太陽耀斑 太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動。一般認為發生在色球層中，所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特徵是，日面上（常在黑子群上空）突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽活動峰年，耀斑出現頻繁且強度變強。別看它只是一個亮點，一旦出現，簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量，或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發，在一二十分鐘內可釋放巨大能量，除了日面區域性突然增亮的現象外，耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強；耀斑所發射的輻射種類繁多，除可見光外，有紫外線、X射線和伽瑪射線，有紅外線和射電輻射，還有衝擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸，地球大氣層即刻出現繚繞餘音。耀斑爆發時，發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通訊尤其是短波通訊，以及電視臺、電臺廣播，會受到干擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產生極光，並干擾地球磁場而引起磁暴。此外，耀斑對氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響。正因為如此，人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增，正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。傳說，第二次世界大戰時，有一天，德國前線戰事吃緊，後方德軍司令部報務員布魯克正在繁忙地操縱無線電臺，傳達命令。突然，耳機裡的聲音沒有了。他檢查機器，電臺完整無損；撥動旋鈕，改變頻率，仍然無濟於事。結果，前線推動聯絡，像群龍無首似的陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！” 後來查清，這次無線電中斷，“罪魁禍首”是耀斑。布魯克的死，實在冤枉。他的死，在於人們當時對耀斑還不瞭解。03年10月底11月初，科學家目睹了一場有記錄以來最大的太陽耀斑(solar flare)爆發。這些帶電粒子大規模地傾瀉而出，即使在地球以及地球周圍的空間裡也顯而易見——這裡距離源頭整整有1.5億千米遠。舉例來說，突擊到我們鄰近空間中的粒子，它們的轟擊有時會非常強大，以至於許多科學衛星和通訊衛星不得不暫時關閉，少數還遭到永久性的損傷。同樣，國際空間站的宇航員也面臨著危險，不得不到空間站上防護相對較好的服務艙中尋求庇護。在地球上，定期航班避開了高空航線，因為在那裡，飛行員可能會遇到無線電通訊方面的問題，乘客和乘務人員可能吸收到的輻射劑量令人擔憂。電網也不得不嚴格監控電湧(surge)。儘管有了這些努力，瑞典南部的5萬戶居民還是短暫地失去了電力供應。幸運的是，即使與最糟糕的太陽風暴狹路相逢，地球的磁場和大氣層也可以保護地球上絕大多數的人免遭蹂躪。但是社會對科技的依賴日益加深，使得在某種程度上，幾乎每個人都容易遭受攻擊[參見《科學美華人》2001年4月號詹姆斯·L·伯奇所著《太空風暴的怒吼》一文]。在大耀斑爆發的過程中，最大的潛在破壞來自那些高速射離太陽外層大氣的物質——在空間物理學家的術語中，它們被稱為“日冕物質拋射(coronal mass ejections)”。其中一些拋射事件會將巨量的電離氣體送入與地球相撞的軌道中，就像2003年多次異常巨大的耀斑爆發那樣。儘管科學家一直想弄清楚是什麼引起了耀斑爆發和日冕物質拋射(它總是伴隨著眾多耀斑出現)，但只有在大約最近十年中，觀測才達到足夠的水準，足以揭露出它們的紛繁複雜，闡明它們背後的物理機制。這多虧了20世紀90年代引入的一些新技術。結果證明，問題的關鍵在於磁力線突然的重新排布，這種現象被稱為重聯(reconnection)。
太陽耀斑 太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動。一般認為發生在色球層中，所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特徵是，日面上（常在黑子群上空）突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽活動峰年，耀斑出現頻繁且強度變強。別看它只是一個亮點，一旦出現，簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量，或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發，在一二十分鐘內可釋放巨大能量，除了日面區域性突然增亮的現象外，耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強；耀斑所發射的輻射種類繁多，除可見光外，有紫外線、X射線和伽瑪射線，有紅外線和射電輻射，還有衝擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸，地球大氣層即刻出現繚繞餘音。耀斑爆發時，發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通訊尤其是短波通訊，以及電視臺、電臺廣播，會受到干擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產生極光，並干擾地球磁場而引起磁暴。此外，耀斑對氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響。正因為如此，人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增，正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。傳說，第二次世界大戰時，有一天，德國前線戰事吃緊，後方德軍司令部報務員布魯克正在繁忙地操縱無線電臺，傳達命令。突然，耳機裡的聲音沒有了。他檢查機器，電臺完整無損；撥動旋鈕，改變頻率，仍然無濟於事。結果，前線推動聯絡，像群龍無首似的陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！” 後來查清，這次無線電中斷，“罪魁禍首”是耀斑。布魯克的死，實在冤枉。他的死，在於人們當時對耀斑還不瞭解。03年10月底11月初，科學家目睹了一場有記錄以來最大的太陽耀斑(solar flare)爆發。這些帶電粒子大規模地傾瀉而出，即使在地球以及地球周圍的空間裡也顯而易見——這裡距離源頭整整有1.5億千米遠。舉例來說，突擊到我們鄰近空間中的粒子，它們的轟擊有時會非常強大，以至於許多科學衛星和通訊衛星不得不暫時關閉，少數還遭到永久性的損傷。同樣，國際空間站的宇航員也面臨著危險，不得不到空間站上防護相對較好的服務艙中尋求庇護。在地球上，定期航班避開了高空航線，因為在那裡，飛行員可能會遇到無線電通訊方面的問題，乘客和乘務人員可能吸收到的輻射劑量令人擔憂。電網也不得不嚴格監控電湧(surge)。儘管有了這些努力，瑞典南部的5萬戶居民還是短暫地失去了電力供應。幸運的是，即使與最糟糕的太陽風暴狹路相逢，地球的磁場和大氣層也可以保護地球上絕大多數的人免遭蹂躪。但是社會對科技的依賴日益加深，使得在某種程度上，幾乎每個人都容易遭受攻擊[參見《科學美華人》2001年4月號詹姆斯·L·伯奇所著《太空風暴的怒吼》一文]。在大耀斑爆發的過程中，最大的潛在破壞來自那些高速射離太陽外層大氣的物質——在空間物理學家的術語中，它們被稱為“日冕物質拋射(coronal mass ejections)”。其中一些拋射事件會將巨量的電離氣體送入與地球相撞的軌道中，就像2003年多次異常巨大的耀斑爆發那樣。儘管科學家一直想弄清楚是什麼引起了耀斑爆發和日冕物質拋射(它總是伴隨著眾多耀斑出現)，但只有在大約最近十年中，觀測才達到足夠的水準，足以揭露出它們的紛繁複雜，闡明它們背後的物理機制。這多虧了20世紀90年代引入的一些新技術。結果證明，問題的關鍵在於磁力線突然的重新排布，這種現象被稱為重聯(reconnection)。