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太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

近年来,中国航天都有大动作,例如我们已经从月球上取回了月壤,也发射了“天问一号”火星探测器到火星探测,同时空间站项目也进行得如火如荼。中国航天当然不会停止于这些项目,还会对太阳进行探测,首先主要探测的就是太阳耀斑和日冕物质抛射,那么这两种现象到底会对我们的生活带来什么改变呢?

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

我们都知道太阳是一个非常巨大的火球,那么这个与太阳耀斑和以免物质抛射有什么联系呢?首先我们先来了解一下太阳耀班。

就是因为太阳的温度非常高,就算是到了太阳的表面,大约也有5500℃,如此高的温度,很容易就会使一些气体电离。其实太阳主要也是以一些气态的物质存在,只不过由于它的质量非常大,拥有足够的引力将这些气态的物质束缚在一起,也就是引力约束,才使得太阳会形成一个巨大的火球。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

然而这些气体电离之后,也就成为了等离子体,它们仍然会流动的。这些流动的等离子体周围就会形成磁场,由于这些等离子体足够多,而且太阳的旋转也会使这些等离子体会按照一定的方向跟着旋转,这样会产生的是一个非常强大的磁场。

但只要太阳变得越来越热,它表面上的物质就会向外膨胀,也是拥有脱离引力束缚的趋势,但由于太阳周围存在着强磁场,这些等离子体就会在强磁场的作用下改变方向,以至于这些物质积累在太阳表面越来越多,它们的密度也变得越来越大。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

虽然强磁场可以使这些等离子体束缚在太阳的表面,但凡事都会有一个度,当超过这个度的时候,这些物质也会积累非常巨大的能量,然后就会冲破太阳强磁场的束缚,这就产生了太阳耀斑。

太阳耀斑的光谱非常复杂,几乎包含了整个光谱的射线,其中当然也会含有大量的X射线和伽马射线,这些都是属于高能射线,对于人类来说都是非常危险的,幸好我们的地球上拥有一层厚厚的大气层,就会把这些大量有害的射线都吸收,才使得地面的环境比较适合生物的生存。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

如果是在太空中,那就不一样了。例如人造地球卫星,它们经常都是被发射到脱离大气层,然后再为人类服务,这些卫星上面都拥有很多的金属器件,在这些高能射线的撞击之下,就会有自由电子从金属里面逃逸出来。这个其实比较容易理解,就是光电效应,20世纪著名的科学家爱因斯坦就是因为解释了这一效应获得了诺贝尔奖。

这些自由电子就有可能会短路电子元件,对卫星的性能造成影响;当然移动的电子也会产生磁场,这也会对卫星的性能不利的。其实有一些卫星是有抗辐射防护,但在这些高能射线的作用下,这些防护也无法将卫星完全保护起来,间接也就影响了地面上人类的生活。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

另外,在一些高海拔地区,又或者正在坐飞机在高空飞行的人,由于他们所处在的大气层密度相对于地面比较稀薄,就有可能会暴露在太阳耀斑辐射下的危险,短时间的照射就有可能会引起皮肤的红肿过敏,要是照射的时间增强了,就有可能会患上皮肤癌,但只要症状不是很严重,一般恢复正常生活之后也能慢慢地痊愈。

至于要了解日冕物质抛射的影响,首先我们还是得来认识一下日冕。日冕指的就是太阳大气的最外层,厚度可以达到几百万公里以上,要知道地球的半径也就只有6000多千米,以日冕的厚度比起来,真的连零头都不够。日冕的温度非常高,甚至可以达到100万℃。

日冕物质抛射,也就是指太阳的日冕层抛射出来的物质,抛射出这些物质并不容易,但如果真的出现了这种现象,通常就会有大量的物质从日冕层抛射出来。这些物质主要成分都是由电子和质子组成的等离子体,也有少量的重元素,更为关键的是通常都会伴有非常强大的日冕磁场。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

日冕物质抛射通常都会与太阳耀斑一起产生,并且都能在地球的极圈中产生极光。日冕物质抛射给地球带来的影响,最直接的就是改变地球磁场,使地球的磁场出现剧烈的变动,这样就会使依靠地球磁场来辨认方向的动物出现方向混乱,指南针的指向也会变得混乱不定。

日冕物质抛射通常都会引起地磁风暴,人类有史以来记录的最强地磁风暴,是发生在1859年9月的卡林顿事件,地球的磁场出现了异常,也摧毁了部分美国新建立的电报网,并且引发了火灾。其实在1989年3月,又面临了一场新的地磁风暴,只不过这一次并没有卡林顿事件那么强。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

地磁风暴通常都会对人类的通信造成巨大的影响,尚且在19世纪的卡林顿事件也对人类的通信造成了部分破坏,如果是发生在21世纪的今天,人类对于无线电通信依赖的程度将会变得越来越高,这些地磁风暴给人类所带来的损失就更加难以估算了。

所以了解太阳耀斑和日冕物质抛射,对于这些现象给人类带来的影响也非常重要。因此中国也准备发射首颗探测太阳卫星,主要的目的就是为了观测太阳变化活动,最为关键的就是太阳耀斑和日冕物质抛射等等自然现象。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

中国的这颗卫星全名是叫作“先进天基太阳天文台”,英文缩写为ASO-S,但这个卫星预计会在距离地面720公里的轨道运行,你没有看错,这个还是环绕地球的卫星,而不是环绕太阳的卫星,而且这个距离离太阳还有很远,要想观测太阳耀斑和日冕物质抛射等自然现象已经足够了。

其实,美国国家航空航天局在2018年的“帕克”探日卫星是靠近太阳比较近的距离进行探测,甚至就近的时候靠近了一个近日点,美国的这一次探日活动并不是为了研究,而是为了观测太阳周边宇宙环境的具体参数,这种活动其实与美国经常派一些潜水器到其他国家的海域附近探测水文参数有点类似。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

既然美国也有相关的探日活动,很容易就会使人们将中美两国的探日活动进行对比。由于太阳周边的温度非常高,一般的探测设备根本就无法承受如此高的温度,所以探测的条件相对也会高很多,而美国人的解决办法就是设置了一层隔热层防护,但这样一来对于观测太阳附近的环境参数就不是那么准确了,所以我认为这两种探日活动根本就没有可比性。

由于中国的探日活动与美国的有着根本的区别,所以中国的探测器根本就没有必要离太阳很近,只要可以正常地进行探日活动就行了。

而且中国对于太阳的探测活动正处在起步阶段,按照中国航天员稳打稳扎的态度,也是先从最基础而且与人类生活息息相关的自然现象入手,也许在这些研究的基础之上,就可以做更深一步的研究,到时候发射距离太阳更近的探测器也是有可能的。

太阳耀斑和日冕物质抛射会带来哪些影响?

综上所述,太阳耀斑和日冕物质抛射,这两种自然现象对于人类的生活拥有很大的影响,所以中国准备探日的时候,就先从这些与人类生活息息相关的自然现象着手,这其实也是一种比较谨慎的态度,期待中国会有更大的发现。

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