超大太陽“青春痘”會威脅地球安全嗎？

圖為馬來西亞一座天文臺拍攝的太陽黑子群AR12192精密圖像，時間是10月21日

　　近日，太陽臉上的一片“青春痘”吸引了公眾的注意力。據報道，近日一個巨大的黑子群出現在太陽表面，面積為24年來最大。太陽表面出現如此大個頭的“青春痘”會對地球產生什么影響？人類是否有辦法預測太陽黑子的出現？記者采訪了國家空間天氣監測預警中心高級工程師陳安芹。

　　尚未對地球產生惡劣影響

　　陳安芹表示，這片黑子群最早10月17日出現在日面，并不斷變大，在10月23日左右觀測效果最好，目前已經隨著太陽自轉進入背對地球的一面。

　　這片巨大的黑子群被科學家命名為AR12192。專家估計，AR12192的跨度已達125000公里，是地球直徑的20倍。“這一面積超過了太陽上一活動周期的最大黑子群，比它更大的黑子群要追溯到1990年11月的AR6368。” 陳安芹說。

　　太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦，溫度比太陽光球層表面溫度要低1000攝氏度到2000攝氏度，約為4600攝氏度，因此看上去像一些深暗色的斑點。太陽黑子的多少和大小，常常標志著太陽這顆壯年恒星內部活動是否劇烈。

　　雖然黑子群AR12192的面積非常大，但它對地球的影響有限。“黑子群AR12192引發了數十次太陽耀斑爆發，但沒有形成日冕物質拋射，因而沒有帶電粒子到達地球。”陳安芹說，這片巨大黑子群對我國帶來的影響，目前只是8月19日的X級耀斑期間，我國大部分地區短波通訊受干擾。

　　太陽活動可能威脅地球安全

　　太陽活動對地球的威脅來自帶電粒子。在出現黑子的區域，常常會有耀斑爆發，同時發生日冕物質拋射。太陽在這個過程中會向太空拋射出大量高速帶電粒子。這些粒子的速度可能高達每秒幾百甚至上千公里，如果它們恰好到達地球并對地球所處的空間環境產生影響，我們便說發生了太陽風暴。

　　一次強大的太陽風暴，可能會導致地球電力系統故障，甚至癱瘓。1989年發生的“魁北克事件”便是太陽風暴“擊中”電力系統的例子。在短短1分半鐘內，太陽風暴的帶電粒子使魁北克省1萬多個變壓器燒毀，當地電力系統迅速陷入癱瘓，發生長達9小時的大面積停電。在這場20世紀以來太陽風暴帶來的最嚴重電力故障中，電力公司因此損失上千萬美元。

　　地球磁場是地球保護傘。太陽風暴的大量帶電粒子飛向地球，可能會與地球兩極的磁場發生作用產生極光，還可能使地球電磁場發生變化，影響無線電通訊特別是短波通訊，并對航空運輸以及衛星導航裝置造成影響。“2000年7月14日發生的一次太陽風暴，產生了極光現象，并引發地球磁暴，使一些衛星出現故障、暫時癱瘓，并導致部分的無線電中斷。”陳安芹說。

　　受太陽風暴影響最大的是位于地球與太陽之間的航天器。陳安芹介紹說，高能帶電粒子會毀壞衛星搭載的儀器，造成衛星芯片擊穿、控制紊亂，甚至使航天器的軌道偏離。“幾乎每次大的太陽風暴過后都有衛星損壞的報告。”

　　超級活動區助力太陽風暴預報

　　美國國家海洋與大氣局太空環境中心副局長榮·茨威格曾表示，哪怕能提前一個小時預報太陽風暴的到來并加以警告，受太陽風暴影響造成的損害就能減低到盡可能的小。但很遺憾，精確預報太陽活動以及隨之而來的太陽風暴尚不可能。科學家們能做的，是年復一年地監測太陽，并像每天預報天氣一樣，根據經驗預測太陽風暴對地球的影響時間和強度。

　　預報太陽風暴中的一條重要經驗，便是太陽活動周期。十九世紀，德國人塞瑟爾·海因里希·施瓦布和瑞士人魯道夫·沃爾夫等通過對太陽黑子的觀測和研究發現，太陽活動呈周期性變化，在活動峰值年發生太陽風暴的可能性更大。后來的統計表明，一個太陽活動周期平均為11.2年。

　　陳安芹表示，從2008年底開始進入第24個活動周期，從整體上看其活動強度比第23周要弱。“黑子群AR12192的面積雖然是近24年來最大，但它沒有產生日冕物質拋射，耀斑爆發的強度也比第23周期的耀斑要弱得多。”

　　太陽活動第23周期中最值得一提的是2003年10月底的耀斑爆發。其強度是黑子群AR12192引發耀斑最大強度的10倍以上，其伴隨的日冕物質拋射速度超過每秒2500千米，引發了強烈地磁暴。“日冕物質拋射一般三天左右到達地球，而那次僅花了19個小時。”陳安芹說。

　　超高強度的太陽活動警示科學家，人類不僅要高準確率的太陽活動預報，還要加快預報速度，與高速的高能粒子賽跑。陳安芹表示，重點監控太陽表面的超級活動區能有效提高預報準確率和速度。

　　太陽活動區是指日面上各主要的太陽活動體（如黑子、光斑、譜斑、耀斑和活動日珥等）頻繁活動的區域，超級活動區則是其中活動尤為活躍者。陳安芹說，按照能量高低，耀斑可分為A、B、C、M、X五個級別，其中X級為最高級別。“超級活動區的數量其實不多，只占到活動區總數量不到5%，但它爆發的X級耀斑數量占到所有X級耀斑數量的40%以上。通過觀測超級活動區，可以在預報上占據主動。”

　　目前，科學界對太陽超級活動區的定義不完全一致。“有些研究選取黑子群最大面積、耀斑的指數、射電暴峰值流量以及太陽的總輻射量等參數作為判斷標準，有些研究則根據高能質子峰值流量、大耀斑個數等加以判斷。”陳安芹表示，按照通行標準，活動區AR12192正是科學家關注的太陽超級活動區。它后續可能引發的太陽活動，正處于世界各國的望遠鏡、衛星嚴密監控中。