作者黄湘红段跃初

在浩瀚宇宙中,一些恒星会经历超乎想象的剧烈活动——超级耀斑爆发。这种超级耀斑释放出的能量极为惊人,其强度远远超过了太阳日常的耀斑活动。例如,某些超级耀斑一次表面爆炸释放的能量,相当于太阳在短短20分钟内释放的能量总和,这种能量级别的爆发,足以对周围的宇宙环境产生深远影响。

天文学家为了探究超级耀斑的奥秘,对大量恒星展开了研究。在最近的一项研究中,他们在开普勒望远镜对50万颗恒星的观测数据里,仔细检查了56,000颗类似太阳的恒星。这一细致的研究发现,在2527颗类太阳恒星上共检测到2,889个可能的超耀斑。通过这些数据推算,平均下来,每颗恒星大约一个世纪就会经历一次超耀斑。这不禁让我们心生忧虑:既然类太阳恒星频繁出现超级耀斑,那我们的太阳是否也会有超级耀斑爆发的可能?

要解答这个疑问,我们需要先了解太阳耀斑的产生机制。太阳内部充满了等离子体,这些等离子体中带电粒子活跃。太阳内部更热和更冷的等离子体流不断在表面和内部之间翻滚,就像一场永不停息的热对流运动。这种复杂的运动产生了纠缠不清的磁场,这些磁场就像被紧紧缠绕的绳索。当磁场的能量积累到一定程度,就会以爆炸的形式将等离子体从太阳表面喷射出去,同时释放出大量带电粒子进入太空,有些甚至会向地球方向袭来。

从太阳风暴中降下的高速亚原子粒子撞击地球大气中的氮,会产生一种特殊的同位素——铍10(Be - 10) ,这种同位素会被困在冰中。科学家通过检查冰芯,发现了过去1万年中至少有5次Be - 10峰值的证据,这表明在那些时期,太阳曾发生过更大规模的耀斑,只是这些耀斑是否达到超级耀斑的级别,还需要更多研究。

如果太阳真的发生超级耀斑,地球上的生命将面临怎样的威胁呢?幸运的是,地球上的生命在一定程度上会受到地球磁场的保护,地球磁场就像一个巨大的保护伞,能够阻挡一部分高能粒子的侵袭。但对于现代社会高度依赖的技术系统而言,超级耀斑带来的影响将是灾难性的。天文学家兼专栏作家菲尔·普莱特指出,巨大的耀斑可能会烧毁除最受保护的卫星外的所有卫星上的电子设备。卫星在现代通信、气象监测、全球定位等领域起着关键作用,一旦卫星大量受损,这些依赖卫星的系统将陷入瘫痪。超级耀斑还会扰乱地球的电网,导致广泛且持久的停电。如今,社会的各个方面,从日常生活到工业生产,都离不开电力供应,长时间的停电将使整个社会陷入混乱,经济遭受重创。虽然工程师们已经设计了防护措施来防止大多数极端太空天气中的破坏性电涌,但面对超级耀斑这样强大的能量冲击,这些防护措施可能会显得力不从心。

虽然目前我们还无法确切知晓太阳是否会发生超级耀斑以及何时发生,但通过持续的天文观测和科学研究,我们正逐渐揭开太阳活动的神秘面纱,提前做好应对准备,或许能在未来的某一天,当太阳超级耀斑来袭时,将损失降到最低。

参考文献:Today in Science: Could the sun fry Earth with a superflare?

来源: 科普文讯