2003年万圣节前后,一次强烈的太阳风暴袭击了地球,被称为2003年万圣节太阳风暴。这次的太阳风暴造成了非常严重的后果,人们感受到太阳狂暴的一面。鹤谷博士根据印度一个观测站的古老记录,计算出1859年太阳风暴强度是2003年的五倍。
您正在收听的节目改编自上海教育出版社引进出版的科普书《太阳王》,由英国的斯图尔特•克拉克著,本节目的播出已经获得了上海教育出版社的授权,在此表示感谢。
1995年12月2日,太阳和太阳圈探测器(简称SOHO)成功发射,它是一颗绕日公转的太阳卫星,在绕日公转的同时,也围绕着日地连线的第一拉格朗日点转动,时刻不停地注视着耀眼的太阳。
时间走到了2003年10月,SOHO的负责人坐在美国国家航空航天局(NASA)位于巴尔的摩的戈达德太空飞行中心(GSFC)中,看着SOHO正遭受着有生以来最强烈的太阳风暴,除了祈望探测器能够保持完好无损,也别无他法。
10月初,SOHO侦测到太阳核心发出一种杂音,科学家们开始寻找这种杂音产生的原因。可是,在太阳的可见表面什么都没找到,因此,他们猜想,或许是在环绕太阳的另一边有猛烈的冲击波发生。现在,只能等太阳慢慢转过来,才能看到那是什么东西。
10月18日,科学家们发现在接近太阳东边有块地方变得暗了。起初几乎看不见,只是一小块瑕疵。24小时后,瑕疵长大成一块丑陋的淤青,面积比地球的7倍还要大。这是一个巨大的太阳黑子。尽管太阳黑子会时不时地出现,但是通常没有这么大。
天文学家现在知道太阳耀斑通常在太阳黑子的上方爆发,不久之后该处的太阳黑子就会裂开。10月19日,这一期间发生的第一次耀斑出现在饱满的黑子上。在太阳照射到地球的这一面,耀斑产生的太阳风立刻让无线电通信中断了将近1个小时。
10月21日,通过分析SOHO每隔15分钟发回的序列图像,科学家们证实了前面的疑虑。在太阳的正面,科学家们从视野范围边缘看到,在太阳东侧的地平线上,有大爆发留下的痕迹。爆发时有一团火热的气体不断膨胀并扩散到太空中。
同时,科学家们继续观察着第一次出现的那个非常巨大的太阳黑子。到了10月22日,太阳耀斑再次出现,这次爆发引发了太阳气体的大喷发。喷出的气团大的可以一口吞掉地球,在这个气团中,包含着各种各样的带电粒子,温度高达数百万摄氏度。
耀斑爆发的光线和X射线只需要8分钟就可以穿越我们和太阳之间的1.5亿公里的距离,然而每次喷发出的重粒子的速度相对较慢,需要18到48小时才能到达地球。随着粒子流到达时刻的逼近,宇航员迈克尔•福尔和亚历山大•卡列里藏进了国际空间站防御力最强的太空舱中,以躲避致命“风暴”。
“风暴”带来了巨大的影响。在太阳“风暴”侵袭地球大约半小时前,它先扫过SOHO,导致探测器上安装的相机出现故障,敏感设备面临因电荷积累而产生短路的危险。好在SOHO挺过来了,然而并非每一颗卫星都那么幸运。
在10月26日,太阳黑子已经长大到比地球直径的10倍还要大。第二个太阳黑子后来出现在太阳东部边缘,在尺度上比第一个更大。看到一个巨大的太阳黑子已经很令人吃惊了,一下子看到两个,那就令人感到恐怖了。
接下来的爆发仍在继续,每天都有新的耀斑和喷发。地球是否会遭受袭击已不再是个问题了,问题是这次冲击到底会有多强。已经有一些科学家开始感到忧心忡忡,发出了警告,这似乎是人类进入电气时代之后,所能遭遇到的最强烈的一次太阳风暴。
10月28日,科学家们最害怕的事情发生了。第一个太阳黑子正对着地球爆发出最强的耀斑。释放出的能量相当于500亿颗普通当量的原子弹。可怕的后果瞬间产生,各国的海军陆战队紧急呼叫系统瘫痪40分钟;珠穆朗玛峰上探险人员失去联络;断断续续的无线电使得在加利福尼亚森林救火的人员无法正常工作。
太阳“风暴”到达地球时仍然十分凶猛。太阳耀斑上爆发出的物质以惊人的每秒2300公里的速度向太空推进。因此,带电气体经过SOHO后,仅仅花了12分钟就到达地球了。
当爆发出来的粒子穿过地球的磁层后,地球北部所有电线的电压突然不稳定地增大,最终毁坏了瑞典的一个发电厂,导致瑞典5万人无电可用。美国新泽西州有两座核电站的电压不得不调低,担心电涌造成损害。
科学家们吃惊地意识到,地球的“磁场斗篷”是保护我们的大气层免受类似攻击的唯一屏障。当“风暴”减弱后,太阳黑子又对地球发起另一波同样规模的攻击。事实上,在10月末到11月初,太阳耀斑和喷发反复地侵袭地球。
最终,随着第一个太阳黑子从太阳西边消失,只剩下第二个太阳黑子时,这种混乱的情况逐渐平静下来。与此同时,在饱经战火摧残的巴格达,摄影师哈里曼拍下了当时的太阳,他正以当地绵延8个月的战争为题材拍摄纪录片。
11月4日,航天器观测到了在第二个太阳黑子上面再次爆发了太阳耀斑,将大量物质抛射到太空中。好几个航天器上的X射线探测仪相继爆表。这使得科学家们无法准确知道这次爆发的威力,但他们很清楚一件事情,这才是本次太阳爆发最强的太阳耀斑,或许是有史以来最强的一次了。
这次太阳爆发事件史称为2003年万圣节太阳风暴。可是,不知道大家有没有注意到,在我刚才的描述中,地球上并没有出现大规模的极光,更不要说是1859年那样的罕见极光了。
科学家们很想知道,这两次磁暴,还有万圣节风暴与1859年的那次太阳风暴到底谁更强,不过,这个问题似乎这样问更合适:1859年的那次风暴到底比万圣节风暴强多少。
美国宇航局喷气推进实验室的布鲁斯•鹤谷博士就致力于搞清楚这个问题。在20世纪后期的几十年里,卫星和其他空间气象设备记录了一些令人恐怖的大磁暴。然而哪一个都没有引起卡林顿事件中所报道的那种全球性的极光。
所有的迹象都显示1859年磁暴异常强大,尤其是在热带地区史无前例地看到了极光,但似乎没有决定性的证据来证明这次磁暴的强度。每当任何人提到卡林顿事件时,总是引用邱园记录的读数,但令人沮丧的是,那次读数超过了设备的量程。
不过,幸运的是,鹤谷在印度有了意外的发现。有一次,他到印度参加学术会议。他坐在印度地磁研究所的古巴克斯•拉辛纳教授旁边。晚饭的时候,鹤谷向拉辛纳教授说起自己无法找出卡林顿事件的可靠读数的苦恼。没想到,拉辛纳教授突然说,我这里可能有你需要的东西。
第二天,拉辛纳拿了一本他在研究所档案里找到的用皮面装帧的书,书里包含着珍贵数据的图表。这是怎么回事呢?原来,印度地磁研究所的前身是1826年在孟买成立的克拉巴天文台,你没听错,1826年就成立了,中国是清朝的道光六年,实际上由东印度公司建立的,主要为了提供天文测量和计时服务,用以辅助航海工作。
这些数据让鹤谷大喜过望。他最关心的读数出现在上午11点30分,显示了发生磁暴时磁铁的最大偏转。最重要的是,这是一个清晰的没有超出可测量的范围的读数。一回到喷气推进实验室,鹤谷和同事就开始把数据输入计算机模型,揭开了卡林顿事件的真相。
1859年的磁暴强度大约是1989年的3倍,也超过了1972年的事件。相比之下2003年万圣节的磁暴算是比较温和的了,强度只有卡林顿事件的五分之一。卡林顿事件的确是一次完美的太阳“风暴”。
答案竟然藏在极地的冰层中,预知后事如何且听科学有故事下回分解。