耀斑之謎

太陽上最激烈的活動現象是耀斑,對地球影響最大的日面現象也是耀斑,當代太陽物理學中最大的難題還是耀斑。

耀斑最突出的特徵是來勢兇猛能量大,在短短的一二十分鐘內個大的耀斑可以釋放1萬億億億甚至10萬億億億爾格的巨額能量,相當於10~100萬次強火山爆發的能量和。如此大的氣魄,使地球上的自然現象望塵莫及

太陽是地球能量的源泉,如果太陽打個「噴嚏」,地球都會「感冒」。那麼,稱為太陽上「驚天動地的爆炸」的耀斑,毫無疑問地會對地球造成強烈的影響。耀斑發射出強烈的短波輻射;嚴重地干擾了地球低電離層,使短波無線電波在穿過它時遭到強烈吸收,致使短波通訊中斷。耀斑發射的帶電粒子流與地球高層大氣作用,產生極光,並引起磁爆耀斑的高能粒子會對在太空邀游的宇航員構成致命的威脅。近些年來,科學家還把地球演變、地震、火山爆發、氣候變化,甚至心臟病的發生率、交通事故的出現率與耀斑爆發聯繫起來。耀斑的巨大能量來自磁場,這可以說已成定論。簡單的計算表

明,一個強度為100多高斯、體積為100億億億立方厘米的磁場區域,一旦土崩瓦解,它釋放的磁能供給一次大耀斑爆發綽綽有餘。

從20世紀50年代開始,許多太陽物理學家致力於耀斑與磁場相互關係的研究。一般認為,磁場必須具備較複雜的磁場結構,磁場結構越複雜,越容易產生耀斑。經常發生耀斑的部位在磁場中性線(即磁場強度為零的地方)兩側,偶爾也在中性線上。美國大熊湖天文台台長齊林是這樣解釋耀斑發生過程的:磁場沿磁力線下來,與色球層氣體相碰撞,使中性線兩側磁力線的足跟部位發光,成為

人們所見到的耀斑。總之,耀斑本身是磁場不穩定的結果。正是由於磁場這種非平衡狀態,導致了耀斑的爆發,以達到磁場新的平衡耀斑的爆發過程同時也是大量能量釋放過程。較大的耀斑爆發不但由於氫原子熱運動溫度可達幾千萬度甚至上億度,並且有很強的X射線、紫外光線以及高能質子放出。這些強烈的輻射光線增加了氫原子的壓力,使氫原子、離子及其他微粒以超過1000公里/秒的速度拋出,成為太陽的微粒輻射。隨著科學技術的發展,使耀斑的觀測和理論日臻完善,但遠不

能說對耀斑有了完美的認識。世界著名天文學家帕克形象地說過:目前人們所看到的耀斑只是「巨人的一雙腳」。為了窺其全貌,天文學家正在不懈地努力著。用歷史眼光來看,最終揭開耀斑謎底也許不會是太遙遠的事情。

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