科学家们精确定位太阳有害粒子的来源©NASA/GSFC/SDO

科学家们查明了太阳上有害的太阳粒子的来源

来自太阳的高能粒子可能对宇航员和乘坐飞机的人构成辐射风险。

科学家已经定位了来自太阳的高能粒子的来源,这种粒子可能对航空乘客造成危险,并影响卫星。

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这些粒子在外层大气的风暴中以高速从太阳射出。

如果它们成功到达地球,可能会破坏卫星和电子基础设施,并可能对宇航员和乘飞机旅行的人造成辐射风险。

1859年,一场名为卡灵顿事件的大型太阳风暴在欧洲和美国引起了广泛的电报系统问题。

鉴于我们今天对电力的依赖,如此规模的反复风暴可能会造成更大的破坏。

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伦敦大学学院(UCL)和美国乔治梅森大学的研究人员认为他们做到了位于太阳上这些粒子来自哪里,以便更好地预测他们何时可能再次罢工。

他们的发现发表在科学的进步这项研究表明,这些粒子与位于太阳日冕低处、靠近太阳大气中间区域的等离子体具有相同的“指纹”。

“在我们的研究中,我们第一次准确地观察到太阳上的高能粒子来自何处,”合著者说斯蒂芬妮亚德利博士来自伦敦大学学院。

“我们的证据支持这样的理论,即这些高电荷粒子起源于被强磁场压在太阳大气中较低位置的等离子体。

这些高能粒子一旦被释放出来,就会被以每秒几千公里的速度传播的喷发所加速。高能粒子可以非常迅速地到达地球,在几分钟到几小时内,这些事件会持续几天。

“目前,我们只能在这些事件发生时提供预测,因为在这些事件发生之前预测这些事件是非常具有挑战性的。

“通过更好地了解太阳活动的过程,我们可以改进预测,这样当重大太阳风暴来袭时,我们就有时间采取行动降低风险。”

2018年8月发射的Nasa Parker太阳探测器的数据将有助于我们了解太阳高能粒子©Nasa/Bill Ingalls
2018年8月发射的美国宇航局帕克太阳探测器的数据将帮助我们了解太阳能量粒子©NASA/Bill Ingalls

研究人员利用位于太阳和地球之间的NASA“风”卫星的测量数据得出了这一发现。

2014年1月,他们观察了一些太阳高能粒子流,每一种至少持续一天。这些粒子来自太阳的11944区域,那里有一个非常强的磁场。

太阳耀斑和日冕物质抛射经常被观测到,它是当时太阳上最大的活动区域之一。从地球上甚至可以看到该区域,被视为太阳表面的一个黑子。

“我们的观察提供了一个诱人的一瞥,在上一个太阳周期的一些事件中,产生太阳高能粒子的物质来自何处,”主要作者说大卫·布鲁克斯博士来自乔治梅森大学。

“我们现在正在开始一个新的太阳周期,一旦它开始,我们将使用相同的技术,看看我们的结果是否普遍正确,或者这些事件是否有点不寻常。

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“我们很幸运,因为我们对太阳风暴和太阳高能粒子背后的机制的理解可能会在未来几年里快速发展,这要归功于将从两个航天器获得的数据——欧空局的太阳轨道器美国宇航局帕克太阳探测器——它们比以往任何航天器都更接近太阳。”

太阳风暴会摧毁互联网吗?

数十亿吨的磁化等离子体定期被太阳大气层上层的剧烈对流喷射到太空中。这些“日冕物质抛射”(cme)的速度高达每小时1100万公里,太阳每周可以发射20次,这取决于它在11年活动周期中的位置。

虽然日冕物质抛射很常见,但它们的发射弧线很窄,大日冕物质抛射到地球的几率相对较低。我们在2012年差点就罢工了,但上一次大罢工是在1859年,那时社会还没有开始依赖电力。

如果类似规模的日冕物质抛射在今天袭击地球,它可能会破坏轨道卫星上的电子设备,扰乱导航和通信系统,以及互联网赖以运行的GPS时间同步系统。它还会在大气中产生电磁辐射,在我们的电网中产生巨大的电流,可能会烧毁变压器,导致长时间停电。

没有电力,社会本身将陷入瘫痪——不仅仅是互联网。但这是最糟糕的情况。监测太阳的科学家将能够给我们发出几天的CME危险警报,在这段时间内,脆弱的卫星可能会暂时关闭,电网也会重新配置,以限制干扰在…上

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