我们应该如何担心太阳耀斑和太空天气英语「太阳耀斑和太阳黑子」

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摘录自：EVA BOTKIN-KOWACKI

NASA的太阳物理学专家解释了太空天气预报的工作原理，以及为什么地磁风暴似乎比以往任何时候都更具破坏性。

太阳在其中心发生热核反应，从而产生大量能量。每天，这种能量负责使地球宜居。但是有时候，太阳辐射会爆发，将高能粒子以最高速度飞入太空。如果我们的星球在辐射中’它会对我们的生活造成严重破坏。

那些太阳辐射的爆炸构成了所谓的“太空天气。”它可能和地面天气一样具有破坏性，尽管可能不像头条新闻警告的那样频繁。

“我们的恒星确实是一个巨大的热核炉。在其中心，温度在15到1700万摄氏度之间，大约6亿吨氢气融合成5.96亿吨氦气，”说Madhulika Guhathakurta,美国国家航空航天局的计划科学家’太阳物理学部和首席项目科学家“与明星一起生活”倡议，研究太阳-地球系统影响人类生活和社会的方式。每秒钟，这400万吨的失踪被转化为能源—我们所看到的阳光。但是“即使这种非常不稳定的控制活动发生轻微变化，也可能对地球产生严重后果，”她解释说。

尽管这种后果很少见，但依赖电力和无线网络的卫星和技术尤其脆弱。1989年，一场地磁风暴由强烈的太阳耀斑引发大停电在整个加拿大，有600万人断电了9个小时。2000年，一次太阳喷发导致一些卫星短路，并导致无线电停电。2003年，一系列太阳喷发导致停电扰乱了航空旅行和卫星系统。2022年2月，一场地磁风暴摧毁了至少40颗Starlink卫星就在部署它们时，SpaceX损失了超过5000万美元。

太空天气到底是什么？

一般来说，这个术语“太阳风暴”描述了太阳能量的强烈喷发何时射入太空并与地球相互作用。带电粒子不断地从太阳流到所谓的太阳风中。但是，更重要的喷发可能是太阳耀斑引起的，通常是暂时的黑暗斑块 (称为太阳黑子) 和强烈的爆炸 (称为日冕物质抛射)。这种活动中的任何一种变化都可能导致极光。

太阳耀斑本质上是闪光。当强烈的太阳磁场从太阳表面伸出时，它们就会发生，并以极高的速度释放出大量的电磁辐射。当辐射猛烈进入地球时，它将能量注入我们的星球’s电离层是我们大气层的最上游，Guhathakurta解释说。太阳的极端紫外线辐射可以使地球上的粒子极化’她说，电离层会对附近的任何其他带电粒子产生级联影响–意味着任何使用电力的东西都有风险。

与太阳耀斑旅行以光的速度说，（杰西·伍德罗夫）他领导NASA的太空天气研究计划’太阳物理学部。这使得他们很难预测和准备。“没有办法比已经以光速传播的太阳耀斑更快地向地球发出信号，”他指出。“所以你必须预测耀斑本身会发生。这是一个具有挑战性的科学问题，我们还没有解决。”

太阳耀斑是强烈的辐射爆发，日冕物质抛射是能量粒子的爆炸。因此，它们的行驶速度要慢一些。当太阳的大部分外部大气 (日冕) 爆炸，将过热气体送入太空时，就会发生这种情况。这些“大斑点的太阳能材料以很高的速度喷出，每秒数百公里，但它比光速慢得多，”伍德罗夫补充道。他说，这些可能需要半天到三天的时间才能到达地球。

如何预测太阳风暴

预测太空天气不是’我不太喜欢陆地天气预报。最大的不同: 在地球上，气象学家可以进行数百万次测量，并将其集成到预测模型中。伍德罗夫说，在太空中，科学家可以在少数几个地方放置仪器来观察太阳活动。

“我们没有’我对太阳和地球之间发生的事情有很好的了解，”他解释说。“很少有地方你可以把一个可靠的资产，只是坐在那里观看，因为卫星在轨道上移动。”拉格朗日点是地球和太阳之间的稀有斑点，两个物体的重力均等地拉动卫星以将其固定在适当的位置。那’美国国家航空航天局 (NASA) 将他们的“最重要的空间天气监视器，”伍德罗夫说，包括与欧洲航天局的合资企业(欧空局)。ESA正在开发另一个名为Vigil的任务，将航天器放置在一个拉格朗日点到本十年末，太阳旁边。NASA’同时，太阳动力学天文台研究绕地球运行的太阳。

伍德罗夫解释说，科学家们用他们的相机和传感器监测太阳表面发出的亮度变化。亮度激增可能只出现几帧—只持续几秒钟。

美国国家航空航天局 (NASA) 与美国国家海洋大气管理局 (National Oceanic at Atmospheric Administration) 共享其太阳观测站的数据，后者提供地磁风暴警告和监视的概率预测基于似然和地磁强度。根据太阳风暴的移动速度，他们可以在太空天气接触地球前几天或几个小时发出警告。

伍德罗夫说，最终目标是改善太空天气预报，使其与飓风预报。他说，他专注于地球的同事可以通过运行不同的模型来预测飓风的去向，从而在高度自信的范围内产生一系列结果。“我们正在开发这种用于太空天气的能力。”

所以，回到那些世界末日的太阳耀斑头条。太阳真的变得越来越活跃，威胁着现代社会的崩溃吗？Guhathakurta说，太空天气活动最近没有改变，但人类已经改变了。在过去的一个世纪里，人们越来越依赖电子产品，任何带有 “开关” 的东西都容易受到太阳风暴的影响，她说。

当这些能量粒子从太阳到地球涌动时，它们在我们的星球上造成的干扰’s磁场“产生电磁波动和电压波动，这些波动可以穿透地下并在我们的电网上产生波动，”古哈塔库塔说。随着对依赖于GPS等轨道卫星系统的设备的依赖日益增加，我们的电子设备更加暴露于太阳辐射的爆发。

为了减轻停电和仪器被太阳风暴炸毁的风险，科技公司可以在其设备中建立备用电源系统和其他冗余，并在战略上关掉它们当NOAA’s空间天气预报系统标志着高风险。

“人类文明已经从我们基于地球的领域扩展到日球层或太阳领域，”古哈塔库塔说。“我们不再只是简单地观察一个我们无法企及的环境，而是我们实际上生活在其中，在其中做商业，在其中旅行。因此，我们必须真正获得发展和居住这个新世界所需的理解水平。”