太陽耀斑及日冕物質拋射的預測


太陽耀斑(solar flare)是太陽盤面突發的閃光,是電漿物質在太陽表面被加熱至熱運動速度接近光速時所放出的電磁輻射,功率峰值落在可見光範圍外。強烈耀斑的X光和紫外光會影響地球的電離層,干擾無線電訊號。

有時日冕物質拋射(coronal mass ejection)也會伴隨耀斑出現,這些高能帶電粒子如果直撲地球而來,可能損害地球上的通訊系統及電力設備,甚至對軌道上的太空人產生健康的威脅。

中國科學院國家天文台副研究員李婷和她的研究團隊對近十年的太陽耀斑與日冕物質拋射進行分析,將三百二十二次太陽耀斑分為無相應日冕物質拋射(受限型),或有相對應之日冕物質拋射事件(爆發型),發現其分佈與該區域的磁通量明顯呈負相關。

磁通量的大小某種程度顯示太陽表面局部的活躍程度,但分類為「爆發型」的太陽閃焰反而比較容易出現在磁通量相對較小的區域,看似違反直覺,其實正是強烈的磁通量抑制了電漿物質被拋散到太空中,降低與太陽耀斑相關的日冕物質拋射出現機率。

朝著地球直撲而來的日冕物質拋射,危害可以比強烈太陽耀斑高上許多。耀斑的能量以光速輻射出,日冕物質拋射則需要三至四天抵達地球,通過對太陽耀斑與日冕物質拋射相關的預測模式,或許能在未來對日冕物質拋射做出更有效的預警。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年9月8日出版的《天體物理學報》

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