宇宙風暴(Space Storm)是指太空中發生的大規模的物理現象,主要形成原因為太陽風的磁場線與地球周圍的磁力線相交的時候,會形成一種漏斗,把大量的太陽等離子體灌注到地球磁層內。結果造成強大的電流涌入高層大氣層,甚至穿透海水和基巖。宇宙風暴對地球上的計算機、通信、電力等方面帶來極大影響。因此,研究宇宙風暴是諸多領域的重要研究課題。
2020年1月華威大學(University of 華威大學)和英國南極調查局(British Antarctic Survey)的一項聯合研究表明宇宙風暴可能起源于太陽耀斑,在太陽活動頻繁的年份,太陽會發生劇烈爆發形成宇宙風暴。
原理介紹
所有最猛烈的宇宙風暴都發生在太陽風的磁場線與地球周圍的磁力線相交的時候,此時會形成一種漏斗,把大量的太陽等離子體灌注到地球磁層內。結果造成強大的電流涌入高層大氣層,甚至穿透海水和基巖。這些落到地面的電流可以腐蝕埋在地下的管道,致使跨大西洋電話通話中斷和變電器過熱。1989年,當太陽活動正處于最近的一次最活躍期時,由地磁暴感生的電流曾致使加拿大魁北克省電力網供電中斷。
影響
名為“兄弟”E—1號的加拿大通信衛星繞地球飛行,并未出現嚴重故障。1996年春季,因宇宙風暴的破壞,衛星在幾小時內,所有重要的數據傳輸—信用卡交易、報紙版面設計、電子尋呼信號、電視和無線電廣播全部中斷,直至用戶改用后備系統。
預報
宇宙風暴可以對地球造成巨大的災害:計算機癱瘓、通訊中斷和電力網毀壞?,F在,科學家已經能準確地對宇風暴進行預報,使人類可以事先采取有效的預防措施。
由來自英國“大西洋觀測”組織的科學家和美國的研究人員組成的國際科研小組宣布,由于他們觀察到太陽表面磁場風暴的形成過程,所以他們成功地進行了人類歷史上首次宇宙風暴的預報。威力巨大的宇宙風暴由放射性的帶電粒子組成。這次風暴擊中了繞地球飛行的401通訊衛星,使美國數百萬觀眾的電視轉播因此中斷。英國“大西洋觀測”組織的科學家約翰·鄧迪說:“有史以來第一次,我們通過天文觀測儀器觀察到了太陽風暴從形成到襲擊地球的全部過程?!痹谌祟惖臍v史上,強大的宇宙風暴曾經引發了大規模的電力中斷、船只導航系統失靈等巨大的災難。科學家們認為,未來對宇宙風暴的預測可以是這樣進行的:先是繞地球飛行的宇宙飛船觀測到太陽表面的爆炸,再由衛星和地面站測出其強大粒子流襲擊的路線,然后進行預報。
到2000年,太陽風暴將會變得越來越大,因為太陽活動期達到最高峰,所以,科學家們希望未來可以提前一到兩周預報宇宙風暴。
管理衛星、管道和電力公用事業公司的人可以利用僅有的一點前兆,采取降低容易受到破壞的電子設備的供電或臨時切斷電力網之間的連接點的辦法限制損失。但是科學家必須先計算出太陽風和地球之間復雜的相互作用,這意味著這些衛星無法連續傳送數據。
美國航空航天局在1997年發射“先進綜合探索者”衛星(即ACE號衛星),把它送入位于太陽與地球之間的永久性軌道。ACE號衛星對太陽風進行隨時取樣,并迅速把取樣結果傳回地球。滴狀等離子體異常,ACE號衛星可以獲得撲捉,并向諸如“希爾德納”號等預測衛星發出大規模的太陽風即將襲來的警報。
觀測記錄
天文學家說他們觀察到驚人壯麗的太空現象,“哈勃”太空望遠鏡成功拍攝到完全形成的宇宙風暴圖像,在渦流氣體與輻射相互作用區域產生的風暴看上去很像洶涌的大海。
這幅驚人壯麗太空現象的照片是為慶祝“哈勃”太空望遠鏡在軌道上運行13年發表的,照片上呈現的是編號為M17恒星形成范圍內的一個很小區域。像天鵝星云一樣,M17位于離開地球約5500光年的人馬星座中。
圖像包容范圍約為3光年,這與地球到離開地球最近恒星的距離相當。宇宙風暴的顏色取決于不同的氣體,紅色表示硫,綠色表示氫氣,而藍色表示氧氣。
歐洲航天局(歐洲航天局)的威廉·赫歇爾(Herschel)紅外空間天文臺,發現過猛烈的分子氣體流離開星系。天文臺觀測到的最高流速超過1000公里/秒,高于地面颶風速度10,000倍。
這是科學家首次在星系樣本中毫無質疑地觀測到分子氣體的流出。這一發現之所以重要是因為恒星是由分子氣體構成的,而這些外流則從星系中奪去了它形成新的恒星的原料。如果這種氣體流出威力足夠強大,完全可以阻止恒星的形成。
(注:Herschel是目前世界上最大的紅外天文臺,用于觀測宇宙中溫度最低、距離最遠的一些物體。該天文臺的光譜和光度成像接收器(SPIRE)由英國設計并在卡迪夫大學科學家的領導下開展工作。)
參考資料 >
國家地理.央視網.2023-11-04
How likely is another Carrington Event?.earthsky.2023-11-04
宇宙風暴將可預報.中國氣象局.2023-11-04
驚人壯麗的宇宙風暴(圖).國家航天局.2023-11-07