銀河系最耀眼“煙火表演”:超級耀斑或將威脅地球
據國外媒體報導,近年來,探測銀河系邊緣的天文學家觀測到了銀河系中一些最耀眼的“煙火表演”——超級耀斑(superflare)。超級耀斑又稱超級閃焰,當這類事件發生時,恆星噴發出巨大的能量,其亮度急劇增加,從數百光年之外的地方都可以看到。科學家至今仍不明白其中的原因。直到不久前,研究人員還認為,這樣的爆發主要出現在那些年輕、活躍的恆星上,而不是類似太陽的恆星。
恆星超級耀斑的想像圖
然而,一項新的研究表明,超級耀斑也可以發生在像太陽這樣更古老、安靜的恆星上,只不過更加罕見,或者說大約幾千年一發生一次,該研究結果應當為我們星球上的生命敲響警鐘。如果太陽爆發超級耀斑,地球就很可能處於高能輻射波的路徑上。這樣的爆發可能會破壞全球的電子設備,造成大面積停電,並導致地球軌道上的通訊衛星短路。
科學家最初發現這一現像是從一個不太可能的地方:開普勒太空望遠鏡。美國國家航空航天局(NASA)的這台太空望遠鏡於2009年發射,目的是尋找環繞其他恆星運行的類地行星。不過,開普勒望遠鏡也發現了這些恆星本身的一些奇怪之處:極少數情況下,來自遙遠恆星的光似乎突然會變得更亮,甚至是瞬間變得更亮。
研究人員稱這些巨大的能量爆發為“超級耀斑”,太陽表面典型大小的耀斑很常見,但開普勒望遠鏡的數據顯示,超級耀斑的規模似乎要大得多,比地球上用現代儀器記錄的最大耀斑的威力要大上幾百到幾千倍。
這就自然而然地引出了一個問題:超級耀斑是否也會發生在離我們最近的太陽上?
沒有證據顯示太陽系在過去曾經發生過超級耀斑,當太陽年輕的時候,因為自轉很快,它非常活躍,並且可能產生過更強大的耀斑,但我們不知道這樣大規模的耀斑是否在現代的太陽上發生,即使頻率非常低,超級耀斑雖然是罕見的事件,但我們有可能在未來100年左右經歷這樣的事件。
為了尋找答案,國際研究團隊求助於歐洲空間局的蓋亞太空望遠鏡和新墨西哥州阿帕契點天文台的數據,在一系列研究中,研究小組利用這些儀器列出了來自43顆類太陽恆星的超級耀斑事件。然後,研究人員對這些罕見事件進行了嚴格的統計分析。
在這項研究中,恆星的年齡有著至關重要的意義。根據計算,年輕恆星產生的超級耀斑最多,而像太陽這樣的年老恆星(已經有46億年的歷史),產生超級耀斑的頻率就低得多,年輕的恆星大約每星期發生一次超級耀斑,對於太陽來說,它平均幾千年才出現一次。
雖然我們還無法確定下一次太陽的超級耀斑將於何時降臨地球,但這只是時間問題,而不是是否發生的問題,不過,人類有一定的時間來準備,保護地面和軌道上的電子設備免受太空輻射的威脅。
如果超級耀斑發生在1000年前,那可能不是什麼大問題,人們可能會看到壯觀的極光,但如果是現在,由於我們使用的各種電子產品,(超級耀斑)就成為一個很大的問題。
太陽耀斑
耀斑是太陽盤面或邊緣觀測到的突發閃光現象,能釋放出巨大的能量,並且通常伴隨日冕物質拋射等事件。耀斑通常在磁場較強、較活躍的活能層爆發,會影響太陽的所有大氣層(光球、色球和日冕)。
當等離子體物質被加熱至數千萬K的溫度時,電子、質子和更重的離子會被加速至接近光速,產生電磁頻譜中所有波長的電磁輻射(從無線電波到伽馬射線)。不過,由於絕大部分能量在可見光範圍之外,因此絕大多數耀斑是肉眼不可見的,需要通過不同的儀器觀測不同頻率的輻射。歷史上最強大的耀斑也是首次被觀察到的太陽耀斑出現在1859年9月1日,被稱為“1859年太陽風暴”。該耀斑可以用肉眼看見,並且在古巴和夏威夷等熱帶區域產生令人驚嘆的極光。
太陽耀斑發生的頻率隨著平均11年的活動週期變動,太陽活躍期時可達一天數個,平靜期時則一星期不到一個。大型耀斑的出現頻率遠小於小的耀斑。太陽耀斑發射的X射線和紫外線輻射會影響地球的電離層,擾亂遠距離的無線電通訊;分米波長的電波輻射則會直接干擾雷達和使用這些波長的儀器設備。太陽耀斑還會強烈影響地球附近的太空天氣,引發太陽質子事件,影響地球的磁氣圈並威脅宇航員和航天器。