太阳像一台永不休息的粒子发动机,把电子加速到接近光速,撒向整个太阳系。过去没人能说清这些“太阳高能电子”到底从哪儿出发,也没人分得清它们究竟是突然闪现还是缓缓流出。现在,欧洲空间局的“太阳轨道器”飞到了离太阳更近的位置,像一台贴脸拍摄的摄像机,把300多次电子风暴的出生证明全数拍下。
研究团队把观测结果分成两派:
一派叫“快闪派”,和太阳耀斑绑定。耀斑爆发时,电子像被弹弓瞬间弹出,几分钟内就冲到行星际空间。
另一派叫“持久战”,来自日冕物质抛射(CME)。CME是太阳大气里百万吨级的高温等离子体海啸,电子被裹在里面,像坐慢车一样晃悠几小时才抵达。
亚历山大・瓦尔穆特在莱布尼茨天体物理研究所工作,他打了个比方:“耀斑像鞭炮,一响就散;CME像洪水,一波接一波。”过去科学家只能靠猜,现在有了太阳轨道器的多重仪器,鞭炮和洪水的区别第一次被写进数据库。
飞船上的高能粒子探测器直接冲进电子流,像在高速公路上逆行取样;同时,远距成像仪盯着太阳表面,记录每一次耀斑和CME的坐标。两套数据一比对,电子的出生地和出发时间被锁定到分钟级别。
一个让人挠头的现象也找到了答案:地面望远镜看到耀斑后,电子常常“迟到”几小时。不是太阳偷懒,而是电子在行星际空间里被太阳风吹得七零八落,绕路、堵车、被磁场弹回,时间就这样被拉长。
太阳风不是温柔的微风,而是带电粒子的湍流。电子想走直线,却被磁场拧成麻花。离太阳越远,麻花越乱,迟到越明显。太阳轨道器在不同距离采样,第一次把这段“太空堵车”过程拍成延时影像。
为什么普通人要关心这些电子?因为它们就是太空天气的子弹。快闪派能量高却持续短,对卫星影响有限;持久战派的CME电子流才是航天器的大敌,可能烧毁电路、让GPS失灵。能分清两种电子,就能提前几小时甚至几天发出预警,让卫星提前关机、宇航员躲进防护舱。
ESA的下一步计划叫“Vigil”,2031年发射,将飞到地球侧面,像侧后视镜一样监视太阳。届时,任何冲着地球来的CME都会被提前发现,留给地面做应急准备的时间从“分钟级”变成“小时级”。
太阳轨道器的数据库还会继续膨胀。项目科学家丹尼尔・穆勒说:“我们才看了五年,已经把教科书改了好几页。”下一次大耀斑或CME来袭,人类不再只是仰头看热闹,而是手握精确时刻表,提前关窗锁门。
留言区开放:你觉得下一场太阳风暴会先敲谁家的门?
写下你的猜测,也许2031年的Vigil会替你验证。
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