上周加拿大南部城市埃德蒙顿出现罕见的极光,甚至更南部的温哥华地区都反映看到了极光。
罕见的极光?问过漠河了吗?
一般来说,极光在极地(北极圈和南极圈内)比较常见,通常在纬度60°以上的高纬度地区才能看到,对于中低纬度地区来说极光是极为罕见的,而此次出现极光的埃德蒙顿处在北纬53°左右,据称那里很少看见极光。但我在找地图时发现,它跟我国最北部城市漠河刚好处在同一纬度,而我去查了一下,漠河平均一年也能看见几次极光,还不算太罕见。
为何在中纬度地区“罕见”出现?
虽然在靠近南北极的高纬度较为常见,但在纬度较低的地球就比较少见了。总体来说,一个天象一年才出现几次也勉强算是“罕见”吧,毕竟它一般只出现在南北纬60度以上,所以它为什么会在北纬53度出现?专家指出这是太阳耀斑爆发引起的。
极光爆发之谜——太阳耀斑
专家所说的太阳耀斑爆发又是啥玩意?故事要从19世纪中叶说起。1859年9月1日,英国业余天文学家理查·克里斯多福·卡林顿在对太阳黑子(太阳背面亮度较低区域)进行观察的过程中发现太阳黑子附近闪现明亮的白光,持续了数分钟。次日,全球各大爆发极光,甚至在南纬36度的中低纬度地区均能看见。与此同时地磁台站记录到强烈地磁扰动。这一事件把太阳耀斑、极光和磁场关联了起来。
为何会有极光?
随着科学研究的深入,极光形成之谜已被科学家所揭示。极光是由太阳磁场发出的带电粒子流俗称太阳风在经过地球附近时,被地球磁场偏转至南北磁极时,与南北极的高层地球发生碰撞产生的辉光。在极地附近属于一种较为常见的现象,一些在北极圈内从城市,一年中大部分时间都能看见极光。
太阳耀斑源自磁场爆发,无线电通信杀手
既然知道了极光来自由太阳磁场加速吹出的太阳风轰击,极光爆发的原因就显而易见了,自然来自于太阳磁场爆发所引起的太阳风爆发现象,而太阳耀斑正来源于此。
那么太阳磁场爆发产生的太阳风爆发对我们有没有什么影响呢?由于大气层的保护,一般来说太阳风对人体可能不会造成什么直接的伤害,倒是与耀斑同时产生的X射线等强穿透的高能射线会造成一定影响。而太阳风对人类的影响主要集中在电气和通讯方面。由于人类已进入信息时代,各种设备都采用了无线电通信,而爆发的带电粒子流对这些设备和通讯环境是致命的。
2021年进入太阳活动周期,我国羲和号太阳探测器发射,将检测太阳耀斑
从卡林顿首次观测到太阳耀斑开始,人类根据太阳黑子和太阳耀斑(两者往往同时出现)的活动周期统计出太阳活动周期约为11年,而今年到明年正是有记录以来的第25个太阳活动周期,此时,我国的首个太阳探测器羲和号发射升空,进入507公里的太阳同步轨道,此轨道与赤道近乎垂直,保持面向太阳。该探测器一个重要任务就是检测太阳耀斑爆发。
我国的太阳探测器羲和号能干啥?
羲和号的全称是太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星。其中的Hα是氢(H)阿尔法(α)光谱,是氢元素的一条特征谱线【注1】,波长为656.281纳米,处在红光波段。而这条谱线正是太阳耀斑爆发时亮度显著增强的一条谱线,因此通过对Hα光谱的持续观测能判定是否发生太阳耀斑爆发。
羲和号将为太阳的研究和太阳耀斑爆发提供预警,关于羲和号的内容计划另文详述,这篇文章太长写不完了,如有兴趣敬请关注。
【注1】关于特征谱线的内容可参看我去年写的一篇文章:宇宙大爆炸就是由它发现的——光谱分析史话
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