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太陽為什麼會發生耀斑

Miqo 編輯部 · 1 個來源

太陽不像實心球那樣自轉

地球整體一起轉動:赤道和兩極都在同一天內完成一圈。太陽是熾熱的氣體,沒有堅硬的骨架,因此不同緯度的移動速度也不同。赤道自轉一圈所需的時間,比極區大約少9天。

赤道≈25天
中緯度≈28天
兩極附近≈34天

磁場彷彿凍結在電漿中:它會隨著電漿移動,無法從中滑過。經過幾次自轉,速度差會把磁力線一圈圈纏起來,就像把橡皮筋繞在手指上。磁力線以環狀向外浮起,而在環穿出表面的地方,磁場會阻礙熱氣從下方上升,讓那個位置看起來更暗。這就是太陽黑子的形成方式。

能量在這些環中持續累積,直到它們變得太多、彼此太靠近。這時,方向相反的磁力線會互相接觸並重新連接,斷開後在更簡單的結構中重新接合。數週累積的張力會在幾分鐘內釋放。這就是耀斑。因此,大型耀斑幾乎總是發生在太陽黑子群上方:那裡的磁場最為纏結。

耀斑和電漿雲抵達地球的方式不同

如果你曾讀到「耀斑在3天內抵達地球」,那很可能說的不是耀斑本身。新聞報導通常會把兩個事件混為一談,儘管它們差異很大,包括抵達所需的時間。

耀斑

光和X射線的爆發。它以光速飛行,大約8分鐘就能抵達地球。它會使高層大氣電離,並干擾地球日間一側的短波無線電通訊。

日冕物質拋射

由太陽拋出的電漿雲。它移動緩慢,通常需要1到3天。它會推動地球磁場,造成極光和長距離輸電線中的感應電流。

由此可見一個令人不快的事實:不可能提前預警耀斑,耀斑的光和關於它的消息會同時抵達。但儀器可以在電漿雲拋出後觀測到它,因此我們能說它正在途中。太空天氣服務就是以此為基礎。

耀斑在時間上的分布並不均勻。磁場的複雜程度會以大約11年的週期累積並釋放:在平靜年份,幾乎看不到太陽黑子;接近活動極大期時,小型耀斑每天會發生好幾次。特定一次極大期會有多高,沒有人能事先知道:目前對週期的預測仍然各不相同。

一個太陽週期的大致形狀:平滑處理後的黑子數量,從極小期上升到極大期,再回到極小期,約11年

測試一下自己1 / 2

為什麼大型耀斑較常發生在太陽黑子群上方?

來源

  1. 磁重聯、太陽的差異自轉與耀斑分級,根據 NASA 太陽動力學觀測站及 NOAA 太空天氣預報中心公開的資料。

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