太阳活动现象是怎样的?太阳耀斑是什么?
太阳活动现象是指太阳表面的各种动态过程,主要包括太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等。这些活动与太阳内部的磁场变化密切相关,具有一定的周期性,那么太阳耀斑又是什么呢?
太阳耀斑是太阳活动的重要表现,是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程,引起局部区域瞬时加热,向外发射各种电磁辐射,并伴随粒子辐射突然增强,所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。
由于太阳光球的背景辐射太强,大多数耀斑不能在白光中观测到,辐射增强主要是在某些谱线上,其中以氢的Hα线(波长6563埃,颜色为橙红色)和电离钙的H、K线最为突出。当用这些单色光监视太阳色球层时,有时会在活动区附近的谱斑中看到局部小区域的突然增亮。增亮区由原有的谱斑亮度在几分钟内迅速增亮几倍甚至几十倍,然后在几十分钟至1~2小时内缓慢恢复至原有的谱斑亮度。1892年7月,美国天文学家海耳首次观测到了太阳耀斑的单色像。20世纪50年代以前,太阳耀斑主要是依靠Hα单色光和可见区的光谱观测,这在地面上比较容易实现。因此,太阳耀斑的早先定义是指Hα单色光看到的太阳色球谱斑中的突然增亮现象,也称为色球爆发。
多种手段的综合观测表明,耀斑发生时,从波长短于1埃的γ射线和X射线,直到波长达几公里的射电波段,几乎全波段的电磁辐射都有增强的现象,并发射能量从103电子伏特直到109电子伏特的各种粒子流。其中,电磁辐射增强主要发生在短波辐射(X射线和紫外光)和射电波段。因此,耀斑更准确的定义应包括所有上述一系列的突变现象,而Hα辐射的增强只是耀斑发生的一种次级标志。
太阳耀斑对地球环境有一定影响,高能辐射和粒子辐射会穿透地球的磁层和大气层,干扰卫星和航天器的导航和通信技术,甚至引起电网的波动和中断。因此,研究太阳耀斑有助于了解太阳活动的规律,预测太阳耀斑的发生,从而减轻其对地球科技设施的影响。