太阳面临大爆发?地球已经“逾期”了一场毁灭性的太阳超级耀斑

Science科学说 2024-12-16 08:51:09

科学家警告,地球可能面临一次毁灭性的太阳超级耀斑,这种耀斑的能量释放可比数十亿颗原子弹还要强大。

最新研究显示,能够摧毁电网和卫星的超级耀斑比科学家之前认为的要普遍得多。

研究人员现在相信,这些灾难性事件的发生频率为每100年一次,而不是先前认为的每1000到10000年一次。

这意味着,地球可能很快会遭遇一次释放出一穷八千万焦耳能量的太阳“发脾气”——这就是一个后面跟27个零的数字。

这一能量是1859年卡林顿事件的100多倍,卡林顿事件导致部分电报网络瘫痪,甚至点燃了办公室里的纸张。

如果今天发生如此强度的事件,冲击将更加严重,因为我们对卫星通信网络的依赖加大。

超级耀斑的影响将导致电网过载,卫星失去轨道,全球通信网络瘫痪,飞机在全球范围内停飞。

共同作者、马克斯·普朗克研究所的纳塔莉·克里沃娃博士表示:“新数据清楚地提醒我们,即使是最极端的太阳事件也是太阳自然活动的一部分。”

正如今年极为活跃的北极光所显示的,太阳能够向我们发出大量辐射。

然而,太阳也有能力产生科学家所称的超级耀斑——这些辐射和恒星物质的巨大爆发远远超出人们的记忆。

这些事件的记录镌刻在史前树木的年轮和千年冰川的冰层中,作为放射性碳-14的层次。

然而,由于现代对太阳辐射的观测仅自太空时代开始以来才可得,因此很难预测这些超级耀斑的发生频率。

一支由马克斯·普朗克研究所(MPI)领导的国际研究团队并没有向下寻找答案,而是向上观察星星。

共同作者、MPI的主任萨米·索兰基博士表示:“我们无法观察太阳数千年的行为。”

“相反,我们可以在短时间内监测数千颗与太阳非常相似的星星的行为。”

科学家们记录了2009年至2014年间,NASA开普勒望远镜观察到的56,450颗类地行星的数据显示。

总的来说,这为团队提供了相当于220,000年太阳活动的数据,涵盖了与我们太阳具有类似亮度和表面温度的星星。

通过观察这些星星在四年期间发出超级耀斑的次数,研究人员能够计算一颗星星在其生命周期内发生超级耀斑的频率。

研究人员在2,527颗被观察星星上发现了2,889个超级耀斑,意味着超级耀斑的发生频率大约为每个世纪一次。

首席作者、马克斯·普朗克研究所的瓦莱里·瓦西里耶夫博士表示:“我们非常惊讶于类太阳星星频繁发生超级耀斑的现象。”

早期研究曾表明,超级耀斑的平均间隔可能是千年甚至万年。

然而,那些研究的数据不足以确定太阳耀斑的确切起源,因此只能关注没有近邻的星星。

研究人员声称,他们的新研究是迄今为止最精确和敏感的。

在地球上也有证据表明,巨大的太阳风暴正在到来。

当超级耀斑爆发时,它会向地球发出一波高能粒子,这一事件被称为日冕物质抛射。

这些粒子撞击碳原子,产生一种名为碳-14(C14)的放射性同位素。

由于C14具有较长的半衰期,科学家可以在数千年后检测到它,并推测出太阳耀斑的发生时间和强度。

利用这些技术,研究人员在过去的12,000年中发现了五个极端太阳粒子事件和三个超级耀斑候选者,其中最剧烈的发生在公元775年。

然而,这仅得出了每1500年发生一次超级耀斑的频率。

共同作者、芬兰奥卢大学的伊利亚·乌索金教授表示:“尚不清楚巨型耀斑是否总是伴随日冕物质抛射,以及超级耀斑与极端太阳粒子事件之间的关系。”

这意味着,之前基于地球证据的估计可能严重低估了超级耀斑的发生频率。

尽管无法确定太阳的下一个超级耀斑何时会发生,但其结果可能是灾难性的。

1989年,一场大型地磁风暴导致魁北克地区停电长达九小时。

同样,在2003年,一次耀斑使瑞典停电一个小时。

太阳耀斑对位于地球大气保护层之外的卫星影响尤其严重。

不仅电离辐射的影响会影响通信系统,太阳耀斑甚至可能将卫星拖出轨道。

随着恒星物质的到来,周围气体被电离,导致大气膨胀,使低地轨道的卫星受到更大的阻力。

这可能导致重要的GPS和通信卫星漂离其正常轨道。

在2031年,欧洲航天局将发射“监视者”卫星,该卫星将位于与太阳成60度角的位置,提前警告太阳风暴在到达地球之前。

这将为关闭电网和停用卫星争取宝贵时间,以应对即将到来的能量波。

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