宇宙风暴 :由于宇宙膨胀产生的太空现象

更新时间:2024-09-20 11:37

宇宙风暴(Space Storm)是指太空中发生的大规模的物理现象,主要形成原因为太阳风磁场线与地球周围的磁力线相交的时候,会形成一种漏斗,把大量的太阳等离子体灌注到地球磁层内。结果造成强大的电流涌入高层大气层,甚至穿透海水和基岩。宇宙风暴对地球上的计算机、通信、电力等方面带来极大影响。因此,研究宇宙风暴是诸多领域的重要研究课题。

2020年1月华威大学(University of 华威大学)和英国南极调查局(British Antarctic Survey)的一项联合研究表明宇宙风暴可能起源于太阳耀斑,在太阳活动频繁的年份,太阳会发生剧烈爆发形成宇宙风暴。

原理介绍

所有最猛烈的宇宙风暴都发生在太阳风磁场线与地球周围的磁力线相交的时候,此时会形成一种漏斗,把大量的太阳等离子体灌注到地球磁层内。结果造成强大的电流涌入高层大气层,甚至穿透海水和基岩。这些落到地面的电流可以腐蚀埋在地下的管道,致使跨大西洋电话通话中断和变电器过热。1989年,当太阳活动正处于最近的一次最活跃期时,由地磁暴感生的电流曾致使加拿大魁北克省电力网供电中断。

影响

名为“兄弟”E—1号的加拿大通信卫星绕地球飞行,并未出现严重故障。1996年春季,因宇宙风暴的破坏,卫星在几小时内,所有重要的数据传输—信用卡交易、报纸版面设计、电子寻呼信号、电视和无线电广播全部中断,直至用户改用后备系统。

预报

宇宙风暴可以对地球造成巨大的灾害:计算机瘫痪、通讯中断和电力网毁坏。现在,科学家已经能准确地对宇风暴进行预报,使人类可以事先采取有效的预防措施。

由来自英国“大西洋观测”组织的科学家和美国的研究人员组成的国际科研小组宣布,由于他们观察到太阳表面磁场风暴的形成过程,所以他们成功地进行了人类历史上首次宇宙风暴的预报。威力巨大的宇宙风暴由放射性的带电粒子组成。这次风暴击中了绕地球飞行的401通讯卫星,使美国数百万观众的电视转播因此中断。英国“大西洋观测”组织的科学家约翰·邓迪说:“有史以来第一次,我们通过天文观测仪器观察到了太阳风暴从形成到袭击地球的全部过程。”在人类的历史上,强大的宇宙风暴曾经引发了大规模的电力中断、船只导航系统失灵等巨大的灾难。科学家们认为,未来对宇宙风暴的预测可以是这样进行的:先是绕地球飞行的宇宙飞船观测到太阳表面的爆炸,再由卫星地面站测出其强大粒子流袭击的路线,然后进行预报。

到2000年,太阳风暴将会变得越来越大,因为太阳活动期达到最高峰,所以,科学家们希望未来可以提前一到两周预报宇宙风暴。

管理卫星、管道和电力公用事业公司的人可以利用仅有的一点前兆,采取降低容易受到破坏的电子设备的供电或临时切断电力网之间的连接点的办法限制损失。但是科学家必须先计算出太阳风地球之间复杂的相互作用,这意味着这些卫星无法连续传送数据。

美国航空航天局在1997年发射“先进综合探索者”卫星(即ACE号卫星),把它送入位于太阳与地球之间的永久性轨道。ACE号卫星对太阳风进行随时取样,并迅速把取样结果传回地球。滴状等离子体异常,ACE号卫星可以获得扑捉,并向诸如“希尔德纳”号等预测卫星发出大规模的太阳风即将袭来的警报。

观测记录

天文学家说他们观察到惊人壮丽的太空现象,“哈勃”太空望远镜成功拍摄到完全形成的宇宙风暴图像,在涡流气体与辐射相互作用区域产生的风暴看上去很像汹涌的大海。

这幅惊人壮丽太空现象的照片是为庆祝“哈勃”太空望远镜在轨道上运行13年发表的,照片上呈现的是编号为M17恒星形成范围内的一个很小区域。像天鹅星云一样,M17位于离开地球约5500光年的人马星座中。

图像包容范围约为3光年,这与地球到离开地球最近恒星的距离相当。宇宙风暴的颜色取决于不同的气体,红色表示硫,绿色表示氢气,而蓝色表示氧气

欧洲航天局欧洲航天局)的威廉·赫歇尔(Herschel)红外空间天文台,发现过猛烈的分子气体流离开星系。天文台观测到的最高流速超过1000公里/秒,高于地面飓风速度10,000倍。

这是科学家首次在星系样本中毫无质疑地观测到分子气体的流出。这一发现之所以重要是因为恒星是由分子气体构成的,而这些外流则从星系中夺去了它形成新的恒星的原料。如果这种气体流出威力足够强大,完全可以阻止恒星的形成。

(注:Herschel是目前世界上最大的红外天文台,用于观测宇宙中温度最低、距离最远的一些物体。该天文台的光谱和光度成像接收器(SPIRE)由英国设计并在卡迪夫大学科学家的领导下开展工作。)

参考资料

国家地理.央视网.2023-11-04

How likely is another Carrington Event?.earthsky.2023-11-04

宇宙风暴将可预报.中国气象局.2023-11-04

惊人壮丽的宇宙风暴(图).国家航天局.2023-11-07

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