太阳脸上长"黑痣"的年份,为什么你的收音机会突然失灵
看完这篇你会知道,太阳黑子为何能让晴天里的无线电突然失灵,以及人类如何预报"太空天气"来提前躲避太阳的"喷嚏"
你有没有遇到过这种事:好好的广播电台,信号突然变得滋滋作响,或者飞机上的飞行员和地面失联了几分钟,明明天空一片晴朗、不刮风也不下雨。这背后的罪魁祸首,很可能是1.5亿公里外那颗大火球——太阳,正在"发脾气"。
太阳脸上的黑痣到底是什么?
太阳表面并不是平静的一锅汤,它其实一直在翻滚、涌动。太阳黑子,就是太阳表面磁场特别强的区域——你可以把它想象成太阳皮肤上被强力磁铁"掐住"的地方。被掐住的区域温度比周围低,所以看起来颜色深一些,就像一颗颗"黑痣"。这些黑痣不是永久的,会来了又去,但它们活跃的时候,周围的磁场能量会积累得越来越大,最终像弹弓一样"崩"出去,把大量带电粒子和强烈的电磁辐射喷向宇宙四面八方。
太阳黑子有一个大约11年为一轮的活跃周期。在活跃高峰期,太阳几乎每天都在"发脾气",喷发的次数和强度都远超平静期。科学家把这种喷发叫做"太阳耀斑"或"日冕物质抛射"——说白了,就是太阳打了一个巨大的"喷嚏",把一团带电粒子云以每秒几百甚至上千公里的速度怼向地球。
这些"太阳喷嚏"怎么搞坏我们的通信?
地球有一层看不见的保护膜,叫做电离层——大气层的最外面那部分,被太阳的紫外线和X射线常年"照射",里面充满了带电粒子,就像一面天然的"镜子"。无线电波(比如短波广播、航空通信、业余无线电)正是靠着这面镜子来"弹射"传播的:电波从一个地方发出,射向天空,被电离层一反射,就能绕着地球弯过去,传到几千公里外的地方。
问题来了——当太阳打"喷嚏",大量高能辐射在几分钟内就能抵达地球,把电离层这面"镜子"打得乱七八糟:原本平整的镜面变得坑坑洼洼,有的地方反射能力大增,有的地方直接"穿透",无线电波要么被吸收掉,要么反射方向全乱了。飞行员喊话没人应答、船只收不到信号、短波电台变成噪音台——全都是这面"镜子"被打坏惹的祸。更严重的时候,大量带电粒子还会几十小时后涌进地球磁场,引发磁暴,连卫星导航(GPS)都会跟着抖一抖,定位精度大幅下降。
人类有没有办法应对这些"太阳发脾气"的时刻?
现在全球有专门的"太空天气预报"机构,就像气象台预报雨天一样,24小时盯着太阳的一举一动。一旦监测到大耀斑或者日冕物质抛射,就会提前发出警报,航空公司会绕开极地航线(极地电离层最脆弱),电网运营商会预先调低负荷(历史上最强的一次磁暴曾经直接烧毁变压器,导致大面积停电),卫星运营商也会把卫星切换到"安全模式"。说到底,我们没办法让太阳少打喷嚏,但可以提前备好"雨伞"。
顺便说一个让人有点惊讶的事:1989年3月的一次强磁暴,让加拿大魁北克省整整断电9小时,600万人在黑暗中等天亮——而那天的天气,晴空万里,风和日丽。