太阳的“秘密”，这样被揭开

原标题：太阳的“秘密”，这样被揭开

解放日报记者 彭薇

5月上旬，国家空间天气监测预警中心数次发布X级太阳耀斑黄色预警。关于太阳耀斑，有一个形象比喻：耀斑就像太阳“发脾气”，随之影响到地球。太阳耀斑究竟是怎么回事？它是如何被发现的？大自然中还存在着怎样的风暴“秘密”？

耀斑每隔11年有大爆发

“太阳耀斑”是今年新闻里出现的高频词，但其实它并不鲜见。

太阳是万物生长的源泉。太阳耀斑是太阳上最剧烈的活动现象之一，差不多每隔11年就会有大爆发。天文学家发现，太阳有自己的活动周期，它是以太阳磁场为基础进行的。太阳磁场每隔11年翻转一次，翻转后南北磁极交换位置，同时伴随着太阳活动的衰弱。

其实，太阳活动并非一成不变地保持同一个爆发强度与频率，而是像枣核一样——两头细、中间粗。也就是说，在太阳活动周期，平均每隔11年，太阳活动呈现出由弱到强，再由强转弱的周期性变化。

目前，太阳处于第25个活动周期。专家预计，太阳活动的极大期（太阳周期活动的高峰）将发生在2024年下半年至2025年上半年。

国家空间天气监测预警中心的官方微博介绍，太阳耀斑可分为A、B、C、M、X五个级别，其中A为能量最小级别，X为能量最大级别。从A到X级，每个级别之间的能量相差10倍，即X1.0级耀斑比C1.0级耀斑的能量要强100倍。据统计，在每个太阳活动周内，平均发生X级耀斑的次数为175次，平均每年16次。

太阳耀斑会对地球造成什么影响？其通常取决于耀斑的级别、持续时间和释放的能量。国家空间天气监测预警中心的专家介绍，太阳耀斑本身的影响相对来说比较小，但是它伴随的一些其他现象，比如说日冕物质抛射到达地球，可能引起一些强烈的地磁暴。而地磁暴会让远距离输电系统电压和电流产生波动，从而导致停电或电力供应不稳定等情况；地磁暴也会让在轨卫星的姿态产生改变，从而影响GPS信号，甚至导致导航失灵。

专家表示，太阳耀斑对普通人的生活影响可以忽略不计，更不会如网上所传的“引发心慌、烦躁、失眠”等，它并不会对身体健康造成影响。

望远镜里闪现一抹强光

太阳带给我们光和热，让世界充满了缤纷色彩。但太阳有自己的活动周期，也有“闹情绪”的时候。那么，人类是如何发现太阳“闹情绪”的？

太阳耀斑的发现，要归功于英国的一名天文爱好者卡林顿。

卡林顿通常在天文观测室里观测太阳黑子，以此确定准确的太阳自转周期。1859年9月1日早晨，当他照例观测太阳黑子时，一件不可思议的事情发生了。他发现，太阳北侧的一个大黑子群内突然出现了两道极其明亮的白光，在一大群黑子附近正形成明亮的月牙状的东西，其亮度迅速增加，远远超过光球背景。

卡林顿兴奋地冲出观测室，想找个人见证他的发现，可是楼内空无一人。一分钟后，当他回到望远镜旁时，发觉原先看到的爆发现象，其光亮变得很微弱了，又过了几分钟，白光彻底消失。

所幸，另一名英国天文学家霍奇森同样看到了这一景象，并向英国皇家天文学会报告了他的观测结果。他形容，当时就像耀眼的织女星出现在了太阳上一样。同一天，英格兰的乔城天文台的罗盘状指针在猛烈抖动，暗示着磁暴即将到来。这天夜里，极光一直蔓延到古巴境内。

最后，发现太阳耀斑的荣誉还是给了卡林顿。主要是因为，没有人像卡林顿一样，在每个晴朗的日子都观测追踪太阳黑子。在他之前，没有人了解太阳耀斑。直到几十年后，天文学家和物理学家才得以揭示太阳耀斑的物理原理和对地球的影响。

研究人员发现，太阳耀斑和日冕物质抛射对地球电磁环境的影响最为显著。对太阳活动的观测和研究不仅具有重要的科学意义，更具有巨大的应用价值。

“探日”重器之名出自神话

太阳之于地球的重要性不言而喻。那么，太阳耀斑的发生可以做到精准预测吗？

预测太阳耀斑爆发是一个复杂的科学问题。中国科学院国家空间科学中心的研究员介绍了几种常见的预测方式。

第一，使用望远镜观察太阳表面，特别是太阳黑子的变化和活动情况。第二，通过高精度的太阳观测仪器连续监测太阳的活动，这些仪器能够检测出太阳表面的电磁波变化。第三，利用太阳活动周期和黑子爆发频率的数据，研究太阳活动的历史数据，确定黑子爆发的规律性和周期性。第四，利用数学和计算机模型建立太阳黑子活动的数值模拟，利用这些模拟数据预测太阳黑子活动的时机和强度。运用这些方式，都可以预测可能发生的太阳耀斑爆发。

专家认为，尽管目前已取得了一些预测太阳耀斑爆发的成果，但目前的预测方法仍然存在一定的不确定性和局限性。随着观测技术和理论研究的进一步发展，我们对太阳活动的认知和预测能力也会不断提高。

我国对太阳活动进行监测，同样有自己的大国重器。2021年10月14日，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射，标志着我国正式进入“探日”时代。

首颗重要的“探日”卫星为何会取名“羲和”？羲和是中国上古神话中的太阳女神，也是制定时历的女神，最早出自《山海经》。在中国传统神话中，羲和是上古天帝帝俊的妻子，生下了10只金乌（神鸟），被后羿射下9只，剩下的1只就是太阳。于是，羲和以太阳母亲的形象为人们所认知。

“羲和”这个名字，既呈现了神话之美，也展现了中华民族勇于探索的精神品质，表达了中华民族一脉相承的理想追求。

树木年轮揭示“太阳风暴”

除了观察太阳的活动变化来了解太阳耀斑现象外，大自然中其实还存在着一种被遗忘的“耀斑”。

《Knowable Magazine》（知名科普杂志）上的文章介绍，树木拥有很强的记忆功能，它们以同心圆年轮的形式记录每年的生长，当时环境状况的点点滴滴也呈现在此。专家认为，这些年轮信息可以重建地球过去的场景，也是太阳耀斑留在地球上的生物学痕迹。

比如，日本的一些雪松树记录了公元775年左右从太阳喷出的原子粒子“海啸”。这些树木年轮显示碳-14（树木从大气中吸收的一种放射性碳变体）含量显著上升。一些太阳耀斑会向地球抛撒出过量的宇宙射线，从而增加碳-14的产生。研究人员在2012年的一项研究中指出，775年记录下来的碳-14水平的变化大约是太阳正常涨落时的20倍。

树木年轮中碳-14的增加，显示出公元994年发生过另一场大规模太阳事件的迹象。来自南极洲的冰芯显示，在公元994年和775年中，另一种宇宙射线的产物铍-10的含量也相应增加了，这使得科学家们更加确信在树木年轮中的发现。

大自然中的这些“活档案”，就像一部部无字天书，默默记录了宇宙中的秘密。这些秘密，等待着人类继续探寻和解答。

来源：解放日报