 2023年截至6月太陽表面出現的所有太陽黑子的演圖像。（使用NASA太陽動力學天文臺收集的數據制作。） 圖片來源：?enol ?anl? 今年6月，太陽表面出現了160多個太陽黑子，這是20多年來太陽黑子數最多的一個月。 撰文 | 不周 審校 | 二七 在太陽表面，正有一些暗斑在不斷出現，又消失——它們被稱為太陽黑子，是比周圍溫度更低的區域。但低溫并不代表平靜，暗影之下涌動著高度聚集的強磁場。正是在這些地方，醞釀著太陽耀斑和日冕物質拋射等太陽活動。 一段時間內的太陽黑子數量和大小與太陽的電磁活動周期（約為11年）直接相關，黑子出現得越頻繁，陰影區域越大，就意味著太陽正在接近太陽活動周期的頂峰——太陽極大期（與之相對的是太陽極小期）。當前的太陽活動周期始于2019年，是有觀測記錄以來的第25個周期。太陽活動正朝著極大期邁進，變得越來越活躍，因此我們理應觀測到越來越多的太陽黑子。然而即使抱有這樣的預期，我們現在觀測到的太陽依然過于活躍了。  2023年6月太陽表面出現的所有太陽黑子的演圖像。（使用NASA太陽動力學天文臺收集的數據制作。） 圖片來源：?enol ?anl? 根據美國航空航天局（NASA）的預測，在第25個太陽周期峰值期間，每月的太陽黑子數最多達到125個。但僅在上個月，我們觀測到的太陽黑子數就已經逼近200了?！斑@是自2002年9月以來，太陽黑子數最高的一個月！”太陽物理學家基斯·斯特朗（Keith Strong）在推特上分享道，“在2023年6月，太陽黑子數達到了163個，這是二十多年來最高的一次?！?/div> 太陽“狂歡”之下的隱憂 顯然，太陽即將迎來一場盛大的“狂歡”，當前周期峰值的太陽活動將變得相當激烈，這不禁引起了人們對地球附近太空環境的強烈擔憂。雖然地面上的我們通常感知不到，但太陽活動總是影響著近地軌道上衛星等空間設備的命運。 更多的太陽黑子不僅意味著更多的太陽耀斑，還意味著更多日冕物質拋射（即高能帶電粒子流的拋射，該粒子流是太陽風的主要成分）事件。這會導致地球大氣層附近的太空環境變得極為糟糕。太陽風暴中的高能帶電粒子會進入大氣層，轟擊大氣層中的原子產生絢麗多彩的極光，但如果它過于強烈，也會對地球高緯度地區的電網和地球軌道上的衛星造成嚴重破壞。 太陽物理學家、美國科羅拉多大學博爾德分?？臻g科學技術中心主任湯姆·伯杰（Tom Berger）在接受Space.com采訪時說道，在經歷2003年10月那場猛烈的太陽風暴襲擊時，有上百顆衛星失聯了數天。這是因為許多衛星和國際空間站所處的近地軌道位于高層大氣，也就是低軌區域。在太陽風暴襲來之時，這一區域的稀薄大氣會與太陽風相互作用并發生膨脹，空氣密度的增加導致衛星會突然遭受比平靜的太空天氣時更大的阻力，很容易偏離原來的軌道。 伯杰表示：“在最猛烈的太陽風暴中，衛星軌道的偏離會非常大。它們可能會與上次雷達定位的位置相差數十千米，基本上可以被看作已經丟失了，唯一的方法就是靠雷達再次鎖定它們的位置?！倍栵L暴導致一些衛星設備的損毀，又會在衛星運轉的軌道上產生更多的碎片，造成更進一步的風險。 史上最強的太陽風暴 盡管太陽風暴通常并不會對我們的生活造成太大影響，但在一些極端的情況下，高能帶電粒子還是有可能干擾飛行或破壞地球上的電網。有記錄以來最強烈的太陽風暴——卡林頓事件，造成的嚴重后果是電報機中迸發出火花，焚毀了部分文件，導致歐洲和北美地區的電報服務中斷了好幾天。 這場嚴重的太陽風暴發生在1859年，當時英國的天文學家理查德·卡林頓（Richard Carrington）正在研究太陽大氣層中一團奇怪的黑色斑點，他觀察到一道持續了近五分鐘的明亮閃光，這是歷史上第一次有記錄的太陽耀斑活動。后人也因此將隨后不到48小時內猛烈襲擊地球的太陽風暴命名為卡林頓事件。  理查德·卡林頓于1859年繪制的太陽黑子草圖，被覆蓋在NASA太陽動力學天文臺拍攝的太陽的真實圖像之上。 圖片來源：Richard Carrington/NASA Solar Dynamics Observatory/SpaceWeather.com 現代的天文學家當然很想知道卡林頓當時觀測到的太陽是怎樣的。很幸運的是，卡林頓本人繪制了一張他觀察到的面向地球的太陽黑子圖像——一群黑色斑點，卡林頓估計它們的寬度和木星直徑差不多寬。2019年，《太空天氣》（Space Weather）雜志上發表了對卡林頓草圖的分析，預計這些斑點的寬度占太陽圓盤寬度的9%~14%。事實上，在2003年那場現代最強的太陽耀斑爆發之前，天文學家也觀測到了一個與卡林頓觀測的太陽黑子大小相近的黑子。不過幸運的是，那一次日冕物質拋射的路徑與地球“擦肩而過”，并沒有造成大范圍的破壞。  《太空天氣》將卡林頓繪制的太陽黑子（上）和現代歷史中最大的太陽黑子（下，2003年11月）合成到一張圖像。二者的大小大致相同。 圖片來源：Richard Carrington / NASA / SpaceWeather.com 司空見慣的“超預期” 在過去的連續28個月，我們觀測到的太陽黑子數量一直高于預測值，6月的太陽黑子數更是比上一次太陽極大期的任何一個月都要多?？茖W家原本預測本周期將會在2025年迎來峰值，但目前的情況預示著太陽活動極大期正在迅速逼近，而且很可能比預期的更加極端。  這張來自NASA太陽動力學天文臺的圖像，展示了2023年7月3日的太陽表面的情況，星羅密布的太陽黑子是我們在過去20年來所見過的數量最多的一次。 圖片來源：NASA/SDO 事實上，在6月29日，一個此前出現的太陽黑子就迅速膨脹為比地球寬約10倍的“龐然巨獸”，成為本周期最大的太陽黑子之一。隨后在7月2日，這個巨大的暗斑就爆發了X級太陽耀斑（X級是強度最高等級），直接沖擊了地球并導致美國西北和東太平洋地區無線電短暫的中斷。可以預見，伴隨著太陽周期逐漸達到峰值，這樣的事件在不久的將來會變得越來越常見。 參考鏈接： https://www./sun-highest-sunspot-number-since-2002 https://www./space/the-sun/see-the-monster-sunspot-that-launched-the-carrington-event-the-most-devastating-solar-storm-in-recorded-history https://www./space/the-sun/sunspot-numbers-hit-20-year-high-indicating-the-sun-is-fast-approaching-its-explosive-peak https://www./world/record-number-of-sunspots-spark-concerns-of-disruptions-to-life-on-earth https://www./news/space/article/sun-spots-warming-18185858.php
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