江蘇衛視《從地球出發》科普課堂:太陽風暴究竟有多可怕?感受來自太陽的“憤怒”


江蘇衛視《從地球出發》科普課堂:太陽風暴究竟有多可怕?感受來自太陽的“憤怒”


太陽是地球賴以生存的能量來源,如果沒有太陽,地球上生物的繁衍生息便會受到嚴重影響。但你知道嗎,太陽也是一個危險的存在,比如第五期江蘇衛視《從地球出發》中涉及到的太陽風暴,便會給地球帶來嚴重影響。關於太陽,你究竟瞭解多少?本期科普課堂,一起感受來自太陽的“憤怒”。

江蘇衛視《從地球出發》科普課堂:太陽風暴究竟有多可怕?感受來自太陽的“憤怒”


打噴嚏還是咳嗽?李永樂、袁嵐峰現場科普太陽風暴

太陽風暴為自然現象,是指太陽上的劇烈爆發活動及其在日地空間引發的一系列強烈擾動。它並非科技術語,而是太陽爆發活動及其引起的近地擾動的一種形象和通俗的說法。

在袁嵐峰看來,太陽風暴具有突發性和強烈性,放射的能量可以到達千億顆核武器爆炸。因此,太陽風暴相當於太陽打了個噴嚏。

而在李永樂看來,太陽風暴更像是太陽在咳嗽:從古至今,太陽發光功率基本保持不變。如果說突然發生的太陽風暴或耀斑,像太陽打噴嚏那樣劇烈,地球就會受不了。所以,太陽風暴只是太陽溫柔咳嗽了兩下。

太陽風暴也有其週期性。據李永樂介紹,太陽風暴的週期性主要表現在太陽活動水平的週期變化上。太陽活動水平具有11年左右的週期變化特徵,有太陽活動高年和低年之分。通常在太陽高年,太陽爆發活動較多,太陽風暴發生頻次較高,強度大。相反,在太陽活動低年,太陽爆發活動少,太陽風暴發生頻次低,強度相對較弱。但歷史上也存在太陽高年沒有爆發活動的情況,比如17世紀時,太陽黑子持續70年不活動,進而導致歐洲平均氣溫下降2度,形成一個小冰期。

太陽風暴有多可怕?造成停電是常有之事

《熄光日》中,太陽風暴致使全市供電系統癱瘓,影響人類日常生活。現實中,太陽風暴會對地球產生哪些影響?

袁嵐峰表示,太陽風暴會導致磁暴發生,造成停電是常有的事。1989年3月13日,在太陽活動22周峰年期間的強磁暴曾使加拿大魁北克的電網受到嚴重衝擊,致使魁北克供電系統癱瘓,600多萬人在無電的冬天度過了9個小時;強磁暴還燒燬了美國新澤西州一座核電站的巨型變電器,導致大量輸電線路、變壓器、靜止補償器等電網設備跳閘或損壞。

除此之外,太陽風暴還會干擾無線電通信。2006年12月13日,太陽耀斑對我國短波無線電通信造成嚴重影響:廣州、海南、重慶通信中斷達3小時之後恢復正常;衛星也受此影響,故障頻繁,比如風雲一號氣象衛星、亞太2號通信衛星等。

然而,太陽風暴並不總是壞事,它可以擋住危害更大的宇宙線。所以袁嵐峰認為,太陽風暴是好是壞,只是相對的概念。

如何應對太陽變化?目前仍以預防為主

那麼,人類應該如何應對太陽的一系列變化呢?

袁嵐峰介紹,目前人類還是以防護為主,比如重要的衛星周圍事先包裹一層金屬的鎧甲,即影片中的法拉第籠。

2019年3月,我國聯合歐洲空間局研製的太陽風-磁層相互作用全景成像衛星(簡稱“微笑計劃”)正式工程實施。“微笑計劃”聚焦日地聯繫,利用創新的軟X射線和紫外成像儀器,首次實現對地球空間大尺度結構的整體成像,揭示太陽活動影響地球空間環境的變化規律,為預測及減輕地球空間天氣災害發揮重要作用。“微笑計劃”衛星預期於2023年底發射,運行壽命3年。

太陽是地球的主要能量來源,但並不是唯一能量來源,如地熱能、核能等,便與太陽無關。太陽向外釋放的能量全部來源於氫元素的核聚變。核聚變是核裂變相反的核反應形式。科學家正在努力研究可控核聚變,核聚變可能成為未來的能量來源。目前,人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。

中國在核聚變領域相當先進,應該說是國際領頭羊位置。張揚解釋道,目前我國已經出現人造太陽——“東方超環”,這是我國領先於世界的研究。資料顯示,2018年,中國的人造太陽已經達到了等離子體溫度一億度以上。

太陽也有“生老病死”?50億年後或將變成白矮星

在許多的文化和宗教當中,太陽都是永恆不滅的象徵。但事實上,太陽也是一個自然形成的天體,也有“生老病死”。

袁嵐峰介紹道,現在太陽壽命大約為46億年,處於穩定燃燒的中年階段。大約在50億年之後,太陽中的氫就會全部燒完,便開始燃燒氦。那時候太陽就會變成一個爆裂的晚年球體:最開始太陽會劇烈膨脹變成一顆紅巨星,甚至吞噬掉整個地球;接下來會發生劇烈的氦閃,在很短時間裡消耗完氦燃料;最後會收縮變成一顆白矮星,就不再發生核聚變。這便是太陽的最終結局。



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