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太阳耀斑和耀斑等级

  耀斑是太阳上一种强烈的、短暂的能量释放过程。从地面光学观测来看,耀斑是太阳表面亮度增强的区域。从X射线和射电辐射观测来看,耀斑是一种噪声爆发。它们一般持续几分钟到几个小时。

  1859年9月1日,两位英国的天文学家分别用高倍望远镜观察太阳。他们同时在一大群形态复杂的黑子群附近,看到了一大片明亮的闪光发射出耀眼的光芒。这片光掠过黑子群,亮度缓慢减弱,直至消失。这就是太阳上最为强烈的活动现象——耀斑。由于这次耀斑特别强大,在白光中也可以见到,所以又叫“白光耀斑”。白光耀斑是极罕见的,它仅仅在太阳活动高峰时才有可能出现。耀斑一般只存在几分钟,个别耀斑能长达几小时。在耀斑出现时要释放大量的能量。一个特大的耀斑释放的总能量高达1026焦耳,相当于100亿颗百万吨级氢弹爆炸的总能量。耀斑是先在日冕低层开始爆发的,后来下降传到色球。用色球望远镜观测到的是后来的耀斑,称为次级耀斑、色球耀斑。

  色球耀斑按面积分为4级,由1级至4级逐渐增强,小于1级的称亚耀斑。耀斑的显著特征是辐射的品种繁多,不仅有可见光,还有射电波、紫外线、红外线、X射线和伽玛射线。耀斑向外辐射出的大量紫外线、X射线等,到达地球之后,就会严重干扰电离层对电波的吸收和反射作用,使得部分或全部短波无线电波被吸收掉,短波衰弱甚至完全中断。

  X射线耀斑分级不同于色球耀斑。根据耀斑产生的软X射线辐射强度,科学家将耀斑分成A、B、C、M、X五个级别,每个级别中又划分10个等级,逢10晋级。一般地球上观测到的弱耀斑是C级,M级是主要大耀斑,而X级则是极大耀斑。在每个太阳活动高峰期,都会产生10个左右X9级以上的极大耀斑。而它们所抛射的高能粒子与日冕物质通常都会造成一些重大损失,如卫星使用寿命变短、甚至损坏,有时一些超级太阳风暴掠过地球时,会与地球磁场发生磁重联——将地球磁场完全“撕开”,几天后才可恢复。不过,地球与太阳已相伴至少46亿年,经常会正面遭受太阳风暴,显然地球上的生命活动未受到显著影响。

  X射线耀斑是以波长范围1到8埃(0.1到0.8纳米)的软X射线通量的峰值来分级的。具体分级如下:

耀斑分级
通量(单位:Watts/m2

C级

10-6≤I<10-5

M级

10-5≤I<10-4

X级

I≥10-4

  这个分级是美国原空间环境服务中心制定的,于1969年1月1日正式使用。

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