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一項分析顯示：“極其強烈”宇宙超級風(fēng)暴在過去150年中的42年里都出現(xiàn)了，“大型”的超級風(fēng)暴在150年里總共出現(xiàn)了6年。這些強勁的風(fēng)暴可以干擾現(xiàn)代電子設(shè)備和航空器的使用，甚至中斷衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

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太陽表面的大亮斑正在拋射一股明亮的橙色粒子流進入到太空。

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太陽耀斑是太陽表面劇烈的高能輻射的短暫爆發(fā)現(xiàn)象。它們與太陽黑子、日冕物質(zhì)拋射和其它太陽上的劇烈活動信號緊密相連，一個活動周期約為11年。一次大流量的太陽耀斑會導(dǎo)致帶電粒子拋向地球，從而擾亂人們現(xiàn)在的生活，例如中斷衛(wèi)星通信和電力線路的傳輸。

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圖源：美國宇航局 NASA ? 太陽耀斑及日冕物質(zhì)拋射

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日前，華威大學(xué)和英國南極勘測組的一項聯(lián)合研究運用了歷史資料來擴展科學(xué)家們之前對宇宙超級風(fēng)暴可能性的評估。這些風(fēng)暴可能起源于太陽耀斑，它們似乎是在太陽活動頻繁的年份里爆炸性地噴發(fā)。太空超級風(fēng)暴對人類沒有直接的傷害，因為有頭上的大氣層在保護我們，但是它們對我們現(xiàn)代技術(shù)有巨大的破壞。科學(xué)家們指出，超級風(fēng)暴會引起停電、毀壞衛(wèi)星、擾亂航空運輸、GPS信號和無線電通訊系統(tǒng)短暫丟失等結(jié)果。這項新工作展示了近150年里有42年出現(xiàn)的“極其劇烈”宇宙超級風(fēng)暴以及在近150年里有6年出現(xiàn)的“大型”超級風(fēng)暴。這項新工作也解釋了1859年的卡林頓事件，它是歷史記載的最強烈超級風(fēng)暴事件。

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這項新工作基于對地球兩極磁場記錄的分析（英國和澳大利亞）。該論文于2020年1月22日發(fā)表在《地球物理通訊》上。2020年1月29日華威大學(xué)發(fā)表的聲明中解釋道：

這一結(jié)果是用一種新方法分析的歷史數(shù)據(jù)得到的……數(shù)據(jù)是在1957年太空時代開始之前的14個太陽周期，而不是現(xiàn)在使用的近5個太陽周期的數(shù)據(jù)。

這項研究結(jié)果并不意味著每25年就一定會發(fā)生一場“大型”宇宙超級風(fēng)暴。相反，它告訴了你任意一年中發(fā)生一場劇烈風(fēng)暴的可能性。就像這篇新論文的摘要中所說的：

“我們發(fā)現(xiàn)平均每年有4%的幾率發(fā)生至少一次或者幾次風(fēng)暴，有0.7%的幾率發(fā)生卡林頓級別的風(fēng)暴……”

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這是一個相當(dāng)高的概率估計，比之前的都要高。第一作者華威大學(xué)的桑德拉·查普曼寫到：

“這些超級風(fēng)暴是少有的事件，但是預(yù)估它們發(fā)生的幾率是重要的部分，即為了規(guī)劃危害后可緩解的程度所需保護國家重要基礎(chǔ)設(shè)施?！?/span>

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1859年的卡林頓風(fēng)暴——人們通常稱它為卡林頓事件——是我們已知最大的宇宙超級風(fēng)暴事件，大家說起宇宙風(fēng)暴帶來的潛在危險時都會談及它?？诸D事件發(fā)生在161年前，所以，它超出了這項研究日期范圍。但這此新的分析的確估算了 “卡林頓事件”需要多大振幅才和此研究包括的其它超級風(fēng)暴處于同一級別。

宇宙超級風(fēng)暴的一個例子——這項探究定義此次事件為“強烈”風(fēng)暴，發(fā)生在1989年3月。它導(dǎo)致魁北克的電力傳輸系統(tǒng)停止了9小時。

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圖源：美國宇航局 NASA ?美國宇航局太陽動力學(xué)觀測站在2014年9月26日觀測大一次太陽噴發(fā)。

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如果太陽噴發(fā)的物質(zhì)到達(dá)地球，它們可以耗盡大氣層上方某些地方的電子而在其它地方增加電子，因此，通訊會被阻斷。

在2012年的一次日冕物質(zhì)噴發(fā)時，地球勉強躲過了那次危機。一次太陽表面附近的強烈拋射通常伴隨著太陽耀斑的發(fā)生，從太陽穿過宇宙空間，于地球擦肩而過。根據(jù)衛(wèi)星測量，如果它擊中地球，將引起超級風(fēng)暴。

英國南極勘測組的領(lǐng)導(dǎo)人兼此篇論文的共同作者理查德·霍恩寫道：

“我們的研究表明，一場超級風(fēng)暴發(fā)生的頻率比我們所想象的要高。但不要被統(tǒng)計值誤導(dǎo)，超級風(fēng)暴隨時可能發(fā)生，我們只是不知道什么時候發(fā)生或者說現(xiàn)在我們還不能預(yù)測什么時候發(fā)生?！?/span>

還有更多科學(xué)家們對于宇宙超級風(fēng)暴的觀點：

“‘（宇宙）空間天氣’被太陽活動所驅(qū)使。較小規(guī)模的風(fēng)暴很常見，但偶然間發(fā)生更大規(guī)模的風(fēng)暴可能會有嚴(yán)重的影響?！?/span>

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圖源：美國宇航局 ?NASA ? 太陽耀斑的活動情況

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監(jiān)測宇宙空間天氣的一種方法是觀察地球表面磁場的變化。從太空時代（1957年）以來已在多個站點得到高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)。太陽大約有11年的活動周期，其每個周期活動強度和得到的數(shù)據(jù)各不相同，然而這些已經(jīng)廣泛研究的數(shù)據(jù)僅覆蓋五個太陽活動周期。

如果我們想更好地預(yù)估大型太陽周期宇宙風(fēng)暴發(fā)生的幾率，我們需要追溯到更早的時間。aa地磁指數(shù)來自地球兩端的兩個觀測站（美國和澳大利亞），為了抵消地球本身的背景場所產(chǎn)生的影響。

這些數(shù)據(jù)可以追溯到14或150個太陽周期前，但是分辨率低。研究人員使用aa指數(shù)前幾個百分點的年平均值，發(fā)現(xiàn)了一場“超強”超級風(fēng)暴在150年中有42年發(fā)生（28%），而一場“大型”超級風(fēng)暴在150年中有6年發(fā)生（4%）或者是每25年發(fā)生一次。

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橙色的波陣面和環(huán)繞著地球代表了磁場的的藍(lán)線

磁場保護著我們的星球免受太陽粒子的侵襲。

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總結(jié)：科學(xué)家用磁場數(shù)據(jù)擴展了對于150年來宇宙超級風(fēng)暴發(fā)生頻率的預(yù)估。

作者: Deborah Byrd

FY: 北方以南

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