在一首由Hy Zaret、Lou Singer作詞，被They Might Be Giants樂隊廣泛傳唱的歌里唱到，“太陽是一個耀眼的大氣團，一個巨大的核反應(yīng)體”。如果進一步細究，這個關(guān)于太陽的初級分類未免有些狹隘。事實上，太陽的原理十分復雜，至今人們依然沒有完全了解它。

 
太空實驗室拍攝的1973年太陽耀斑爆發(fā)照片。

         但我們知道的是：太陽是一個巨大的、酷熱的、由電離氣體組成的天體。我們把這種氣體叫做等離子氣體，它是宇宙中最常見的物質(zhì)存在形式。組成太陽的氣體原子非常熱，以至于它們不能束緊自己的電子。這些氣流可以攜帶電子穿過太陽。

        如果您十分熟悉磁鐵，就會知道電流能制造磁場，這同太陽活動的原理相同。太陽的周圍存在著一個強大的磁場，太陽通過自轉(zhuǎn)延續(xù)著這個磁場。

        使事情更復雜的是，熱物體有著膨脹的趨勢。太陽是非常熱的星體，同時體積和密度都很大，這意味著它具有很強的吸引力。通常，太陽的重力平衡著它膨脹的趨勢。

        這些力量的共同作用導致太陽表面變化劇烈。帶電的氣流使磁力線發(fā)生扭曲，這可以防止來自太陽內(nèi)部的熱氣體上升到表面，形成太陽黑子。與其它表面相比，出現(xiàn)太陽黑子的表面顏色更暗一些，這里的溫度較周圍的亮區(qū)域也要低很多。

        黑子形成的磁場線把高溫氣體困在下面，防止它們到達表面。這些氣體也把電磁線纏成更緊的圈，有時甚至許多的磁力線纏繞在一起。偶爾，沒有意外發(fā)生時，磁力線削弱，黑子減少，同時，高溫氣體升到太陽表面。但有時，壓力持續(xù)增加，磁力線會突然驟升，導致太陽耀斑出現(xiàn)。

         太陽耀斑不只是高溫氣體的爆炸，一次太陽耀斑可以發(fā)射出整個光譜的光線，這其中有我們看不到的光，包括X射線和伽馬射線，這些射線會對人類造成傷害。幸運的是，地球的大氣層能吸收這些高能射線中的大多數(shù)。

這是NASA拍攝的一次太陽噴發(fā)的照片。

        但這并不表明人類不受耀斑爆發(fā)的影響。在太空中或高海拔的人們，如在飛機上的人，就有可能受到強烈的輻射。這種輻射會對人體造成短期或者長期的傷害，如皮膚過敏，甚至增加患皮膚癌的風險。不過這些傷害都可以通過治療得到康復。

        電子設(shè)備也極易受到這些射線的攻擊。如果高能射線擊中衛(wèi)星，它們就可以從金屬部件內(nèi)部剝離電子，電離它們。電子掙脫束縛后，衛(wèi)星中的電子設(shè)備就可能出現(xiàn)短路。它們還可以創(chuàng)建磁場，破壞衛(wèi)星系統(tǒng)。有些衛(wèi)星能屏蔽這些射線保護自己，但很多衛(wèi)星仍然很容易受到影響。

        由于地球的大氣層吸收了大部分危險的射線，所以太陽耀斑對于地面系統(tǒng)是比較安全的。但另一種稱作為日冕物質(zhì)拋射的活動，則會給地球上的電子產(chǎn)品帶來很嚴重的麻煩。在日冕物質(zhì)拋射期間，太陽磁場波動導致太陽表面迅速擴大，向太空噴射出數(shù)十億噸的粒子。有時日冕物質(zhì)拋射會伴隨太陽耀斑而產(chǎn)生，但不是所有的太陽耀斑都產(chǎn)生日冕物質(zhì)拋射，也不是所有的日冕物質(zhì)拋射都是隨太陽耀斑而產(chǎn)生的。

        不同于太陽耀斑，日冕物質(zhì)拋射不會產(chǎn)生強烈的光，但它卻會產(chǎn)生磁場沖擊波。這種沖擊波能擴展到太空中十億英里遠處，如果該沖擊波經(jīng)過地球，地球的磁場將作出反應(yīng)。這同將一塊弱磁鐵放到一塊強磁鐵旁邊的原理一樣，弱磁鐵會將自己調(diào)整為與強磁鐵相同的磁場。太陽的電磁沖擊波會使地球的磁場線發(fā)生無法預測的改變。

        美麗的光并不是日冕物質(zhì)拋射帶來的唯一成果，它將使地球上所有的指南針失去功能。而且，由于磁場可以產(chǎn)生電流，任何導體都可能成為一個電感器。一次強大的日冕物質(zhì)拋射能生成巨大的導體，這可能造成地球電力系統(tǒng)的超載，從而破壞整個系統(tǒng)。

         接著我們將清楚地看到，一次強烈的日冕物質(zhì)拋射過后情況有多糟糕.

        雖然單一的太陽耀斑活動不足以對地球造成影響，但是強大的日冕物質(zhì)拋射就得另當別論了。而事實上，這也有過先例，只是當時人們沒有先進的電子設(shè)備，而即便有了，那時的人們還沒有像現(xiàn)在這樣依賴它們。

一次強大的太陽風暴可能導致整個地球的電力系統(tǒng)癱瘓。

         1859年，一場強大的日冕物質(zhì)拋射在地球磁層周圍引起了強烈的磁場波動。其結(jié)果就是，生活在古巴的人們目睹了北極光現(xiàn)象，而指南針和電報系統(tǒng)隨之癱瘓，它的威力如此強大以至于引發(fā)了磁暴。當時的科學家和學者對所有可能引起混亂的起因進行辯論，現(xiàn)在我們當然知道是日冕物質(zhì)拋射搞的鬼了，但當時的人們還沒有這種概念。今天，人們比1859年更依賴電子設(shè)備和電力。如果遭到類似的襲擊，人類將會更加麻煩，因為巨大的磁力將誘導任何大型導體，包括電力變壓器和電網(wǎng)。

        但這還不算太壞。即便北美電網(wǎng)的荷載幾乎接近于磁暴的能量，它也難以承載太陽風暴增加的電力負荷。電力線會因為電壓過大而彎曲下垂，甚至有可能“啪”的一下突然折斷，而大規(guī)模的停電也很可能影響到大陸上的多數(shù)人們。電磁波動還會干擾無線電信號，通信和衛(wèi)星系統(tǒng)都將崩潰。

        修復這些損失可能會花費幾個月或幾星期的時間，但在此期間，人們根本不知道發(fā)生了什么事情，因此緊急救援行動將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。雖然電磁波動可能并不會破壞像手機、電腦這些個人電子設(shè)備，但局域通信網(wǎng)絡(luò)卻可能已經(jīng)損壞。換句話說，小的電子設(shè)備可能還可以使用，但失去了電力網(wǎng)、通信網(wǎng)這些服務(wù)，它們也將變?yōu)閺U物。

        日冕物質(zhì)拋射可能會影響您的電腦并導致故障，但在大多數(shù)情況下，簡單的重新啟動完全可以解決這個問題?？呻S著電網(wǎng)被破壞，電源充電就會受到限制，一旦存儲的電用完了，我們就束手無策了。

        雖然人們無法阻止太陽風暴的發(fā)生，但是可以采取方法限制日冕物質(zhì)拋射的影響。其中之一就是要徹底檢修電網(wǎng)系統(tǒng)，我們需要一種智能電網(wǎng)，它的電容量必須要比我們當下正使用的大很多才行。另外，我們還需要制定屏蔽設(shè)施，以便盡可能地保護基礎(chǔ)電力設(shè)施不受磁場波動的影響。