太陽耀斑(Solar flare)是在太陽的色球-日冕過渡層中發(fā)生的一種局部輻射突然增加的太陽活動(dòng),是最劇烈的太陽活動(dòng)。太陽上的等離子被加熱至一千萬度,電子、質(zhì)子及一些重離子被加速到接近光速。這些離子發(fā)出的電磁波波段由電磁波譜上的長波微波至最短波長的γ射線。2013年,NASA曾發(fā)布過不同波長下的太陽耀斑圖像。2014年2月24日,太陽發(fā)出很大的太陽耀斑,美國宇航局太陽動(dòng)力學(xué)觀測(cè)站觀測(cè)到不同波長下的太陽耀斑圖像。2014年6月,太陽耀斑在10日和11日兩天內(nèi)爆發(fā)三次X級(jí)耀斑,造成地球上部分高頻無線通信短暫中斷。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -特征
太陽耀斑
太陽耀斑,表現(xiàn)為太陽輻射從射電波段到X射線的整個(gè)電磁波段的突然增亮,是貯存在太陽大氣內(nèi)磁能突然釋放的結(jié)果。俗稱為‘太陽風(fēng)暴’。耀斑的產(chǎn)生是磁場(chǎng)能量快速釋放的結(jié)果。巨大的能量快速釋放出來,猛烈爆發(fā),形成了色球?qū)拥摹霸隽痢薄?/p>
太陽耀斑出現(xiàn)的頻率不定,在太陽活躍時(shí),可幾日就出現(xiàn)一次。相反在太陽穩(wěn)定時(shí),整星期也未必出現(xiàn)一次。小型耀斑比大型耀斑較多出現(xiàn)。太陽的活動(dòng)周期為11年,在活動(dòng)高峰期時(shí)有特別多黑子出現(xiàn),同時(shí)亦有較多耀斑出現(xiàn)。 一般認(rèn)為發(fā)生在色球?qū)又?,所以又叫“色球爆發(fā)”。
耀斑的顯著特征是輻射的品種繁多,不僅有可見光,還有射電波、紫外線、紅外線、X射線和γ射線。
其主要觀測(cè)特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出現(xiàn)迅速發(fā)展的亮斑閃耀,其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間,亮度上升迅速,下降較慢。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -成因
太陽耀斑
和地球的大氣層一樣,太陽大氣層可以按照不同的高度和性質(zhì)分成各個(gè)圈層。從內(nèi)向外,依次是光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰釋?。太陽耀斑就發(fā)生在色球?qū)由稀?/p>
耀斑是在太陽的色球-日冕過渡層中發(fā)生的一種局部輻射突然增加的太陽活動(dòng)。太陽上的等離子被加熱至一千萬度,電子、質(zhì)子及一些重離子被加速到接近光速。這些離子發(fā)出的電磁波波段由電磁波譜上的長波微波至最短波長的γ射線。
大部分耀斑都出現(xiàn)在太陽活躍的區(qū)域如黑子附近,即是太陽表面磁場(chǎng)線露出日冕的部分。耀斑的能量主要來自于日冕突然釋放的磁能。耀斑出現(xiàn)后,可以觀察到亮度突然增加,射電波、紫外線、X射線流量也會(huì)猛增,有時(shí)還會(huì)發(fā)射高能的γ射線和高能帶電粒子。耀斑所放出的X射線及紫外線可影響地球大氣層中的電離層,破壞人類的電磁通訊。
耀斑在1859年被首次發(fā)現(xiàn)。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -發(fā)生條件
當(dāng)太陽黑子的磁場(chǎng)上存在另一個(gè)結(jié)構(gòu)特殊的小規(guī)模磁場(chǎng)時(shí),就會(huì)發(fā)生耀斑現(xiàn)象。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -能量與輻射
太陽耀斑
能量相當(dāng)于10萬至100萬次強(qiáng)火山爆發(fā)的總能量,或相當(dāng)于上百億枚百噸級(jí)氫彈的爆炸;而一次較大的耀斑爆發(fā),在一二十分鐘內(nèi)可釋放巨大能量,除了日面局部突然增亮的現(xiàn)象外,耀斑更主要表現(xiàn)在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強(qiáng);耀斑所發(fā)射的輻射種類繁多,除可見光外,有紫外線、X射線和γ射線,有紅外線和射電輻射,還有沖擊波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射線。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -威力分級(jí)
太陽表面的一個(gè)活躍區(qū)放射出的超熱帶電氣體――等離子體形成的巨環(huán)。
耀斑的強(qiáng)度是以光亮的亮度、面積的大小、產(chǎn)生輻射強(qiáng)弱等指標(biāo)來劃分。
太陽耀斑分為A、B、C、M、X五級(jí),強(qiáng)度依次增加。其中M、X級(jí)耀斑爆發(fā)會(huì)給近地空間環(huán)境帶來顯著的影響。每級(jí)又分10檔。
耀斑按面積分為4級(jí),由1級(jí)至4級(jí)逐漸增強(qiáng),一般把增亮面積超過3億平方千米的稱為耀斑,而面積小于3億平方千米的則叫亞耀斑。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -分類
太陽耀斑
隨著不斷的研究,天文學(xué)家將耀斑分為:
光學(xué)耀斑:發(fā)射可見光增強(qiáng)輻射,并可用單色光觀測(cè)到。
X光耀斑:用X光觀測(cè)到的。
白光耀斑:在白光照片上可以看到,這種耀斑極為罕見。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -影響
太陽耀斑
耀斑向外輻射出的大量紫外線、X射線等,到達(dá)地球之后,就會(huì)嚴(yán)重干擾電離層對(duì)電波的吸收和反射作用,使得部分或全部短波無線電波被吸收掉,短波衰弱甚至完全中斷。
耀斑對(duì)地球空間環(huán)境造成很大影響。太陽色球?qū)又幸宦暠ǎ厍虼髿鈱蛹纯坛霈F(xiàn)繚繞余音。耀斑爆發(fā)時(shí),發(fā)出大量的高能粒子到達(dá)地球軌道附近時(shí),將會(huì)嚴(yán)重危及宇宙飛行器內(nèi)的宇航員和儀器的安全。當(dāng)耀斑輻射來到地球附近時(shí),與大氣分子發(fā)生劇烈碰撞,破壞電離層,使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信,以及電視臺(tái)、電臺(tái)廣播,會(huì)受到干擾甚至中斷。耀斑發(fā)射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用,產(chǎn)生極光,并干擾地球磁場(chǎng)而引起磁暴。
此外,耀斑對(duì)氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響。正因?yàn)槿绱?,人們?duì)耀斑爆發(fā)的探測(cè)和預(yù)報(bào)的關(guān)切程度與日俱增,正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。
耀斑_(dá)太陽耀斑 -爆發(fā)時(shí)間
1989年襲擊魁北克的耀斑造成近600萬市民斷電。
2003年10月底11月初,科學(xué)家目睹了一場(chǎng)有記錄以來最大的太陽耀斑(solar flare)爆發(fā)。這些帶電粒子大規(guī)模地傾瀉而出,即使在地球以及地球周圍的空間里也顯而易見――這里距離源頭整整有1.5億千米遠(yuǎn)。在地球上,定期航班避開了高空航線,因?yàn)樵谀抢?,飛行員可能會(huì)遇到無線電通訊方面的問題,乘客和乘務(wù)人員可能吸收到的輻射劑量令人擔(dān)憂。電網(wǎng)也不得不嚴(yán)格監(jiān)控電涌(surge)。盡管有了這些努力,瑞典南部的5萬戶居民還是短暫地失去了電力供應(yīng)。
2012年2月29日,科學(xué)家發(fā)出警告說,未來10年地球被太陽超級(jí)耀斑擊中的概率高達(dá)12%,這將導(dǎo)致幾萬億美元的經(jīng)濟(jì)損失。
2011年曾發(fā)生過一次X6.9級(jí)的耀斑爆發(fā),是近5年來最為劇烈的一次。
2012年太陽也生一系列X級(jí)耀斑爆發(fā),其中包括一次X5.4級(jí)的耀斑爆發(fā)。
太陽目前正逐漸接近其第24個(gè)活動(dòng)高峰,本次活動(dòng)周期大致從2008年前后開始,預(yù)計(jì)一直會(huì)延續(xù)到2019至2020年。

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