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假如彗星撞入太陽,后果有多嚴(yán)重?其實(shí)2003年我們已經(jīng)見識(shí)了一回

 星辰大海種花家 2019-08-19

看起來每天東升西落,一片祥和寧靜的太陽,其實(shí)每天都在經(jīng)歷太陽系中任何一顆行星都無法企及的超級(jí)風(fēng)暴,而小行星墜入太陽則是每天都在發(fā)生的事情,唯一的差別就是小行星大小以及是否剛好被我們觀測到而已!

一、太陽系中最劇烈的風(fēng)暴

1、地球最劇烈的風(fēng)暴

剛過去的臺(tái)風(fēng)利奇馬讓大家心有余悸,而事實(shí)上利奇馬的威力確實(shí)不小,它應(yīng)該是2019年第一個(gè)被取消冠名的臺(tái)風(fēng),未來將會(huì)有一個(gè)新的名字代替它!但他并不是史上最強(qiáng)臺(tái)風(fēng),史上最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)非官方記錄是1961年的臺(tái)風(fēng)南希,非正式記錄最高風(fēng)速是360千米/小時(shí),也就是100米/秒!而官方最高紀(jì)錄的臺(tái)風(fēng)是1979年的泰培,風(fēng)速305千米/小時(shí)!中心氣壓870百帕!直徑達(dá)到2220千米,成為官方記錄以來規(guī)模最大,近中心風(fēng)力最高的臺(tái)風(fēng)!

臺(tái)風(fēng)泰培的行進(jìn)路線,從臺(tái)灣東邊的太平洋上拐到日本去了!

臺(tái)風(fēng)泰陪的的大型暴風(fēng)圈覆蓋面極大,日本最主要的四個(gè)大島都納入它的超級(jí)暴風(fēng)圈內(nèi),在紀(jì)伊半島記錄到超過900毫米的雨量紀(jì)錄!

2、行星上最大的風(fēng)暴

其實(shí)八大行星中最大的風(fēng)暴和最強(qiáng)的風(fēng)暴是兩個(gè)不同的行星,當(dāng)然最大的風(fēng)暴大家應(yīng)該都知道是木星的大紅斑,自1664年被發(fā)現(xiàn)以來,到今天為止已經(jīng)過去了355年,盡管有些縮小,但它仍將存在數(shù)百年!

這就是木星大紅斑的比例,在2017年4月3日測量時(shí),大紅斑直徑達(dá)到了16350公里,略小于地球直徑的1.3倍!

而風(fēng)速最高的風(fēng)暴,要算是海王星上的和地球直徑差不多的大黑斑了,經(jīng)過觀測得知它的速度高達(dá)2400千米/小時(shí)!大約是音速的2倍以上!

3、太陽上的風(fēng)暴

當(dāng)然比起太陽上時(shí)刻發(fā)生的風(fēng)暴來,行星上的巨型風(fēng)暴實(shí)在是小巫見大巫了!因?yàn)樘栒紦?jù)了整個(gè)太陽系99.86%以上的質(zhì)量,接近140萬年千米的直徑的一個(gè)等離子球體,自內(nèi)外自轉(zhuǎn)速度不一致的情況下形成了極其扭曲的磁場,而因此帶電的等離子體在復(fù)雜的磁場條件下形成了難以想象的暴風(fēng)!

內(nèi)外層不同步自轉(zhuǎn)開始形成扭曲磁場

逐漸形成了混亂不堪的磁場,甚至在太陽表面相距并不是特別遠(yuǎn)的兩個(gè)位置上就存在N和S極,而帶點(diǎn)的等離子體會(huì)在這磁極上建立其橫跨數(shù)萬千米甚至數(shù)十萬千米的“日餌橋”如果它短路破裂了,那么已經(jīng)在距離數(shù)百萬千米距離的日餌頂端大量物質(zhì)就會(huì)磁場動(dòng)力作用下從太陽逃逸,進(jìn)入太陽系星際空間成為太陽風(fēng)中的風(fēng)暴來源!

日餌的形狀就是太陽上磁極的磁力線軌跡

巨大的日餌短路破裂,上億噸物質(zhì)向太陽系內(nèi)的星際空間拋射,假如地球位于這個(gè)破裂日餌的前進(jìn)方向那么就要開始倒霉了!而NASA的太陽動(dòng)力學(xué)觀測衛(wèi)星(SDO)在2010年12月6日拍攝到了正在爆發(fā)中的太陽南半球日餌圖像,根據(jù)觀測顯示,此次日餌爆發(fā)長度為70萬千米,差不多就是地月最近距離的2倍!

當(dāng)然地球的磁場早就為我們準(zhǔn)備好了盾牌,只不過這個(gè)盾牌并不能100%防御住太陽高能粒子的攻擊!我們下文繼續(xù)了解。

二、小行星簡介

1、小行星帶與柯伊伯帶

太陽系中的小行星帶有兩個(gè),一個(gè)火星與木星軌道之間的小行星帶,還有一個(gè)是太陽系邊陲的柯伊伯帶,形成原因各不相同,據(jù)稱火星與木星之間是因?yàn)槟拘菑?qiáng)大的引力擾動(dòng)導(dǎo)致小行星帶的天體無法成型,而柯伊伯帶則是形成太陽系剩下的邊角料,兩者的組成也大有區(qū)別,因?yàn)樾⌒行菐г谔栂怠把┚€”以內(nèi),因此小行星帶不會(huì)形成彗星,而柯伊伯帶的天體則大都是彗星類,因?yàn)槠錁O低溫,有很多小型天體保存了大量的揮發(fā)物質(zhì)!在進(jìn)入太陽系內(nèi)行星軌道時(shí),揮發(fā)物質(zhì)形成彗星!

圖為海爾波普彗星

2、闖入太陽的彗星和小行星

太陽系所有天體都在以太陽為中心的軌道上運(yùn)行,他們大都是偏心率比較小的橢圓軌道,但受到引力擾動(dòng)進(jìn)入太陽系內(nèi)行星軌道的彗星的軌道偏心率極高,簡單的說這些彗星將會(huì)從近日點(diǎn)非??拷柕木嚯x上經(jīng)過,這可是火中取栗哦,一不留神就灰飛煙滅了!

一顆逃離了太陽引力魔掌的彗星,我們可以清晰的看到它從另一側(cè)出來了!

被NASASDO拍攝到撞入太陽的彗星

三、小行星引發(fā)的太陽耀斑爆發(fā)

小行星或者彗星撞入一個(gè)等離子體的球,這影響是顯而易見的!

上圖比較有意思,在2011年10月,SOHO衛(wèi)星觀測到一次彗星撞擊太陽后引發(fā)的耀斑爆發(fā)事件,當(dāng)然我們并不能確定此次事件是否彗星100%引起還是誘發(fā),但有一點(diǎn)可以肯定的是,這一定有影響!而此次引起的耀斑爆發(fā)達(dá)到了X級(jí)爆發(fā),對(duì)衛(wèi)星通訊有一定影響!

C級(jí)以下的耀斑均為小耀斑;

M級(jí)耀斑為中等耀斑;

X級(jí)耀斑則為大耀斑。

2003年11月4日爆發(fā)的X28級(jí)耀斑是GOES衛(wèi)星觀測到有記錄以來的最大的耀斑。

2、耀斑爆發(fā)的危害

太陽高能粒子是無形的,但它的影響卻是實(shí)實(shí)在在的!以2003年那場X28級(jí)耀斑為例,它的影響有如下幾個(gè):

1、低緯度能看到極光,比如2003年那次美國加州中部出現(xiàn)了罕見的極光

2、全球范圍內(nèi)無線電通訊受到極大干擾

3、海事衛(wèi)星通訊中斷,結(jié)果是珠峰探險(xiǎn)隊(duì)無法聯(lián)系

4、全球定位系統(tǒng)精度急劇下降,甚至到了50米!

5、高緯度航班受到嚴(yán)重影響,必須改變航線。

6、美國宇航局半數(shù)衛(wèi)星出現(xiàn)故障

7、日本氣象局一顆衛(wèi)星失去聯(lián)系

8、國際空間站機(jī)械臂操作被禁止,兩名宇航員緊急轉(zhuǎn)移到防護(hù)更好的艙室!

當(dāng)然說起太陽耀斑爆發(fā)的危害來,那就不得不提1989年3月13日的魁北克大停電事故,因?yàn)樘柍瑥?qiáng)耀斑的爆發(fā)引發(fā)了地球磁場的答復(fù)振蕩,在電網(wǎng)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流導(dǎo)致變壓器燒毀或者大規(guī)模保護(hù)性跳閘,瞬間魁北克電網(wǎng)癱瘓,直接導(dǎo)致600萬人在無電的狀態(tài)下熬過了9個(gè)小時(shí)!

當(dāng)然上圖有些夸張,因?yàn)闊龤Р⒉皇枪╇娋€路而是變壓器!

GIC電流會(huì)在兩個(gè)輸電線路的接地與架空線路之間構(gòu)成一個(gè)回路,它的變化頻率一般為0.0001-0.1Hz,幾乎就是準(zhǔn)直流電,它可以通過高壓電網(wǎng)的變壓繞組的鐵芯中產(chǎn)生偏置磁通,最終變壓器中半波飽和,繼而勵(lì)磁電流增大,諧波電流增加,電壓波動(dòng)!而結(jié)果就是觸發(fā)保護(hù)和無功補(bǔ)償跳閘!如果范圍廣的話那么將直接導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓......

耀斑爆發(fā)中燒毀的變壓器繞組

1910年時(shí)在夏威夷拍攝的哈雷彗星

假如質(zhì)量比較大的彗星闖入太陽,假如那個(gè)爆發(fā)方向?qū)χ厍?,那么地球就等著挨炮吧,我們那些SDO,SOHO衛(wèi)星啥都做不了,唯一令人欣慰的是它們能告訴我們這些高能物質(zhì)大概多久會(huì)到達(dá)地球,我們提前可以讓衛(wèi)星或者通訊系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)性工作階段,提高應(yīng)急等級(jí),避免更大損失出現(xiàn)!

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