圖為太陽動力學空間天文臺拍攝的太陽風暴發(fā)生場景。 據(jù)國外媒體報道,1月23日,M8.7級的太陽耀斑在位于太陽東北半球的NOAA 1401區(qū)爆發(fā),并引發(fā)了高能質(zhì)子流直奔地球而來,這是繼2005年以來最強的太陽風暴,質(zhì)子輻射是2003年以來最高級別。高能粒子云穿過太陽表面大氣,以超過每小時一百萬英里的速度被激發(fā),此后的數(shù)天內(nèi),這團高能粒子云將“吹拂”地球。然而,這一切還未結(jié)束,更多運動速度較慢的帶電粒子在未來幾天內(nèi)還將與地球磁場“親密接觸”。 美國國家海洋與大氣管理局發(fā)出警告稱:這場強大的太陽質(zhì)子風暴將影響高緯度地區(qū)、全球定位系統(tǒng)通訊會受到影響,軌道上的人造衛(wèi)星可能受到干擾或損壞、電臺廣播、電視電話信號都會受到不同程度的干擾,同時也導致了北極航行的航班被迫改道,避免接觸較高的地球大氣??臻g天氣專家(NOAA)道格比澤克(Doug Biesecker)認為:較容易受到影響的北極航線將受到質(zhì)子風暴的“襲擊”,嚴重干擾高頻無線電通訊,而地球磁場將在很大程度上“擋住”質(zhì)子風暴。 圖為2012年1月23日、25日的太陽表面不同波段下的觀測圖像。 在早前的一份關(guān)于本次太陽風暴的聲明中提到:該磁場風暴與太陽表面出現(xiàn)的明亮的光暈存在聯(lián)系。在隨后的幾天內(nèi)壯麗的北極光證明了這場六年來最強大的太陽風暴。太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射、高能光子以及各種宇宙射線充斥著看似虛無的太空,而人類這樣的碳基生物不宜過多地暴露在這般空間環(huán)境下。帶電粒子穿透身體可導致嚴重的健康問題,僅需較低輻射就可使血細胞數(shù)降低而引發(fā)輻射疾病,例如白內(nèi)障和癌癥等,甚至死亡。幸運的是,地球的磁場和大氣可以屏蔽或削弱這些輻射,保護地面上的人們。但是空間站上宇航員會遇到怎樣情況呢? 現(xiàn)在,強大的近X級太陽耀斑以及上周出現(xiàn)的日冕物質(zhì)拋射正在影響著國際空間站上的宇航員,并“籠罩”在地球240英里高的大氣上方。處于地球上的人們是安全的,但空間站內(nèi)的宇航員將面對可能出現(xiàn)的健康風險,可以肯定的是,大多數(shù)的太陽質(zhì)子無法通過空間站的,因此,只要宇航員不出艙活動應該是安全的。當然,這不意味著面對更危險的宇宙射線也是同樣安全的。圖2中顯示了2012年1月23日、25日的太陽表面圖像,日冕物質(zhì)拋射已經(jīng)于23日出現(xiàn)25日達到高峰,在26、27之后的幾天內(nèi)還將繼續(xù)。 根據(jù)美國國家航空航天局網(wǎng)站公布,宇宙射線主要來自太陽系外的超能態(tài)亞原子粒子,源于恒星爆炸、黑洞以及其他矮恒星在生命終結(jié)時的爆炸。這些宇宙射線不像太陽質(zhì)子那樣容易被鋁或者塑料等材料就能屏蔽,目前的所有屏蔽技術(shù)還不能完全阻止這類宇宙射線。 即使宇航員位于空間站內(nèi),他們?nèi)绻龅竭@一級別的宇宙射線,就如同毛毛細雨般穿過空間站艙壁和他們的身體,損害人體組織。另一個副作用便是破壞DNA結(jié)構(gòu),導致癌癥、白內(nèi)障等輻射疾病。
圖為極地航線的航班被迫改道。 總的來說,宇宙射線對人類健康而言是非常不利的,尤其是大劑量、長期性的照射?,F(xiàn)在的國際空間站軌道高度仍然處于地球磁場的保護之下,可以屏蔽掉每天穿過太陽系的宇宙射線。然而,奇怪的是在當前太陽耀斑發(fā)生時,國際空間站上檢測儀器顯示宇宙射線輻射量卻出現(xiàn)降低。這是為什么呢? 科學家認為這是太陽風暴產(chǎn)生的帶電粒子將宇宙射線“推離”空間站,這種現(xiàn)象被稱為“福布什衰減”,由太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射產(chǎn)生的帶電粒子云,將太陽大氣中的氣體夾雜著磁結(jié)剝離出來,當它們抵達地球時與宇宙射線相遇,磁場導致了宇宙射線的偏轉(zhuǎn)。從某個角度看,宇宙射線的確很容易穿透空間站的艙壁,而太陽質(zhì)子卻不能,由于日冕物質(zhì)拋射還有降低宇宙射線輻射量的“特效”,因此較為諷刺的是,國際空間站內(nèi)的宇航員恰恰在太陽風暴發(fā)生的時候比平時還要安全。 實際上,國際空間站的檢測資料顯示,“福布什衰減”有效降低了宇宙射線的輻射量,早前的前蘇聯(lián)和平號軌道空間站也發(fā)現(xiàn)過該效應。但這個現(xiàn)象不僅僅發(fā)生在近地軌道上,多艘星際探測器也監(jiān)測到“福布什衰減”,比如先驅(qū)者10號和11號、旅行者1號和2號都在海王星軌道之外發(fā)生了這種衰減。
圖為產(chǎn)生太陽東北半球的8.7級太陽耀斑。 由于這個意外“副作用”,科學家認為可以利用太陽活動時期實施行行星際載人航行,比如飛往月球、火星以及小行星等。在太陽活動高峰期出現(xiàn)帶電粒子量最大值時安排較危險的宇宙航行任務。利用太陽活動對長期航行加以保護從而避免宇宙射線的危害是一個大優(yōu)點,這是因為我們確實不了解宇宙射線對人類身體會產(chǎn)生何種程度的損害而采用的辦法。目前僅能通過減少暴露在宇宙射線下的時間以保護宇航員。 美國宇航局戈達德空間環(huán)境中心的專家認為,太陽風暴所產(chǎn)生的質(zhì)子輻射是自2003年以來最強的水平,空間預測中心以及將其歸類為S3級質(zhì)子風暴強度,而S5級則為最高級。 然而,科學家們卻一直期待這場太陽風暴變得更強烈一些,這預示著太陽進入了為期11年的活動高峰期,并在2013年達到峰值。但近些年來,太陽似乎比平時更安靜,導致科學家推測它是否進入了一個不尋常的“安靜周期”,該異常周期可能每一個世紀發(fā)生一次。 |
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