2012，地球逃过太阳劫

gstangbao

2012，地球逃过太阳劫

2012年8月31日，日面边缘发生的一场日冕物质抛射。就在此前一个多月，太阳曾经发生过有史以来很可能是最剧烈的太阳风暴，幸好它射偏了，没有命中地球。图片来源：维基百科
8 G( m! p/ [2 S5 |' \7 ]0 _( w( u# \（艾麦乐/译）2012年7月，地球躲过了一枚子弹。更确切地说，是那枚子弹射偏了。如果它击中地球的话，我们就有大麻烦了。
这枚子弹，是一场太阳风暴，是太阳向外爆发出来的上十亿吨等离子体。这种事件，被天文学家称为日冕物质抛射（CME），实际上还挺常见的。但是，具体到这一场日冕物质抛射，可以称得上是一头怪兽。事实上，它有可能是有史以来最剧烈的一场日冕物质抛射。
" L# d: J% Q& c  A/ m有时候，人们会问我，天文学上有没有任何东西能够真正令我担心。类似这样的事情，差不多就是最让我担心的。为什么？因为这样一场太阳风暴大到足以导致全世界断电长达好几个月，还会破坏我们的现代生活所依仗的重要的人造卫星。
( w9 P  A0 M* A3 ]. e: _% ?) m尽管这场太阳风暴没有命中我们，但它确实击中了一颗环绕太阳运转的探测器STEREO A，它观察到了整个事件发生的过程。下面这段视频显示了不同的太阳探测器从不同角度看到的情况：
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从20秒处开始的那段视频吓到我了。你看到的那些“雪花点”实际上都是无数亚原子粒子以大约1%的光速撞上STEREO A的结果。这个速度是很快的。
7 o! z" y" j: ?那么，到底发生了什么事？这样的事件真有这么危险吗？
+ l- p& _' A9 ~简单回答的话，这是因为太阳有一个非常复杂的磁场。在太阳的内部，有许多巨大而又炽热的等离子体团块，从太阳的深处上浮起来。这些团块有着它们自己的内部磁场，随着它们上浮到表面，磁力线巨大的环路便会穿透日面。这些磁力线环携带着大量的能量，通常这些能量会沿着磁力线上升，又落回到太阳表面。
0 W1 {* X& a) G  w6 v2 A但是，如果一大堆这样的磁力线环缠绕在一起，它们也能够发生相互作用，彼此连接在一起，将它们携带的能量一下子全部释放出来。结果便是一场巨大的爆炸，远比我们地球上所有的核武器全部引爆还要剧烈——我们把这种爆炸称为太阳耀斑爆发。有时候，这种爆炸会在太阳的外层大气（即日冕）中触发更大规模的能量释放。这就是日冕物质抛射。这团不断膨胀的亚原子粒子及能量包会横扫我们的太阳系，如果击中地球，它使会与我们地球的磁场相连接，产生各种破坏。
这些亚原子粒子的猛烈轰炸，能够烧毁人造卫星，并在地层深处引发巨大的电流。这些电流又会产生出电涌，导致大规模断电。比如1989年，一场这样的事件就摧毁了美国的许多变压器，并在加拿大的魁北克省导致大断电。
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1989年的太阳风暴中被摧毁的一台变压器。图片来源：BadAstronomy
有记录以来最大的太阳风暴，是1859年的卡灵顿事件。这场风暴非常强大，摧毁了横穿美国的电报线路，还在全球各地引发了极光现象。
" N2 l: f( a- Y! b, z美国科罗拉多大学的太阳天文学家丹尼尔·贝克（Daniel Baker）估计，2012年7月的那场太阳风暴，剧烈程度至少跟卡灵顿事件相当。如果它击中地球，结果会是一场灾难。
( ^4 Q! N& Z" f2 H2 z我希望能够严谨一点。我总是试图非常严谨地、既不夸大也不小看来自天文事件的风险——有些人会对风险极小的事情过度恐慌，当然我也不愿意夸大任何危险。但在这件事情上，我不得不这么说：如果2012年7月那场日冕物质抛射击中我们，便会导致一场全球性的灾难。
  T) v+ y4 @# e; `" F! A2 [2 c/ \( C. I; ?许多人造卫星会被烧毁，它们的电路会发生短路。单这一点，就意味着我们会损失数十亿美元的太空资产，更不说全球通信、天气预报及其他所有依赖于人造卫星的关键系统的损失了。
在地面上，情况也同样糟糕。全世界都会发生断电事故。大型变压器会被由太阳风暴感生出来的巨大电流摧毁。这些变压器的建造和安置可能需要几个月的时间。设想一下，美国的大部分地区断电长达数月——而且还是在夏日炎炎的7月和8月，往常这是电网负荷最高的几个月。
5 A7 w5 o, W* k7 V( p所以，不开玩笑，这样一场太阳风暴可能非常非常糟糕。我很高兴，它没有命中我们！

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2013年5月13日，太阳在24小时之内连续爆发出3次X级耀斑。这样的耀斑爆发可能触发更大规模的日冕物质抛射。图片来源：NASA/SDO
! w0 A3 s# {6 q. e) Y但是，需要提醒的一点是，这完全就是运气。它也可以轻易地击中我们。根据过去50年来记录到的太阳风暴，贝克最近在《物理世界》上发表文章估计，未来10年内，地球被一场类似的太阳风暴击中的几率为12%。这个数字略高，至少让我觉得不太舒服。
实际上，我们做不到任何事情来阻止这样一场来自太阳的风暴。然而，我们有办法减轻风暴带来的破坏。比如，人造卫星就可以设计制造得更有能力抵御这样的风暴。另一个办法就是，美国的电网还是在用电负荷远远低于今天的时候设计和建造的；经过升级以后，电网或许能够承受大模型日冕物质抛射所感生出来的额外电流。
当然，这些技术都需要耗费资金。大量资金，肯定要以数十亿美元来计。但是，如果2012年7月的太阳风暴击中我们地球，导致的损失估计会在2万亿美元。这还不包括由此可能引发的人祸。
8 C7 q$ I. p8 H0 h或许，我们的最佳措施是早期预警。英国布里斯托尔大学的工程师阿什利·戴尔（Ashley Dale）及其同事正致力于一个名为SolarMAX的项目。他说，在太阳周围布置一圈小型人造卫星，能够测量太阳的磁场，以及太阳风暴会途经的空间环境。这能帮助我们预测大型太阳风暴可能会在何地何地发生，是否会瞄准地球。他们估计，这可以给我们提供几天的预警时间；这些关键的时间可以用来转移电网上的电量，关停易受损的电线，让人造卫星重新指向，等等。所有这些举措都能够阻止太阳风暴可能带来的大多数破坏。
0 _8 b! v5 l) v; v2 R$ E, S8 E( o# c我相当重视这一威胁，如果说我们应该从2012年7月的太阳风暴中学到点什么的话，我认为我们都必须要严肃对待这一威胁。
* S+ e) v  r! W- n  F* X编译自 BadAstronomy，The 2012 Solar Disaster That Almost Was

晨曦里的泪珠

好吓人的感觉

丹尼.科瑞恩

2012.......

英雄不问出路

它“便”会与我们地球的磁场相连接