太阳喷出比太阳还大圈环,像电影中世界末日机器,幸好没对准地球

10月24日,太阳和地球之间的L1拉格朗日点,距地球150万公里,美国宇航局(NASA)的太阳和太阳圈探测器(SOHO)正在对太阳进行例行观测。
突然,一团巨大的圈状物质从太阳上射了出去,并迅速扩展到超过太阳大小,看起来就像《星际迷航》中的“世界末日机器”(The Doomsday Machine),恐怖地从太阳中冲出来,正在寻找狩猎的死亡星球。
太阳的直径达139万公里,相当于地球直径的109倍,如此巨大的圈状物质究竟是什么,对太阳周围的世界又有什么影响,会造成什么巨大的灾难吗?

什么是日冕物质抛射

这团巨大的圈状物质叫日冕质量抛射(CME),是从太阳表面释放的大量等离子体物质与电磁辐射,主要成分是由电子和质子组成的磁化等离子体,可以冲向遥远的行星际空间,人类发射的多个探测器,包括好奇号、卡西尼号等,甚至已接近冥王星的新视野号都曾经受到它的冲击。
科学研究表明日冕物质抛射及太阳耀斑都与太阳的磁重联现象密切相关。当太阳表面两个相反的磁场聚集在一起时,磁力线会重新排列,这就是所谓的磁重联,可以释放出原本存储在磁场中的巨大能量。这些磁力线在螺旋形的结构中向左或向右扭曲,并在太阳磁力线环圈的拱圈上重新连接,突然释放能量就可能产生耀斑,并抛射出大量的日冕物质。
日冕物质抛射就像太阳释放能量的阀门,在每个太阳周期中不断出现,多的时候一天三次,少的时候五天一次,抛出的物质团块大小不等。如果不是通过这种方式不定期地释放能量,太阳就会在积聚起来的巨大能量中被彻底撕裂。

可以冲到星际空间

这次发现的日冕物质抛射确实非常恐怖,不但像星际迷航中的世界末日机器,有一张饕餮大口和尾巴,而且极其巨大,从图片上看已经超过太阳了,那么它会对太阳周围的世界产生什么影响吗?
我们应该庆幸的是,它并没有冲着地球而来,否则现代文明就该遭受一次空前的冲击了。
生活在南方的人可能都知道竹子,当你将干燥的竹子堆在一起燃烧时,就可能发生和日冕物质抛射类似的现象。竹子里面的空气受热后,会突然将竹筒炸开,把炙热的气体物质以极高的速度推向某个方向。
日冕物质抛射也是如此,这些抛出的物质以20公里到3200公里/秒的速度运行,平均速度达489公里/秒,最快13个小时就能到达地球。而在其它星球上或星球附近,人类发射的探测器也都检测到了这些日冕物质抛射。
比如在2014年10月14日,一个巨大的行星际日冕物质抛射爆发,巨大的等离子体冲出了太阳,很快欧洲空间局和NASA几个观测太阳的卫星就受到了它的轰击;
通过金星的时候,欧洲空间局即将坠入金星的金星快车也收集到了它的数据;
10月17日,这些日冕物质到达火星,轨道上的火星快车、MAVEN、2001火星奥德赛号和火星科学实验室都观察到了它,火星地表的好奇号发现星系宇宙射线的突然减少,也被认为是它的影响;
10月22日,距离太阳4.5亿公里的地方,它与楚留莫夫-格拉希门克彗星相撞,正在对彗星进行探测的欧洲空间局罗塞塔号发现了它的影响;
11月22日,这些日冕物质抵达了15亿公里外的土星轨道,卡西尼号发现了它的踪迹;
三个月后,已航行到接近冥王星的新视野号探测器,发回的数据中也有疑似这些日冕物质的信号;
在17个月后2016年,旅行者2号在即将进入星际空间的165亿公里处,这些抛射出来的日冕物质追上了它,并在它的数据中留下了信号。
科学家们相信,日冕物质抛射会继续冲向日球层顶,并和星际介质发生交会。
看看,这家伙有多牛,从太阳上爆发出来后,竟然可以一直冲到星际空间。不过更牛的是人类发射的探测器,居然那么多探测器都发现了这次日冕物质抛射的行踪,并进行了全程跟踪和现场直播,人类的监控真是无所不在啊。

日冕物质抛射对地球的影响

这种所谓“世界末日机器”的日冕物质抛射会对地球,对我们产生什么影响呢?
和燃烧竹子爆发的火星类似,我们稍微站远一点,就不会对我们造成什么实质性的伤害了。日冕物质抛射也是,即使它再强大,释放的能量再多,在1.5亿公里外的地球,也没必要产生地球被烤焦,我们没地方居住的担心和焦虑。
然而日冕物质抛射会引发地磁风暴,破坏地球的磁场,向阳的白天一面磁场被压缩,夜晚一面则拖出长长的磁尾,甚至可能因为磁重联释放出兆瓦级的能量,回流到高层大气层,影响通讯设施及卫星空间站。
日冕物质抛射中的高能粒子可以引发强烈的极光,干扰无线电传输,甚至导致电力系统的破坏,引发大面积停电,对现代社会造成巨大伤害。根据此前的一项研究,不管是日冕物质抛射还是太阳耀斑等太阳爆发现象,如果达到1859年卡灵顿事件的级别,将可能导致全球经济的瘫痪,造成2万亿美元的经济损失。
幸运的是,这次巨大的抛射并没有对着我们地球而来,太阳系的空间也极为空旷,我们地球实在渺小到不值一提,所以太阳大规模爆发正好影响地球的几率并不大,否则地球也不可能演化出生命,或给智慧生命流出足够长的演化时间了。
你可能要大呼幸甚至哉歌以咏志了!
不过不要高兴得太早了,根据NASA网站2014年7月23日的一篇文章,美国一家科学预测机构的物理学家皮特·莱利预测,未来10年卡灵顿级别的太阳风暴袭击地球的几率达到了12%,这是一个令人惊讶的概率,不能不引起人们的高度警惕了。
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