科学家发现太阳耀斑前兆 为预防太阳风暴作准备

2010年02月02日 09:55   来源:科学时报   群芳

 

太阳表面下的磁扭曲和压力会导致太阳耀斑。(图片提供:NOAA)


    科学家最近发现了一种在太阳耀斑之前出现的太阳磁行为的固有模式。一旦这种模式得到完全阐释,将能够让无线电通讯公司、电力公司和人造卫星管理机构提前几个钟头甚至几天,为迎接这些危险的风暴作好准备。

    太阳耀斑会对所有围绕地球运转的人造天体构成威胁,其中包括全球定位系统(GPS)以及人造通信卫星、载人航天器与国际空间站。太阳经常会喷射出由高能X射线、伽马射线以及带电粒子构成的巨大脉冲。这些能量会伤害甚至杀死航天员,并烤焦电子线路。每当太阳耀斑爆发时,航天员必须躲进航天器的防护舱中,而地面控制人员则必须将人造卫星设置在一种安全模式下。即便在地球上,一次巨大的太阳耀斑也能够使电网过载。

    由于太阳耀斑危害巨大且提前量很短,因此几十年来,科学家一直试图找到有关这种现象的可靠预测指标。然而由于太阳耀斑似乎是不可预测的,因此这项工作基本处于停滞状态。2001年,全球太阳活动观测网络组织(GONG)开始运作。GONG由6个地基观测站点构成,能够持续监测太阳表面的震动情况,从而发现其内部活动的信号。

    几年前,一些初步观测将太阳耀斑与一种似乎是从太阳表面下螺旋上升的大型磁扰联系起来。于是一个研究小组对来自20个大型太阳耀斑的数据进行了分析,旨在确定相同的模式是否会领先于这些耀斑。最终的答案是肯定的。领导这项研究的美国科罗拉多州博尔德市国家海洋与大气管理局的空间科学家Alysha Reinard指出,这一证据表明,一种磁“扭曲会迅速形成,接着便会缓慢减弱,并几乎在太阳耀斑发生时消失不见”。

    研究小组推测,这种螺旋是由太阳表面下的超热气体湍流所产生的,这在地球上类似于气流形成龙卷风和飓风的过程。研究人员在2月份出版的《天体物理学杂志》上报告了这一研究成果。

    Reinard表示,研究小组对发生在2001年至2007年间的1023次磁螺旋进行了研究。她说,大约在1/3的案例中,这种磁漩涡会领先于一次太阳耀斑——有时会比后者的爆发提前3天的时间。但是源于一些尚未搞清的因素,剩下的这些磁扭曲并没有预示着一次耀斑的爆发。Reinard说,除去这些不确定的因素,“我们相信这是一个突破,我们需要搞清耀斑为什么会爆发,并能够对它们进行预测”。

    美国科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的空间科学家Scott McIntosh认为,这项研究成果将为美国宇航局(NASA)新的太阳动力学观测站任务提供一些“有趣的精神食粮”。与其他计划相比,将于几周后发射升空的太阳动力学观测站旨在研究可能导致太阳耀斑的原因,因此它将有助于提炼将耀斑和螺旋联系在一起的数据。McIntosh说:“令人兴奋的时刻就在前方。”

(责任编辑:徐晶慧)

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