太陽海嘯，一般是指由于太陽上的爆發(fā)現(xiàn)象所激發(fā)的擾動。太陽上的爆發(fā)現(xiàn)象一般包括耀斑、日冕物質(zhì)拋射(CME)和爆發(fā)日珥。目前認(rèn)為太陽上的耀斑或者CME(尤其是后者)是擾動的源。天文學(xué)家認(rèn)為太陽海嘯類似于地球海洋發(fā)生的海嘯，像這些怪異海浪一樣，太陽海嘯也是釋放能量的結(jié)果，導(dǎo)致產(chǎn)生了巨大的壓力波，并通過某種媒介來傳播，在地球上的媒介是海水，而在太陽上則是熾熱的躁動的太陽氣體。

太陽海嘯-概述

太陽海嘯

太陽海嘯，當(dāng)物理學(xué)家第一次看到熾熱的等離子波在太陽表面疾速運(yùn)轉(zhuǎn)時，他們都以懷疑的態(tài)度看待這種現(xiàn)象，太陽海嘯的規(guī)模過于震撼了，等離子波被掀起的高度超過了地球本身，從一個周長數(shù)百萬公里的圓形模式的中心點(diǎn)開始爆發(fā)。質(zhì)疑者認(rèn)為這或許是某種東西的陰影，但肯定不是真正的波浪。美宇航局戈達(dá)德太空飛行中心太陽物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家喬·古爾曼(Joe Gurman)說現(xiàn)在真相大白，太陽海嘯確實(shí)存在。美國宇航局的2艘日地關(guān)聯(lián)觀察臺(STEREO)太空船首次拍攝到了太陽海嘯橫掃太陽大氣的精彩畫面。這是STEREO于2007年5月19日拍到的此強(qiáng)大的太陽波活動，當(dāng)時STEREO正在4層太陽大氣中穿行，但這些圖像和視頻直到今天才公布。它們將幫助天文學(xué)家修正對太陽波運(yùn)動速度的估計。

太陽海嘯-形成原因

一直以來人們對太陽海嘯所知甚少，太陽波的運(yùn)動速度最初是根據(jù)SOHO圖片計算出來的，與它們的估計強(qiáng)度不相符。負(fù)責(zé)此項(xiàng)研究的都柏林大學(xué)圣三一學(xué)院的彼得·蓋拉何說相對我們看到的這種爆發(fā)所釋放的巨大能量，根據(jù)SOHO圖片計算出來的太陽波速度似乎很慢。太陽海嘯一眨眼間釋放的能量是全球一年所消耗能量的總和。STEREO的攝像機(jī)每天拍攝的圖片比SOHO要多，因此蓋拉何及其同事能更加精確地測定太陽海嘯的速度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們確實(shí)比科學(xué)家先前想象的要快得多。它們的速度驚人，是天文數(shù)字級別的，一眨眼工夫就能跑遍整個地球，蓋拉何表示。STEREO的遠(yuǎn)紫外成像儀(EUVI)還能讓天文學(xué)家在4個波長下監(jiān)測太陽，可以應(yīng)對從6-200萬攝氏度的高溫。每一個波長對應(yīng)不同的太陽大氣層。讓該研究小組震驚的是，太陽海嘯似乎在太陽濃密大氣層中運(yùn)動的速度和稀薄大氣層中的速度一樣快。

目前還不清楚是什么原因造成了這些巨大的太陽波。天文學(xué)家知道它們與日冕物質(zhì)拋射(CME)有關(guān)。日冕物質(zhì)拋射指日冕上的大規(guī)模物質(zhì)噴流。它會導(dǎo)致地球上的磁暴，并影響空間飛行。太陽海嘯是由日冕物質(zhì)拋射產(chǎn)生的沖擊波，二者是同時發(fā)生的。蓋拉何說，只要看到太陽海嘯，就總是有日冕物質(zhì)拋射。這種關(guān)聯(lián)對預(yù)測日冕物質(zhì)拋射很重要。蓋拉何認(rèn)為未來STEREO的進(jìn)一步觀察將幫助科學(xué)家確定太陽海嘯爆發(fā)的成因。蓋拉何及其同事將他們的發(fā)現(xiàn)4月2日發(fā)表在北愛爾蘭貝爾法斯特舉行的英國皇家天文學(xué)學(xué)會國家天文學(xué)大會上。

太陽海嘯-確實(shí)存在

“舞動的日珥”(畫圈處)。在遭受昏暗但強(qiáng)有力的太陽海嘯沖擊后，日珥上下波動

2009年2月，在代號“11012”的太陽黑子突然爆發(fā)時，STEREO雙子飛船捕捉到“太陽海嘯”瞬間，從而證實(shí)了這種現(xiàn)象的存在。噴發(fā)將十億噸重的氣云(即日冕物質(zhì)拋射物)拋向太空，引發(fā)的“海嘯”迅速席卷太陽表面。STEREO從兩個垂直位置記錄下等離子波，為研究人員提供了太陽海嘯前所未有的視角。領(lǐng)導(dǎo)實(shí)施最新研究的美國喬治梅森大學(xué)科學(xué)家斯皮洛斯·帕索拉科斯(Spiros Patsourakos)那絕對是波。并且不是水波，而是由熾熱等離子體和磁性物質(zhì)構(gòu)成的特大波。研究結(jié)果刊登在最新一期《天體物理學(xué)快報》(Astrophysical Journal Letters)雜志上。這種波的學(xué)術(shù)名稱是“快速磁流體動力波”(fast-mode magnetohydrodynamical wave)，簡稱“MHD波”。

STEREO看到太陽黑子爆發(fā)掀起的MHD波高度達(dá)到10萬公里左右，以每小時250公里的速度在太陽表面馳騁，生成的能量相當(dāng)于2400兆噸TNT爆炸的能量。太陽海嘯最早是在1997年由太陽及日球?qū)犹煳呐_(SOHO)發(fā)現(xiàn)的。那一年的5月份，日冕物質(zhì)拋射物從太陽表面一個活躍區(qū)域噴射而出，SOHO飛船記錄下從爆發(fā)點(diǎn)掀起的海嘯。古爾曼回憶說我們想搞清楚那究竟是波，還是上空日冕物質(zhì)拋射物的陰影?SOHO的單一視角不足以解答這個問題——既不能回答SOHO第一次拍到的波，也不能解釋它在接下來幾年間拍到的許多類似事件。2006年發(fā)射的STEREO飛船為解開這個謎底提供了機(jī)會。2009年2月太陽黑子爆發(fā)時，STEREO-B飛船恰好在爆發(fā)點(diǎn)上空，而STEREO-A則同樣以垂直角度守候在一邊——按照參與這項(xiàng)研究的另外一位科學(xué)家安杰洛斯·沃爾利達(dá)斯(Angelos Vourlidas)的說法，這構(gòu)成了揭開謎團(tuán)的完美幾何排列。

太陽海嘯-主要影響

進(jìn)一步增強(qiáng)了模擬圖中灰色部分的爆發(fā)沖擊力

沃爾利達(dá)斯供職于美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室。撞向事物的等離子波的影像資料進(jìn)一步證實(shí)了波的物理現(xiàn)實(shí)性。沃爾利達(dá)斯說我們看到了冕洞(太陽大氣層中的磁洞)反射的波。另外，還拍到了日珥(突出日面邊緣的一種太陽活動現(xiàn)象)在受到波的撞擊后擺動的清晰影像。我們稱之為‘舞動的日珥’。太陽海嘯不會對地球構(gòu)成直接威脅，盡管如此，仍值得對這種現(xiàn)象展開研究。古爾曼說我們可以通過它們?nèi)フ鐒e太陽上的情況。通過觀測波如何傳播以及撞擊事物，我們可以搜集太陽低層大氣的信息，目前我們尚不能通過其他途徑獲得這方面的信息。

沃爾利達(dá)斯補(bǔ)充說海嘯波還能提高我們對太空天氣的預(yù)測準(zhǔn)確度。同靶心一樣，它們會標(biāo)出爆發(fā)發(fā)生的地方。確定爆發(fā)點(diǎn)的位置有助于我們預(yù)測日冕物質(zhì)拋射物或放射物風(fēng)暴何時到達(dá)地球。另外太陽海嘯還給人以視覺上的沖擊。沃爾利達(dá)斯說這些精彩大片就來自這個世界。