光还在地球的时候(太阳的另一面——耀斑)
我们有什么办法可以让太阳不再发出热,让地球不再有生命呢?
有个叫做“太阳活动”的名词,说的是太阳大气中的等离子体就是带电离子、电子和原子等带电物质组成的聚集体)如何周期性地向外爆发。这种爆发发生时,太阳内部就会产生高速运动的“高能粒子”。高能粒子穿过大气层时,会发生散射、反射等效应,这个过程叫“耀斑”。这些粒子所产生的高温高压,能让地球上的所有生物瞬间毙命。
虽然我们每天都在看太阳,但其实太阳活动比我们想象中还要复杂和多面。
要想解释太阳的活动,就要先了解什么是“日冕”。日冕是一层包绕太阳表面的物质。当太阳光照射在日面上时,一部分阳光被大气阻挡住了(即折射),另一部分则被地球和其他天体吸引过去。在这种情况下,被挡住的太阳光就会变暗(即被散射)。
这些散射到太空中去的光就是“日冕物质抛射”(Cosmic Suspension of the Age)。这是一种高能量、高密度、高速运动且伴有大量带电粒子的活动现象。
一、光还在地球上
太阳上的太阳黑子,也叫“日冕物质抛射”。而日冕物质抛射,又可以分为“日冕物质抛射X”和“日冕物抛射X”两种类型。日冕物质抛射的发生会让地球上的大气层产生剧烈扰动,而产生这种扰动的主要原因,是太阳风中携带有高能带电粒子的高速运动。
在地球大气层中,太阳风对地球上生物的影响很大。如果地球上空有一团乌云,我们就能看到这团乌云中是一轮暗红色的太阳。在*,就被称为“红太阳”。
太阳风在地球上空产生了剧烈扰动之后,就会形成强烈的电离层。电离层主要是由带电离子组成的。当离子不断向外运动时,会与大气中其它粒子发生相互作用,使空气产生电磁场、电离作用等一系列物理现象。这些现象都会使地球上空形成一个区域叫做“电离层”(Electric Lunar Zone)。
这些电离层区域里还存在着一种被称为“亚毫米波”(亚毫米波是一种电磁波)的电磁波。我们平时使用的手机、电脑、电视等电子设备,都是以亚毫米波作为信号传输载体的。当电磁波遇到亚毫米波后,就会被其强烈的穿透性所抵消。所以,我们平常使用的电子设备所发出的无线电波根本无法穿透地面上厚厚的电离层进入太空中。
电离层会对人类生活产生什么影响呢?比如我们在发射火箭或者导弹时,就很有可能会被它“炸”到。因为在太空中,地球离太阳太远了,而发射出去的火箭、导弹等物体又无法像地球一样对地磁有一个稳定的支撑作用,所以它们就会“撞”到地球表面上。
我们经常说的“日冕物质抛射”现象,其实也可以看作是一种“日冕物质撞击”现象,它就发生在离太阳最近的地球上。这个时候,太阳风中携带着大量带电粒子与地面上大气层相互撞击而产生高温高压状态,从而形成一团巨大、高速运动、能产生高温高压作用的物质。
二、耀斑的爆发
耀斑是太阳爆发时产生的巨大放电现象。耀斑的名字,源于这种现象的爆发频率。在太阳的活动中,耀斑是一个活跃的现象,它通常持续几天,每隔几个小时就会爆发一次。
在地球上观测到的太阳表面出现的耀斑,通常都是发生在一个或几个星期之内。爆发时,太阳的表面会被照亮,然后很快地熄灭。这是因为在太阳黑子(即太阳表面上不发光、不发热的地方)附近温度最高,但黑子离太阳中心很远,而在黑子以外温度就会变得很低了。所以黑子附近是耀斑爆发最多的地方。
科学家们还发现了一个规律:在黑子附近,耀斑爆发频率会很高;而在较远的地方,则会很低。
什么是黑子?
黑子是太阳表面上不发光、不发热的部分(即“暗区”)。它在太阳活动周期*现次数最多,约占总爆发次数(约50%);其次为耀斑,占总爆发次数(约30%);而日冕物质抛射出现得最少,只占总爆发次数(约10%)。
但是为什么同样是在黑子附近,耀斑爆发频率会比黑子高呢?这是因为黑子周围的温度会比周围低很多,而且大部分耀斑产生于太阳黑子附近的那块区域。如果被其他天体吸引过去的光太强、太密集了,就会使那里温度很高且聚集很多光球。这样,在黑子区域外的地方就会被亮得发白、发出耀斑粒子的光。
三、耀斑和日冕物质抛射
耀斑和日冕物质抛射(CME)是两种最常见的太阳活动现象。当高能带电粒子沿太阳风传播到地球附近时,就会在日冕内形成耀斑。耀斑可以释放出大量的光和粒子,最常见的现象是“日冕物质抛射”,它会导致太阳发出强烈的闪光。耀斑还会影响卫星和其他航天器的正常工作,甚至使其失去作用。
太阳上的耀斑现象每年大约发生1000次,每次持续约30分钟。虽然现在还无法准确预测未来耀斑的位置和强度,但我们可以根据一些特征来大致推测。
首先,耀斑发生时产生的高能粒子通常速度很快。其次,耀斑爆发时太阳周围会形成一片区域,在这个区域内电子和离子会发生剧烈碰撞和混乱。
四、太阳的另一面
既然太阳的活动如此复杂,那么为什么我们从没有观察到它的另一面呢?因为太阳总是那么明亮。没有强烈的紫外线辐射,也没有太多的日冕物质抛射,所以太阳总是让人觉得平静和祥和。实际上,太阳也有不为人知的另一面。
首先,我们需要知道太阳内部的情况。太阳内部的温度和压力都非常高,在这个温度下,整个太阳几乎都被汽化了。但同时也产生了巨大的压力,这样就会使行星表面和大气产生剧烈运动。要想知道这些运动发生在哪里是非常困难的。
如果你乘坐一艘太空船往外看,你就会看到一个巨大的阴影,那就是太阳表面形成的一种新结构——等离子体结构。我们可以把这种结构称之为“黑子”。但是太阳黑子只是一个单独的区域而已,并不代表整个太阳都有黑子出现。而且,太阳黑子的形成与黑子是不同时期出现在同一块区域内的两种现象。换句话说,太阳是一个拥有不同结构、不同能量水平且错综复杂的整体。
虽然太阳黑子很活跃,但我们对它了解得并不多。当太阳活动停止时,我们就不能观察到它另一面的活动了。
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