“五年来最强”你能保护自己免受太阳耀斑的伤害吗？

过去的一个月里，科学家们记录了太阳上几个最强的耀斑。地球大气中相关的地磁扰动导致无线电通信系统出现故障，并产生了明亮的极光——即使在中纬度地区也能观察到它们，塔蒂亚娜·波德拉奇科娃是空间天气专家、Skoltech 副教授、工程学博士，她谈到了不寻常现象的物理学以及太阳如何影响我们的生活。

从太阳生命的角度来看，这是一个绝对自然的过程。2019 年 12 月，又一个 11 年的太阳活动周期开始了。根据预测，它将在 2025 年或 2026 年达到顶峰。现在太阳处于觉醒阶段——它有更多的太阳黑子和太阳耀斑。4月20日是近五年来最强的一次，从4月17日开始，恒星表面出现了一组比地球大几倍的斑点，肉眼可见。

我用普通智能手机的相机给它们拍了张照片，用一个特殊的滤镜保护它，它是用来观察日食的。没有这个，这是不可能的 - 以免损坏电子设备。

随着太阳周期的发展，太阳大气中的斑点和物质抛射的数量将会增加。对于太阳来说，这绝对是正常的，这里并没有什么特别之处。但这种现象本身当然是惊人的。在一瞬间，两分钟内，释放的能量比地球一年产生的所有能量还多。

什么是太阳黑子，它们是如何形成的？

这些是从恒星内部升起的强大磁场的视觉标记。当太阳的活动处于最低限度时，它就像地球一样，像一块经典的磁铁，带有垂直的圆形线，沿着子午线指向并连接南北。但由于恒星赤道的等离子体比两极的旋转速度快约 30%，它会将磁力线像钩子一样向前拉，并使其沿平行线水平旋转。随着太阳围绕轴的每一次旋转，这些线条越来越多地缠绕和压缩。最终，它们像一团线团一样扭动起来，然后向上爆开，刺穿了阳光明媚的表面。这就是斑点的出现方式。

在该区域，磁场减缓了能量和热量的传递，因此其中的物质比太阳表面的其他部分稍冷。这就是为什么这些斑点看起来很暗的原因，尽管它们实际上也是发光的，尽管程度低于辐射和更热的周围光球层。在周期结束时，太阳落下并再次变成具有两极的经典磁铁，但同时南北互换位置。这种情况每 11 年发生一次。

太阳耀斑与太阳黑子有关吗？

一个带有太阳物质的磁管从一个地方出来，形成一个巨大的拱门，进入另一个地方。因此，斑点通常成对观察，就像磁铁一样，一侧为正，另一侧为负。这些拱门积累了巨大的能量。它可以突然以耀斑或日冕物质抛射的形式释放到外太空。这些是太阳系中最强大的能量事件。耀斑发出的光只需 8 分钟即可到达地球，而大规模抛射——从太阳吹出的重达数十亿吨的巨大等离子磁泡——则需要几天时间。

极光与日冕物质抛射有关。接近我们的星球时，等离子云可以打破地磁场并引发太阳和地球磁力线的重新连接。带电粒子沿着它们移动到极地区域并激发氧和氮。激发原子的辐射给天空涂上了不同的颜色。所以太阳的情绪被传递到地球。

在特别强烈的风暴期间，极光区到达中纬度地区。我们最近观察到了类似的现象。在 4 月 11 日的一次强烈耀斑之后，喷射出一个巨大的日珥——更冷、密度更高的气体。相关的日冕物质抛射于 4 月 14 日抵达地球，世界各地都出现了明亮的极光。在俄罗斯，他们出现在列宁格勒地区甚至下诺夫哥罗德附近。

这些太阳事件对人类和仪器有多危险？

让我举几个最近的例子。2022 年 2 月 3 日，SpaceX将 49 颗卫星发射到太空，作为Elon Musk的 Starlink Internet 项目的一部分。但由于太阳的日冕抛射，其中 40 颗没有进入轨道并在地球大气层中燃烧。财务损失超过 5000 万美元。3 月 30 日，爆发了最强大的 X 级。来自它的辐射导致地球大气层的上层电离，并中断了北美和南美的无线电通信。无线电爱好者、水手和空中交通管制员注意到传输故障和异常的信号传播效应。

当发生日冕抛射时，一团质量为数十亿吨的等离子体云从太阳传播，在其前面有冲击波。它以极快的速度撞入地球大气层，地球磁层的保护气泡从阳光的一面可以大大缩小，使地球静止轨道上的卫星和外层空间的宇航员失去自然保护。地球的大气层升温和膨胀，导致卫星减速、脱离轨道并失控地落回地球。在太阳活动最大时，它们需要每两到三周调整一次。

在耀斑期间，高能太阳粒子被抛入太空，对卫星和宇航员的电子设备构成严重威胁。它们将电子从原子中敲出，破坏 DNA 的结构。如果没有大气层，硬 X 射线会摧毁地球上的所有生命。但我们很幸运，她保护了我们。与此同时，大气中发生了一些影响，无线电通信和全球定位系统受到干扰。

高能太阳粒子的强力轰击会破坏电子设备。因此，保护 的唯一方法是关闭敏感设备，将设备转移到待机模式。在太阳风暴期间，任何卫星机动和飞机在两极上空飞行都会停止 - 那里的无线电通信会丢失。机组人员接受的辐射剂量变得很大。国际空间站上的宇航员会搬到墙壁较厚的房间。

活跃的太阳对我们日常生活的影响也可能是毁灭性的，因为它非常依赖技术。在超级风暴期间，无线电通讯、GP S 将关闭，手机、互联网将停止工作，交通将停止，银行支付等等。