太阳耀斑、日冕物质抛射和高能粒子辐射等剧烈活动现象会影响人类的航空航天、通信导航等高科技活动及远距离传输的电网和石油管道等。这点各种科普都给我们说得很多了,大家也是耳濡目染。太阳上的物质状态,由于极其高温,超脱于我们常见的固态,液态,气态,而是另外一种等离子气态,其中元素被剥离了电子,并且存在离子化核和负电子的混沌混合物。地球上类似的是看到极光,霓虹灯。
而太阳耀斑是一种太阳在短时间内释放很大能量的现象,通常在太阳的色球层位置出现。在耀斑出现的时候,太阳黑子群中的一个黑子周围会出现一个小型的黑点,随后小黑点就会出现一点亮光,这个亮光点会比太阳表面上的亮度还要亮2~3倍。然后耀斑熄灭,在原来色球层位置出现一个亮斑。
从2014年的报道来看,当年的太阳耀斑爆发级别是3次X级,分别是X1.0,X2.2和X1.5。相比之下,今年应该还要弱一点。但是,当然也没有啥事情,毕竟地球磁场和大气层可是作为最可靠的防护罩,给我们带来主动防御的效果。不然地球上的生命也不会活得如此滋润的。
最强大太阳耀斑是2003年10月26日到11月4日,其被称为“万圣节风暴”。根据当时的记录,这场强烈太阳风暴级别达到了X28级,峰值可以冲到X45级,这是史上有记录以来最强大的太阳耀斑。NASA的火星探测卫星Odyssey飞船上的MARIE观测设备被粒子辐射彻底毁坏,这是首次发现地球以外空间设施因空间灾害天气而报废。
然而,那个时候大家还是该干啥就干啥,所以不用焦虑,不用特别做什么防护。当然如果有什么不好的事情发生,也可以怪在太阳耀斑上,反正这锅她也背得动。
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其实太阳物理学也是空间科学的重要领域。我国是世界上最早发现太阳黑子的国家,如今随着国力的昌盛,在这一领域又设下宏伟的目标:
(1)2025 年之前。分析已发射的ASO-S、CHASE卫星和X-EUVI、SUTRI 等搭载望远镜的数据,在太阳爆发规律、太阳大气能量和物质循环机制、太阳与恒星活动之间的联系等方面取得新突破。同时启动1~2 项空间太阳探测任务的工程立项,开展2~4 项任务的中国科学院空间科学先导专项背景型号研究或科工局民用航天预研。
(2)2035 年之前。发射3~5 项新的空间太阳探测任务,步入太阳空间探测国际先进行列。通过首次对太阳极区的正面成像观测,揭示太阳活动周和高速太阳风的起源,构建数据驱动的全日球数值模型;通过首次将人造探测器置于日地L5 点,监测太阳爆发活动的起源、传播及对地效应,推动空间天气的精准预报;通过首次环太阳360°探测,揭示太阳深内部结构和动力学过程、爆发活动和极端空间天气事件的起源;通过首次开展全球视场的日冕光谱探测和日/星冕同步点源极紫外探测,推动太阳系空间天气的精准预报,并揭示系外空间天气的起源,建立空间天气影响宜居性的新认知;通过编队飞行实现超高分辨率的太阳硬X 射线和紫外成像观测,揭示太阳爆发过程中粒子加速的机制,并推动日冕加热问题的解决。
(3)2045 年之前。再新发射3~5 项新的空间太阳探测任务,引领国际太阳空间探测的发展。对2035 年之前未能立项的探测任务,在经过充分论证和预研的基础上可继续争取立项实施。此外,通过对日冕进行超高分辨率的成像来揭示太阳磁活动的精细物理过程和日冕加热机制;通过射电成像来揭示CME 激波和高能粒子流在日地空间的动力学演化过程;在人类历史上对日最近距离处实施对日遥感观测和原位探测,直接穿过磁重联电流片和激波面;首次在卫星平台上对色球和日冕磁场开展常规测量;率先将探测器部署在约0.28 AU 的太阳静止轨道;实现人类历史上前所未有的高分辨太阳观测,以解决日冕加热等问题。
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参《空间太阳物理学科发展战略研究》