日冕大量抛射
叙述
在太阳表面的活跃区升起的弧。
日冕物质抛射从太阳表面释放出大量的物质与电磁辐射进入太空,无论靠近的日冕,或远到行星系统,还是更远(星际CME)。抛射出的物质是等离子体,主要成分是电子和质子,但可能还包括少量的重元素,像是氦、氧、甚至是铁。这些重元素只是理论上的推测,还需要进一步的查证。CME极不可能包含大量的任何一种重元素,尤其是考量到太阳尚未演化到氦闪的阶段,因而还不能融合出比氦重的元素。
日冕物质抛射与日冕磁场的造成巨大变化和扰动相关联。它们通常使用白光日冕仪来观测。
成因
当前科学的研究 已经显示磁场重联的现象是CME和耀斑的主要原因。磁场重联是相对于两个定向磁场重新排列结合在一起的名词,在这种重新排列的当中,原本储存在方向彼此相反磁场中的能量会被突然释放出来。
在太阳,磁场重联可能发生在太阳磁管束结构之间 -一系列密接的磁力线循环。这些磁力线很快地重联进入更低的磁管束循环,留下没有与剩余的磁管束联结的螺旋磁场。在磁场重联中突然释放的能量造成了耀斑。无关联的螺旋磁场和它包含的物质可能会猛烈的向外扩张,形成CME 。这也解释了为什么日冕物质抛射和耀斑通常都在太阳磁场比平均值更强的活跃区爆发。
在2012年10月8日早晨横跨魁北克和安大略的极光。
对地球的冲击
当日冕物质抛射的方向是朝向地球,并且成为行星际的日冕物质抛射事件(ICME,interplanetary CME)时,大规模的太阳高能粒子伴随着的激波会造成磁暴,扰乱地球的磁层,压缩白天的这一侧,并延伸夜晚那一侧的磁尾。当在夜晚侧的磁层重联,将释放出兆瓦级规模的能量,这些能量会直接回流至地球的高层大气。这些太阳风暴造成的毁灭性伤害,就是能够摧毁所有的电子产品,电灯、风扇都不能幸免于难。地球曾被这些电子脉冲轰炸过,幸运的是,那时的电子产品还处于起步阶段,所以损失不大。不过,它可以让电报机起火或极光在全球各地都可看见,可怕的是,这事件差点在2012年发生。
太阳高能粒子会在围绕着地球两磁极的广大区域内形成特别强烈的极光,发生在北半球的称为北极光(aurora borealis),在南半球的称为南极光(aurora australis)。日冕物质抛射与伴随着其它来源的耀斑,可以扰乱无线电传输和对人造卫星与输电线路造成损害,导致大规模与潜在极长时间的停电 。
在太空或高海拔的人类,例如在飞机上,曝露在宇宙射线下的风险也比较高,而高剂量的宇宙射线潜在著致命的风险。传统太空船的设计不能遮蔽射线,与降低太空人接受的剂量。如果能为太空人提供任何的保护,则它会在能量吸收的事件上改变微观上的不均匀性 。
物理性质
"> 播放媒体 在2010年8月一系列CME的影片。
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