了解太阳风暴的严重程度 ， 可以让我们深入了解宇宙可能会给我们带来什么——或许还能帮助我们预测下一次风暴 ， 以便我们在它发生前做好更充分的准备 。
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耀斑剖析
1859年的太阳爆发事件 ， 照亮了地球的天空 。 在此之前的大约18小时 ， 一位英国天文学家注意到太阳表面有一些奇怪的东西 。
理查德·卡灵顿在他的天文台工作时 ， 看到两个明亮的光点从一堆黑色的太阳黑子中出现 ， 并在5分钟内消失 。 另一位英国天文学家理查德·霍奇森也看到了同样的景象 ， 并指出那就像耀眼的织女星出现在了太阳上一样 。 与此同时 ， 英格兰的乔城天文台的罗盘状指针在猛烈抖动 ， 暗示着磁暴即将到来 。
在此之前 ， 没有人了解太阳耀斑——主要是因为没有人像卡灵顿那样在每个晴朗的日子都追踪太阳黑子 。 直至几十年后 ， 天文学家和物理学家才得以揭示太阳耀斑的物理原理及其对地球的影响 。

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图2/5
1859年 ， 英国天文学家理查德·卡灵顿正在绘制太阳黑子的草图（左） ， 他注意到从太阳顶部附近的一大片黑子中冒出两颗光珠 。 卡灵顿画出了首次亮相的耀斑 ， 两个豆状区域依偎在这些斑点之间（在右侧特写中被标记为A和B） 。 五分钟后 ， 两个白点向右漂移 ， 并明显地消失了（标记为C和D） 。  图片来源：S 。PROSSER ， 牛津大学出版社 2018（左）/ 理查德·卡灵顿 ， 公共版权（右）
太阳耀斑是太阳上的一次爆发 ， 是一种突然的闪光——通常在太阳黑子附近——可以释放大约100亿颗百万吨级核弹的能量 。 突然地局部释放被压制的磁能是太阳耀斑的触发因素 ， 一次爆发能释放出从射电电波到伽马射线范围的整个电磁波谱的辐射 。
许多太阳耀斑 ， 尽管不是全部 ， 都伴随着日冕物质抛射 ， 太阳的一大块炽热气体连同纠缠的磁场一起被吹入太空 。 数十亿吨的太阳物质会涌向太阳系 ， 在大约14个小时到几天的时间里穿越1.5亿公里到达地球轨道 。
大多数太阳喷发都与地球相距甚远 。 但偶尔也会有一次刚好瞄准地球 。 这时事情就变得有趣了 。
太阳耀斑发生大约8分钟后 ， 它的光以肉眼可见的闪光形式到达地球 。 当紫外线和X射线的尖峰喷射到上层大气时 ， 会在地表造成轻微的磁扰 。 这便是1859 年乔城天文台的磁性仪器所探测到的震动 。
当日冕物质抛射遇到包围地球的磁场时 ， 会引发地磁风暴 。 对磁场的干扰会导致电流通过导体 ， 包括电线甚至地球本身 。 与此同时 ， 太阳喷出的高速带电粒子撞击上层大气中的原子 ， 从而点亮了极光 。


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图3/5
2017年9月6日 ， 太阳发出了一个强大的X级太阳耀斑——这是对最强烈的耀斑的称谓 。 NASA的太阳轨道动力学观测台在紫外光下捕捉到的这次爆发 ， 是多年来观测到的最强耀斑之一 ， 它发生在当月一系列的太阳爆发期间 。 这些发光的线状物是灼热的等离子体细丝 ， 它们被覆盖在太阳表面的弧形磁场所俘获 。 （来源：NASA / GSFC / SDO）
1859年的耀斑在其能量和对地球的影响方面一直都是最强烈的事件 ， 现在依然如此 。 相对强大的太阳喷发通常被称为“卡灵顿事件” 。 但它并不是唯一突出的 。
“它经常被描述为有记载以来最强烈的风暴 ， ”美国地质调查局的地球物理学家杰弗·洛夫说 。 “这可能不完全精确 ， 但它肯定是两次或者最多三四次最强烈的太阳风暴之一 。 ”