,发生了卷曲,磁通量的巨环穿过了太阳光球(太阳“表面”)。由于太阳大气表层的温度高于内部(称为日冕加热问题),当磁通量环穿过大气层时,较冷的内层暴露了出来。这时,太阳黑子就出现了:较冷的内层看上去要比周围的大气暗,由此黑点出现了,也叫太阳黑子。

当有大量太阳黑子,磁场达到最强时,太阳活动也最活跃。磁通量可能因为太高而发生两极“逆转”,以耀斑的方式释放出巨大能量。日冕巨大的放射量有可能通过耀斑突然爆发,向太空发射炙热的太阳等离子流。如果离子流朝向地球,这些日冕物质抛射可能对卫星、宇航员甚至地面上的整个电力系统。因此,科学家预测太空气象(比如观测太阳活动的剧烈程度)至关重要。

图解:《太阳及太阳风层探测》(SOHO)拍摄到的日冕物质抛射(使用角分光日冕仪(LASCO))

有趣的是,这些太阳黑子并非来自新的太阳周期,而是前一个周期的“遗留者”。太阳天文学家通过分析SOHO 近期观测到的迈克耳逊多普勒图像(MDI)得出以上结论。MDI设备显示,这些太阳黑子与前一个周期的极性一致,而非产自“24号太阳周期”。

举个例子,如果太阳爆发了一次M2级别的耀斑,那么由此产生大量来自太阳圆盘的日冕物质抛射,这些抛射没有正对着地球。来自墨西哥的射电天文学家托马斯.阿什克拉夫特通过他那台21兆赫兹的射电望远镜记录了这一爆发中的声音。当日冕抛射物质产生的无线电波先锋到达的时候,他听到了奇怪的“膨胀声”。

听一听一波来自太阳的日冕物质抛射产生的声音。

托马斯.阿什克拉夫特在他的CME观测日记上写道:“这是一次典型的二型射电爆发。”

图解:空间气象预测显示,接下来的24小时,更多M级耀斑产生的几率为50%,因此全世界的太阳镜都在注视等待。

太阳是太阳系的中心,它是一个接近完美的热等离子球体,其内部由于对流运动通过发电程序制造出磁场。它是目前为止对地球生命来说最重要的能源。太阳的直径为139万千米(864000里),是地球的109倍,质量为地球的330000倍,占据了太阳系总重量的99.86%。太阳重量中约四分之三为氢(73%),其余大部分为氦(25%),其他少量更重的物质,包括氧、碳、氖和铁。

按照光谱级别来分,太阳属于G型主序星(G2V),就其本身而论,将它称为黄矮星不太正式也不是很准确,因为它的光线接近于白色而非黄色。太阳46亿年前诞生于一片巨大星云中的大量物质塌缩。大部分的物质聚集于中心,而其余的物质平转成一个轨道盘,从而形成太阳系。中间的物质温度和密度越来越高,最终引发了中心的核聚变。科学家们认为几乎所有的星球都是这样起源的。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 芊芊-universetoday

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终审:天文志愿文章组-

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1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./13338/the-sun-bursts-to-life-sunspots-flares-and-cmes/

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