超大太阳“青春痘”会威胁地球安全吗？
图为马来西亚一座天文台拍摄的太阳黑子群AR12192精密图像，时间是10月21日
近日，太阳脸上的一片“青春痘”吸引了公众的注意力。据报道，近日一个巨大的黑子群出现在太阳表面，面积为24年来最大。太阳表面出现如此大个头的“青春痘”会对地球产生什么影响？人类是否有办法预测太阳黑子的出现？记者采访了国家空间天气监测预警中心高级工程师陈安芹。
尚未对地球产生恶劣影响
陈安芹表示，这片黑子群最早10月17日出现在日面，并不断变大，在10月23日左右观测效果最好，目前已经随着太阳自转进入背对地球的一面。
这片巨大的黑子群被科学家命名为AR12192。专家估计，AR12192的跨度已达125000公里，是地球直径的20倍。“这一面积超过了太阳上一活动周期的最大黑子群，比它更大的黑子群要追溯到1990年11月的AR6368。” 陈安芹说。
太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度比太阳光球层表面温度要低1000摄氏度到2000摄氏度，约为4600摄氏度，因此看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子的多少和大小，常常标志着太阳这颗壮年恒星内部活动是否剧烈。
虽然黑子群AR12192的面积非常大，但它对地球的影响有限。“黑子群AR12192引发了数十次太阳耀斑爆发，但没有形成日冕物质抛射，因而没有带电粒子到达地球。”陈安芹说，这片巨大黑子群对我国带来的影响，目前只是8月19日的X级耀斑期间，我国大部分地区短波通讯受干扰。
太阳活动可能威胁地球安全
太阳活动对地球的威胁来自带电粒子。在出现黑子的区域，常常会有耀斑爆发，同时发生日冕物质抛射。太阳在这个过程中会向太空抛射出大量高速带电粒子。这些粒子的速度可能高达每秒几百甚至上千公里，如果它们恰好到达地球并对地球所处的空间环境产生影响，我们便说发生了太阳风暴。
一次强大的太阳风暴，可能会导致地球电力系统故障，甚至瘫痪。1989年发生的“魁北克事件”便是太阳风暴“击中”电力系统的例子。在短短1分半钟内，太阳风暴的带电粒子使魁北克省1万多个变压器烧毁，当地电力系统迅速陷入瘫痪，发生长达9小时的大面积停电。在这场20世纪以来太阳风暴带来的最严重电力故障中，电力公司因此损失上千万美元。
地球磁场是地球保护伞。太阳风暴的大量带电粒子飞向地球，可能会与地球两极的磁场发生作用产生极光，还可能使地球电磁场发生变化，影响无线电通讯特别是短波通讯，并对航空运输以及卫星导航装置造成影响。“2000年7月14日发生的一次太阳风暴，产生了极光现象，并引发地球磁暴，使一些卫星出现故障、暂时瘫痪，并导致部分的无线电中断。”陈安芹说。
受太阳风暴影响最大的是位于地球与太阳之间的航天器。陈安芹介绍说，高能带电粒子会毁坏卫星搭载的仪器，造成卫星芯片击穿、控制紊乱，甚至使航天器的轨道偏离。“几乎每次大的太阳风暴过后都有卫星损坏的报告。”
超级活动区助力太阳风暴预报
美国国家海洋与大气局太空环境中心副局长荣·茨威格曾表示，哪怕能提前一个小时预报太阳风暴的到来并加以警告，受太阳风暴影响造成的损害就能减低到尽可能的小。但很遗憾，精确预报太阳活动以及随之而来的太阳风暴尚不可能。科学家们能做的，是年复一年地监测太阳，并像每天预报天气一样，根据经验预测太阳风暴对地球的影响时间和强度。
预报太阳风暴中的一条重要经验，便是太阳活动周期。十九世纪，德国人塞瑟尔·海因里希·施瓦布和瑞士人鲁道夫·沃尔夫等通过对太阳黑子的观测和研究发现，太阳活动呈周期性变化，在活动峰值年发生太阳风暴的可能性更大。后来的统计表明，一个太阳活动周期平均为11.2年。
陈安芹表示，从2008年底开始进入第24个活动周期，从整体上看其活动强度比第23周要弱。“黑子群AR12192的面积虽然是近24年来最大，但它没有产生日冕物质抛射，耀斑爆发的强度也比第23周期的耀斑要弱得多。”
太阳活动第23周期中最值得一提的是2003年10月底的耀斑爆发。其强度是黑子群AR12192引发耀斑最大强度的10倍以上，其伴随的日冕物质抛射速度超过每秒2500千米，引发了强烈地磁暴。“日冕物质抛射一般三天左右到达地球，而那次仅花了19个小时。”陈安芹说。
超高强度的太阳活动警示科学家，人类不仅要高准确率的太阳活动预报，还要加快预报速度，与高速的高能粒子赛跑。陈安芹表示，重点监控太阳表面的超级活动区能有效提高预报准确率和速度。
太阳活动区是指日面上各主要的太阳活动体（如黑子、光斑、谱斑、耀斑和活动日珥等）频繁活动的区域，超级活动区则是其中活动尤为活跃者。陈安芹说，按照能量高低，耀斑可分为A、B、C、M、X五个级别，其中X级为最高级别。“超级活动区的数量其实不多，只占到活动区总数量不到5%，但它爆发的X级耀斑数量占到所有X级耀斑数量的40%以上。通过观测超级活动区，可以在预报上占据主动。”
目前，科学界对太阳超级活动区的定义不完全一致。“有些研究选取黑子群最大面积、耀斑的指数、射电暴峰值流量以及太阳的总辐射量等参数作为判断标准，有些研究则根据高能质子峰值流量、大耀斑个数等加以判断。”陈安芹表示，按照通行标准，活动区AR12192正是科学家关注的太阳超级活动区。它后续可能引发的太阳活动，正处于世界各国的望远镜、卫星严密监控中。
