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地球曾于 (2012年8月31日) 逃过太阳一劫 !  

2014-08-06 08:58:20|  分类: 大自然 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2012年8月31日,日面边缘发生的一场日冕物质抛射。就在此前一个多月,太阳曾经发生过有史以来很可能是最剧烈的太阳风暴,幸好它射偏了,没有命中地球。所以说,地球躲过了一枚子弹。更确切地说,是那枚子弹射偏了。

如果它击中地球的话,我们就有大麻烦了。

这枚子弹,是一场太阳风暴,是太阳向外爆发出来的上十亿吨等离子体。这种事件,被天文学家称为日冕物质抛射(CME),实际上还挺常见的。但是,具体到这一场日冕物质抛射,可以称得上是一头怪兽。事实上,它有可能是有史以来最剧烈的一场日冕物质抛射。

有时候,人们会问我,天文学上有没有任何东西能够真正令我担心。类似这样的事情,差不多就是最让我担心的。为什么?因为这样一场太阳风暴大到足以导致全世界断电长达好几个月,还会破坏我们的现代生活所依仗的重要的人造卫星。

尽管这场太阳风暴没有命中我们,但它确实击中了一颗环绕太阳运转的探测器STEREO A,它观察到了整个事件发生的过程。

那么,到底发生了什么事?这样的事件真有这么危险吗?

简单回答的话,这是因为太阳有一个非常复杂的磁场。在太阳的内部,有许多巨大而又炽热的等离子体团块,从太阳的深处上浮起来。这些团块有着它们自己的内部磁场,随着它们上浮到表面,磁力线巨大的环路便会穿透日面。这些磁力线环携带着大量的能量,通常这些能量会沿着磁力线上升,又落回到太阳表面。

但是,如果一大堆这样的磁力线环缠绕在一起,它们也能够发生相互作用,彼此连接在一起,将它们携带的能量一下子全部释放出来。结果便是一场巨大的爆炸,远比我们地球上所有的核武器全部引爆还要剧烈——我们把这种爆炸称为太阳耀斑爆发。有时候,这种爆炸会在太阳的外层大气(即日冕)中触发更大规模的能量释放。这就是日冕物质抛射。这团不断膨胀的亚原子粒子及能量包会横扫我们的太阳系,如果击中地球,它使会与我们地球的磁场相连接,产生各种破坏。

这些亚原子粒子的猛烈轰炸,能够烧毁人造卫星,并在地层深处引发巨大的电流。这些电流又会产生出电涌,导致大规模断电。比如1989年,一场这样的事件就摧毁了美国的许多变压器,并在加拿大的魁北克省导致大断电。

▲1989年的太阳风暴中被摧毁的一台变压器

有记录以来最大的太阳风暴,是1859年的卡灵顿事件。这场风暴非常强大,摧毁了横穿美国的电报线路,还在全球各地引发了极光现象。美国科罗拉多大学的太阳天文学家丹尼尔·贝克(Daniel Baker)估计,2012年7月的那场太阳风暴,剧烈程度至少跟卡灵顿事件相当。如果它击中地球,结果会是一场灾难。

我希望能够严谨一点。我总是试图非常严谨地、既不夸大也不小看来自天文事件的风险——有些人会对风险极小的事情过度恐慌,当然我也不愿意夸大任何危险。但在这件事情上,我不得不这么说:如果2012年7月那场日冕物质抛射击中我们,便会导致一场全球性的灾难。

许多人造卫星会被烧毁,它们的电路会发生短路。单这一点,就意味着我们会损失数十亿美元的太空资产,更不说全球通信、天气预报及其他所有依赖于人造卫星的关键系统的损失了。

在地面上,情况也同样糟糕。全世界都会发生断电事故。大型变压器会被由太阳风暴感生出来的巨大电流摧毁。这些变压器的建造和安置可能需要几个月的时间。设想一下,美国的大部分地区断电长达数月——而且还是在夏日炎炎的7月和8月,往常这是电网负荷最高的几个月。

所以,不开玩笑,这样一场太阳风暴可能非常非常糟糕。我很高兴,它没有命中我们!

▲2013年5月13日,太阳在24小时之内连续爆发出3次X级耀斑

但是,需要提醒的一点是,这完全就是运气。它也可以轻易地击中我们。根据过去50年来记录到的太阳风暴,贝克最近在《物理世界》上发表文章估计,未来10年内,地球被一场类似的太阳风暴击中的几率为12%。这个数字略高,至少让我觉得不太舒服。

实际上,我们做不到任何事情来阻止这样一场来自太阳的风暴。然而,我们有办法减轻风暴带来的破坏。比如,人造卫星就可以设计制造得更有能力抵御这样的风暴。另一个办法就是,美国的电网还是在用电负荷远远低于今天的时候设计和建造的;经过升级以后,电网或许能够承受大模型日冕物质抛射所感生出来的额外电流。

当然,这些技术都需要耗费资金。大量资金,肯定要以数十亿美元来计。但是,如果2012年7月的太阳风暴击中我们地球,导致的损失估计会在2万亿美元。这还不包括由此可能引发的人祸。

或许,我们的最佳措施是早期预警。英国布里斯托尔大学的工程师阿什利·戴尔(Ashley Dale)及其同事正致力于一个名为SolarMAX的项目。他说,在太阳周围布置一圈小型人造卫星,能够测量太阳的磁场,以及太阳风暴会途经的空间环境。这能帮助我们预测大型太阳风暴可能会在何地何地发生,是否会瞄准地球。他们估计,这可以给我们提供几天的预警时间;这些关键的时间可以用来转移电网上的电量,关停易受损的电线,让人造卫星重新指向,等等。所有这些举措都能够阻止太阳风暴可能带来的大多数破坏。

我相当重视这一威胁,如果说我们应该从2012年7月的太阳风暴中学到点什么的话,我认为我们都必须要严肃对待这一威胁。


                                                         本文来源:IT之家

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