有一种来自太阳的、由亚原子颗粒组成的物质流,叫做“太阳风”。它们“吹”向各个方向,能够持续数十亿英里,也会经过地球绕日运行的轨道。在太阳表面可以观测到这些颗粒,它们发出微弱的珍珠似的光辉,而且有个好听的名字:日冕。虽然日冕的温度很高(几十亿度),但是它非常稀薄,相当于实验室条件下的真空。天文学家们认为日冕相当于太阳的大气层,因此,我们实际上生活在一颗恒星的大气层内。
这多少有些麻烦,大气层里的天气有时不太好。
耀斑爆发时会对周围的环境产生影响。爆发出的颗粒不仅会向外飞出,也会向下深入表层。这会在太阳表面引起震动,其能量是地球上最强烈地震的好几万倍;周围的磁力线也会受到干扰而剧烈波动。在这个区域进出太阳表面的磁力线重新联接,释放能量,进而干扰周围更多的磁力线。
原来受磁场约束的物质突然获得自由了。而且,在太阳耀斑事件中,只是有一个单独的开口,现在,它们似乎可以随意扩散了。这些物质的突然爆发形成了“日冕物质抛射”(coronal mass ejection),缩写为CME。
CME的能量更多地进入运动的颗粒中,很少转化为光亮,因此很难察觉。实际上,人类观测太阳耀斑的历史已有2多年,但直到上世纪7年代,CME才被发现。
不过,CME的影响是深远的。耀斑造成的干扰基本上是局部的,而CME涵盖太阳的巨大区域。如果把耀斑比作龙卷风——短暂、强烈、集中,CME就是飓风。它的影响已不能用剧烈来形容:1亿吨物质以每小时一百英里的速度射入太空,其造成的损害程度更深、范围更广。
当CME从太阳表面向外扩张,它轰鸣着穿越行星与太阳间的空间,向外延伸数千万英里。在穿越之前由太阳风喷射出的稀薄物质时,会产生巨大的震荡波。那是一种行星际声震,它能使亚原子颗粒的能量增至极高。这些颗粒能够以接近光速的速度向外扩张,就像从太阳奔涌而来的一次大海啸……有时可能是冲着我们的。
一旦CME出现,它能在一到四天内到达地球。
我们能够观测到日冕物质抛射的过程。如果你想观看飞得离太阳很近的飞机,有什么办法?你可以用手遮住太阳。天文学家使用相同的办法。他们为对着太阳的望远镜装上日冕仪——一般来说就是用一些简单的遮蔽物挡住来自太阳的刺激光源——以观测周围较暗的物体。当CME发生时,可以把它当作一道来自太阳的光线而用望远镜观测。如果CME来自太阳的边缘,天文学家们会如释重负地长出一口气:由于方向很偏,它肯定会错过地球。但是有时,太阳并不总是这么配合,千亿吨百万度高温的等离子体呼啸而来。千万不要小瞧这些亚原子颗粒,它们正在疯狂地加速。
当它们到达时,一切恶魔将摆脱束缚,竞相发威。
25年3月13日,在太空运转的太阳和太阳风层探测器拍摄下这张图片,一个CME正以每小时3万英里的速度冲着地球飞来。当这股冲击波击中地球,它产生的磁暴引起的极光向南远到佛罗里达都能看到。