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震撼太阳表面出现两个大洞太阳日冕

2019-09-13 20:36:16来源:励志吧0次阅读

震撼!太阳表面出现两个“大洞” - 太阳,日冕

据国外媒体报道,美国宇航局发现太阳表面有两个大“洞”。它们都是日冕洞。其中较大的一个位于南极附近,据估计覆盖太阳总表面的6%到8%,这使它成为科学家几十年中发现的最大极洞之一。另一个较小的日冕洞位于北极,是个狭长区域,覆盖约38亿平方英里,仅占太阳表面的0.16%。较大的一个位于南极附近,据估计覆盖太阳总表面的6%到8%,这使它成为科学家几十年中发现的最大极洞之一。另一个较小的日冕洞位于北极,是个狭长区域,覆盖约38亿平方英里,仅占太阳表面的0.16%。照片显示,X射线从太阳喷射出来。这张用美国宇航局核光谱天文望远镜阵列观测结果制作而成的照片叠加在一张美国宇航局太阳动力学天文台拍摄的照片上。美国宇航局核光谱天文望远镜阵列数据(绿色和蓝色)揭示了太阳高能辐射。这张拍自2003年11月4日的照片展示了巨大的太阳黑子486。当时,它释放出另一个威力强大的太阳耀斑。爆炸后不久,电离辐射撞击地球大气,造成一次严重的无线电通信中断。北美洲各地的无线电听众都注意到这个不同寻常的现象。巨大的太阳黑子对准地球时,地球可能遭受一连串破坏性太阳耀斑的撞击。美国宇航局说:“日冕洞是太阳外层大气密度和温度较低的黑暗区域。日冕洞可能是包围地球的太阳粒子的快速太阳风的来源之一。”这些区域的磁场向外延伸,进入太空,而不是迅速回送到太阳表面。在这张照片的非日冕洞区域中,回送到太阳表面的磁场以弧线呈现出来。照片右下象限明亮的活跃区域是上周产生太阳耀斑的同一区域。这是美国宇航局第二次发现太阳表面有个大洞。太阳2015年开始出现一个神秘事件:它的表面出现一个大洞。这个现象叫日冕洞,发生于南极附近。正如这些惊人照片显示的那样,整个南极出现一个黑色区域。美国宇航局天空实验室空间站宇航员1973和1974年拍摄的照片最早展示了日冕洞。过去很长时间以来,它们一直出现在我们的视野中,但它们的准确形状总是不断变化。极地日冕洞可能在5年或更长时间内依然是可见的。日冕洞每次转向地球时,我们都可以测量以高速流的形式从这个洞流出的粒子。这是我们研究太空天气的另一个来源。这个高速流撞进地球磁层时,地球辐射带的带电粒子就会加速。美国宇航局的范-艾伦探测器任务负责研究地球磁层粒子的加速。美国宇航局太阳动力学天文台太阳大气成像仪(AIA)1月1日拍到这张惊人照片。它显示,太阳南极出现一个黑色的日冕洞。日冕洞是日冕区域。这里的磁场向外延伸,进入太空,而不是回送到太阳表面。沿着这些磁场移动的粒子可能离开太阳,而不是困在太阳表面附近。那些俘获粒子可能升温,发光。我们可从美国宇航局太阳动力学天文台太阳大气成像仪拍摄的照片中看到这一情景。在日冕区域,粒子离开太阳,发出的光更暗淡。于是,日冕洞看上去是一个十分黑暗的区域。太阳第24个周期消失时,耀斑数每天都会减少,但日冕洞为需要了解和预测的太空天气提供另一个来源。日冕洞是太阳的典型特征。它们出现在太阳表面的不同地方,而且更加频繁地发生于太阳活动周期的不同时期。这些洞对我们了解太空天气是非常重要的,因为它们是高速太阳粒子风的来源。这里的太阳风以快于太阳其他区域太阳风约3倍的速度喷射出去。日冕洞的形成原因还不清楚,但它们和磁场升起、远离而未能回送到太阳表面的太阳区域有关。这种不断向外流动的物质叫太阳风。通常情况下,它以每秒约250英里(约合400公里)的速度“吹走”。但一个日冕洞出现时,太阳风的速度可能翻一倍,增加到每秒近500英里(约合800公里)。2014年底,美国宇航局一部最强大的太空望远镜首次聚焦太阳,捕捉到这张惊人照片。美国宇航局核光谱天文望远镜阵列(NuSTAR)用高能X射线拍到迄今最敏感的太阳肖像。该任务旨在观测黑洞和太阳系远处的其他天体。美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校核光谱天文望远镜阵列科研组成员同时又是太阳物理学家的大卫-史密斯说:“核光谱天文望远镜阵列将让我们有机会看到太阳各个部分的独特面貌。这些区域从最深到最高的大气部分等各不相同。”太阳科学家约7年前最早想到用核光谱天文望远镜阵列研究太阳。当时,这部太阳望远镜的设计和建造还在进行中。直到2012年,它才发射升空。史密斯联系了核光谱天文望远镜阵列首席研究院同时又是美国帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院科学家的菲奥娜-哈里森。哈里森再三考虑,最后还是同意了用核光谱天文望远镜阵列研究太阳的想法。哈里森说:“一开始,我觉得整个想法太疯狂了。”可最后,史密斯说服哈里森,解释了理论家预测的微弱的x射线闪光可能只有用核光谱天文望远镜阵列才能看见的原因。太阳很亮,以至于科学家可以用美国宇航局钱德拉X射线天文台等太空望远镜进行观测。但核光谱天文望远镜阵列可在排除探测器受损危险的前提下安全地观测太阳。太阳不和核光谱天文望远镜阵列探测到的高能X射线一样明亮。当然,这取决于太阳大气的温度。核光谱天文望远镜阵列拍摄的第一张太阳照片证明这部望远镜可以收集太阳数据。它为科学家了解太阳黑子温度极高而太阳黑暗区域温度较低的原因提供重要线索。将来的照片甚至可为科学家了解太阳风在太阳周期内慢下来的原因提供更好的数据。史密斯指出,太阳活动将在接下来几年内减少。由于高能视角(high-energyview),核光谱天文望远镜阵列具有捕获假设毫微耀斑的潜能。科学家说,毫微耀斑是带着带电粒子和高能辐射从太阳喷出的巨大耀斑的较小版本。毫微耀斑可用来解释太阳外层大气——日冕极热的原因。科学家将这个神秘现象称为“日冕加热问题”。平均来说,日冕有180万华氏度(约合100万摄氏度)。而太阳表面的温度和日冕相差甚远,只有1.08万华氏度(约合6000摄氏度)。这就好像一束火焰从一块冰中喷出来。毫微耀斑可能是这种酷热的来源。如果核光谱天文望远镜阵列捕获活动中的毫微耀斑,就可帮助科学家解开这个存在数十年之久的难题。史密斯说:“核光谱天文望远镜阵列会对发生于太阳大气的最微弱的X射线活动极其敏感,其中包括可能存在的毫微耀斑。”更重要的是,这个X射线天文台可以搜寻假设的暗物质粒子——轴子。在宇宙中,暗物质比普通物质丰富5倍。尽管通过万有引力可直接探测到暗物质,但它的组成成分目前依然未知。科学家指出解开这个谜团需要一个漫长过程,但核光谱天文望远镜阵列可能发现轴子。他们说,轴子是暗物质的主要候选者之一。轴子在太阳中心以少量X射线的形式出现。核光谱天文望远镜阵列正在继续银河探险,探测黑洞、超新星遗迹和太阳系外的其他极端天气。但在将来,这部望远镜会探测太阳,继而获得观测结果,为科学家进行研究提供重要数据。太阳上最大的太阳黑子对准地球后,科学家警告地球可能遭到一连串破坏性太阳耀斑的撞击。之后几周内,这些照片浮出水面。以前被称为“活跃区12192”的太阳黑子2014年10月开始面向地球,但没有产生任何日冕物质抛射(CMEs)。科学家表示,日冕物质抛射是太阳系最有活力的事件,和巨大的等离子体气泡以及从太阳表面喷射进太空的磁场有关。美国宇航局科学家霍利-吉尔伯特在一次视频采访中对“太空”说,活跃区12192如今再次转向地球,可能产生日冕物质抛射。吉尔伯特表示:“尽管太阳耀斑可能更小了,但它这次更有可能产生一些日冕物质抛射。根据磁场和太阳黑子的结构,我们得出一个合理结论:它非常有可能制造一些中等大小的耀斑。”太阳黑子中的磁场可能储存着大量能量,但循环的磁场线可能缠在一起,然后突然折断,释放出和耀斑爆炸一样的能力。吉尔伯特表示,太阳黑子很大,足以容纳10个地球。科学家认为,它是1874年以来记录在案的32908个活跃区中第33个最大的。这个木星大小的太阳黑子在2014年10月到11月初间发生6次喷发,然后消失两周。今年初,国际工作组“太阳极大期”的成员阿什利-戴尔警告,太阳“超级风暴”对地球生命构成一个灾难性和持续时间长的威胁。一次足够强大的日冕物质抛射猛击地球周围磁场并将其撕开时,就会出现超级太阳风暴。这样一个事件可能使地面和架空输电线产生巨大电流波,造成普遍停电,严重损害关键的电力组件。正在英国布里斯托尔大学航空航天工程系进行博士研究的戴尔表示,一场异常猛烈的太阳风暴向地球推进只是一个时间问题。他说:“这样一场风暴会严重破坏通信系统和电源,同时给运输、卫生和医学等重要服务设施造成严重后果。如果没有电,人们就很难在加油站给他们的汽车加油,无法从自动提款机取钱或进行购。与此同时,淡水和污水系统也会受到影响,这就意味着城市地区的疫灾会迅速蔓延,同时我们认为消失几个世纪的疾病也会卷土重来。”迄今为止记录在案的最大超级太阳风暴出现在1859年,被称为“卡林顿事件”。它以在1859年前发现太阳耀斑的英国天文学家理查德-卡林顿命名。这次大规模的日冕物质抛射释放出约10^22千焦能量,这个数字相当于100颗广岛原子弹同时爆炸所产生的能量。这次日冕物质抛射还以最快每秒3000公里的速度向地球抛出1万亿千克带电粒子。但它对人类产生的影响相对温和。戴尔表示,这类事件不只是一个威胁,还是不可避免的。美国宇航局科学家预测,平均每隔150年,地球就经历一次卡林顿事件级的日冕物质抛射。这意味着再过5年地球就要经历这样一个事件。与此同时,接下来10年内发生一次日冕物质抛射的几率高达12%。

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