磁暴是什麼太陽活動引起的 磁暴是由哪種太陽活動造成的
導語:發生磁暴的時候,它會影響衛星姿態的變化,導致通信衛星無法正常通信,甚至有時可能會中斷通信。那麼,大家清楚磁暴是什麼太陽活動引起的?磁暴是由哪種太陽活動造成的?有不知道的小夥伴趕快跟着小編來學習一下吧,希望大家閱讀愉快。
磁暴是什麼太陽活動引起的
磁暴
磁暴是太陽黑子爆發活動引起的,磁暴現象是指當太陽表面活動旺盛,特別是在太陽黑子極大期時,太陽表面的閃焰爆發次數也會增加,閃焰爆發時會輻射出X射線、紫外線、可見光及高能量的質子和電子束。其中的帶電粒子(質子、電子)形成的電流衝擊地球磁場,引發地磁擾動現象稱爲磁暴。
19世紀30年代,在德國科學家高斯和韋伯建立地磁臺站之初,他們就發現地磁場經常有微小的起伏變化,但當時他們並沒有認識到這是由太陽引起的。之後,1859年9月1日,英國人卡林頓在觀察太陽黑子時,首先觀測到了太陽耀斑。第二天,地磁臺站記錄到1600納特斯拉的強烈地磁擾動。這個偶然的發現和巧合,使他認識到地磁擾動居然與太陽爆發活動有關。
太陽圖片
磁暴的成因
高速等離子體雲從太陽日冕拋射出來,相對背景太陽風速度更高,攜帶着日冕磁場衝擊地球磁層,使磁層壓縮變形。並且它通常攜帶南北方向轉動的磁場,當磁場轉爲南向和地磁場相互作用時,太陽風會將巨大的能量傾泄到磁尾的大尺度空間中,使磁尾等離子體片中大量的帶電粒子注入到環電流中,使環電流強度發生變化,而變化的電流會產生變化的磁場,從而引起全球範圍劇烈的地磁擾動——地磁暴。
能夠產生高速太陽風並引發強的行星際磁場南向分量的源有兩類,一類是太陽日冕物質拋射(CME),另一類是太陽冕洞。
太陽
航天器爲何懼怕地磁暴?
當發生太陽耀斑和日冕物質拋射等劇烈的太陽爆發事件時,強大的太陽風衝擊和壓縮地球磁層,大量帶電粒子沿磁力線沉降、轟擊高層大氣,產生極光並使極光帶膨脹。同時,帶電粒子的衝擊引起地球電離層中等離子體的對流,通過碰撞驅動中性風的產生;在太陽風攜帶的磁場與地球磁場發生重聯時,大量能量和帶電粒子快速注入地球磁尾空間,對地球周圍環電流的強度產生劇烈擾動,而快速變化的電場又與磁場相伴相生,導致全球範圍內的地磁場發生劇烈擾動,從而形成地磁暴。
在地磁暴期間,受到高能粒子沉降和焦耳加熱(電流通過電阻產生熱效應)的作用,地球大氣層可能受熱膨脹,引起高層大氣的密度增加,最終導致在近地軌道上運行的衛星受到的大氣阻力明顯加強。
根據美國國家大氣海洋局空間天氣預報中心的數據,就在SpaceX的40顆星鏈衛星墜毀前幾天(1月30日)剛好發生了一次太陽爆發活動,產生的太陽風粒子流於3天后(2月2日)到達地球附近。因此有理由推測,正是它們引起的地磁暴導致了2月4日衛星的快速衰減和最終墜毀。
在世界航天史上,因爲地磁暴引起大氣阻力增加、導致航天器軌道下降的案例不勝枚舉。例如,1973年美國發射的空間站“天空實驗室”原計劃運行到1983年左右(設計壽命10年),但因爲當時對太陽活動的監測能力有限、沒有及時採取維持軌道高度的措施,導致僅僅6年後該空間站就因大氣阻力增加而提前隕落。
再如,2000年7月的“巴士底日事件”中,因爲太陽風暴引起大氣密度增加,國際空間站的運行軌道下降了15千米,日本“宇宙學和天體物理先進衛星”也出現軌道下降和定位故障,2個月後衛星丟失。
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