太陽風暴襲來,紐約都可看到極光

作者 | 發布日期 2021 年 09 月 28 日 14:15 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


地球正進入太陽風暴極大期,科學家預計溫和太陽風暴在美國時間 27 日撞擊地球,可能讓稍低緯度地區都可看到極光,包括美國北部紐約、威斯康辛州和華盛頓州。雖然太陽風暴不至於影響生命,但有科學家擔憂,太陽風暴將損壞人類日漸依賴的電子設備,而人類似乎沒有做足準備。

太陽風暴是來自日冕,指大氣層最外層區域爆發,將等離子體和磁場噴射到太空。如果日冕物質拋射 (CME) 指向地球,太陽噴射物與地球磁場的碰撞會引起地磁風暴,也稱為太陽風暴。

科學家表示,太陽風從太陽日冕洞冒出,這些是太陽大氣較冷、密度較低的等離子體區域,有更開放的磁場。這些開放區域讓太陽風更容易逃逸,將電磁輻射高速吹入太空。如果這個洞朝向地球,風就會吹向我們,再次進入地球磁層。

太陽風暴由在太空滲出的帶電太陽粒子組成,也可能導致高緯度地區的衛星中斷和一些電網波動,特別在北緯 55 度以上。這次風暴科學家預期不強,五級尺度上列為 G2 級風暴,G5 最嚴重。據美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 稱,只有在 G4 以上等級風暴才會大面積停電。

確實與過去災難相比,這次風暴算不了什麼。1859 年太陽風暴最著名,以目睹太陽耀斑變化的科學家命名為卡林頓事件,長期一直認為是太陽有史以來最強衝擊波。據描述當時距離黎明還有幾小時,古巴哈瓦那都能看到燦爛極光,幾乎整個北半球都像太陽剛落下明亮,同時電報網路陷入混亂。

1921 年 5 月又出現一次與卡林頓事件相當的地磁風暴。和 1859 年一樣,極地以外出現燦爛極光,電報和電話系統故障,一些地方引發大火。小規模事件十幾年發生一次,1972 年太陽耀斑導致伊利諾伊州長途電話線路中斷。1989 年耀斑使魁北克省大部分地區停電,導致約 600 萬人斷電長達 9 小時。2005 年太陽風暴使 GPS 衛星中斷 10 分鐘。

科學家預期,太陽正在接近活動極大期時期,且強度估計是自 1970 年代以來最強。太陽活動極大期,控制太陽黑子即強磁場的臨域、太陽耀斑和日冕物質拋射的太陽磁場處於最強狀態,導致太陽風暴更多更強。估計太陽黑子活動將在 2025 年 7 月達頂峰,之後將消退到活動極小期。

現在人類對技術的依賴程度高得多,科學家開始擔憂,人類技術資產尤其太空技術資產潛藏危機,若今日發生卡林頓事件,整個電網可能關閉,GPS 衛星可能失靈。

最好的預防就是預測,讓操作員有時間重新配置或關閉設備以防破壞,或建立額外彈性,但顯然人類還沒有做足準備。科學家預期,威力足以破壞全球電網的耀斑可能平均一世紀發生幾次,而太陽已有一段時間沒有將類似卡林頓的耀斑瞄準我們,若 21 世紀重演 1859 年事件可能是災難性的。

(首圖來源:Flickr/Paul Stewart CC BY 2.0)