“超级耀斑”要来了？南大陈鹏飞：对高磁纬地区影响更大，一旦发生要少出门，避免太阳辐射

这些来自不同领域、不同国家的顶尖科学家们，他们或在物理学的宇宙中追光逐影，或在生物学的幽微秘境里解悟生命，或在化学的奇妙反应中创造奇迹，或在地球科学的广袤乾坤上溯本求源。

在这个特别的时刻，我们要向每一位陪伴我们走过这一百期的读者和嘉宾表示最深的感谢，让我们携手共进，迎接下一个百期的到来。

搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第100期，对话南京大学天文与空间科学学院教授陈鹏飞。

嘉宾简介：

陈鹏飞，南京大学天文与空间科学学院教授，2016年度教育部长江学者特聘教授，从事太阳物理研究，发表论文160余篇。担任世界空间科学委员会E2分会副主席、九三学社中央委员会科普专业委员会委员、江苏省首席科技传播专家、《三体》电视剧科学顾问。2010年获得国家杰青基金，2011年获得中国青年科技奖，2017年获得亚太地区太阳物理青年成就奖，2022年获江苏省教学成果特等奖，2023年获得国家级教学成果一等奖。

划重点：

1.太阳耀斑发生的概率和时间是很难准确预测的，甚至研究中提到的超级耀斑在太阳上会不会发生也很难说。

2.太阳耀斑影响时间短的有十几分钟，长的可达到几小时。如果超级耀斑爆发，会有几十上百亿吨的物质被抛射出来，速度可达几千公里每秒。

3.太阳耀斑主要影响高磁纬地区，对北美、北欧等地造成的破坏会更大一些，我们国家相对安全一些。

4.太阳耀斑更多的是对卫星、通讯、导航系统的影响，对人体不会有致命的影响。

出品｜搜狐科技

作者｜周锦童

编辑｜杨锦

提起太阳耀斑，想必大家都不陌生，毕竟太阳耀斑每年可能爆发上万次，也多多少少对通信和导航系统造成了影响。

不过，我们常见的和听说的都是普通的太阳耀斑，实际上还有一种“超级耀斑”，就像地球上的超级地震一样，它所产生的巨大能量恐怕会超乎我们的想象……

近日，德国马克斯·普朗克太阳系研究所的一项新研究表明，像太阳这样的恒星大约每100年就会爆发一次“超级耀斑”。从发生频率上看，超级耀斑现在随时可能在太阳上爆发。

“超级耀斑”的爆发有哪些危害？又有什么应对措施？对此，搜狐科技对话了南京大学天文与空间科学学院陈鹏飞教授。

“超级耀斑”的发生很难预判

在陈鹏飞看来，太阳上爆发超级耀斑的概率和时间是很难准确判断的：“我们对太阳的观测有限，对太阳耀斑触发机理的认知也存在不足，研究中提到的超级耀斑会不会发生都很难说，因为他们提到的恒星耀斑比有观测记录以来的太阳耀斑能量强10倍、100倍。”

“但是，像1859年卡林顿事件中那样强烈的太阳耀斑曾经发生过，那将来肯定还会发生。这种强耀斑一旦发生，对现代社会是有蛮大影响的。”陈鹏飞补充道。

1859 年 9 月 1 日，英国天文爱好者理查德・卡林顿在观测太阳黑子时，首次目睹了太阳表面一个巨大的白光耀斑爆发，强烈的地磁暴使地球磁场发生剧烈变化，指南针疯狂摆动，电报局机器失灵甚至着火，高纬度地区黑夜如白昼，不用点灯都能阅读报纸。

谈及这些工作的研究意义，陈鹏飞表示，“一旦超级耀斑发生，会对我们产生极其重大的影响。这种研究工作可以给我们提前预警，具有很强的现实意义。”

值得一提的是，研究人员采用了一种新的耀斑溯源方法，以亚像素分辨率识别图像中耀斑对应的恒星，对此，陈鹏飞也进行了解释。

“研究人员使用了开普勒望远镜的资料，对56000颗类太阳恒星的数据进行了研究。在望远镜中，任何一颗星都只是一个小点，不像月亮和太阳那样会有一个平面图像。但由于相机的原因，每颗星星在照片中并不只是一个点，而是由多个像素组成的小像斑。”

陈鹏飞分析，在太空中即使在小像斑范围内也会有好多颗星星。以前当恒星出现耀斑增亮时，大家会把小像斑中最亮像素对应的那颗星作为耀斑源来进行研究，这有时会出现误判。

这个研究为了更精准确定产生耀斑的恒星，作者们计算小像斑的质心，从而以高出像素空间分辨率的精度确定发生耀斑的恒星位置。

当然，研究也存在不完善的地方，陈鹏飞认为主要存在两个问题。

“首先是如何界定类太阳恒星，因为并没有统一的标准。但既然要为太阳的活动性提供借鉴，就需要找到和太阳相似的恒星。他们的判断依据是恒星的温度跟太阳相仿，但还有其他因素也会影响恒星的活跃性，比如恒星上的金属元素丰度等。”

“不过现在又不能约束太多，如果要求观测的恒星和太阳非常相似的话，那就没多少颗恒星可以用来研究了。数据不多，对于偶发性事件，误差就会变大。”陈鹏飞补充道。

此外，恒星的自转周期也是影响其活动性的一个重要参数，转得越快的恒星越活跃。目前的太阳是大约每27天转一圈，而作者们选择的是自转周期短到20天的恒星。这有可能使得他们研究的恒星本身就比太阳更活跃一些。

“所以，未来研究要改进的话就需要采用更大的样本和更严格的类太阳恒星的评判标准，才能让研究更准确。”陈鹏飞如是说。

对北美、北欧等高磁纬地区影响更大

谈到这，肯定有许多网友有疑问，太阳耀斑的影响时间和范围到底是怎样的呢？

陈鹏飞称耀斑的时间长短不一，短的有十几分钟，长的可达到几小时，有强有弱。当强耀斑爆发时，会有几十亿吨的物质被抛射出来，速度可达几百甚至上千公里每秒，而超级耀斑则更可能伴随百亿吨物质以大几千公里每秒的速度抛到太空。

1989年3月份发生的太阳耀斑不算非常强，但导致加拿大魁北克水电站中的变压器被烧毁，从魁北克到美国的五个州600万人断电9个小时。

至于影响范围，陈鹏飞称我们国家是非常幸运的，因为所处的地磁纬度较低。高能粒子和磁场扰动主要影响南北极附近高磁纬地区。由于地磁极与南北极不重合，向美国方向偏离了5°，我们国家的地磁纬度就比较低。

“所以尽管我们和美国地理纬度差不多，但在美国经常能看到极光，我们国家就少多了。同样道理，太阳耀斑及其伴随的日冕物质抛射对北美和北欧等地造成的破坏会更大一些，我们国家相对安全一些。”陈鹏飞如是说。

耀斑越强，其影响便会延伸到越低的纬度区域。普通的耀斑一般主要影响北美和北欧，这些地方已经断电很多次了，但是如果发生更强的太阳耀斑，而且正好对着地球撞过来，那影响范围就会非常大。

今年5月，由于日冕非常活跃，一场极端地磁风暴袭击了地球，对地球电网造成了一些有害影响，并导致数千颗卫星在近地轨道上改变了位置，甚至在北京郊区都能看到极光。而1859年的那次耀斑爆发，则是有记录以来最强的一次，当时出现的极光甚至在我国河北、美国夏威夷及巴西部分地方都能看得见。

但如果耀斑没有发生在太阳中心附近，偏离日面中心比较多的话，它抛射出来的物质很可能就不会撞到地球，虽然耀斑辐射也会对地球电离层产生骚扰，但不会对我们有多大影响。

对人体的辐射在安全范围

美国宇航局曾经估算过，较强的太阳耀斑能量相当于100亿颗原子弹爆炸。很多人会觉得奇怪，既然耀斑的能量如此之大，为什么地球“毫发无损”？

对此，陈鹏飞解释道：“耀斑爆发时，能量会向各个方向散发，物质被抛射出来后，体积也非常大，等它真正撞到地球时，能量已经大大稀释了，否则100亿颗原子弹的能量全部集中在地球上，我们怎么受得了？”

话虽如此，我们还是不免担忧，像超级耀斑这种强烈的太阳风暴，强度是普通耀斑的一万倍，如果真的发生了，又会有哪些影响呢？

对此，陈鹏飞解释道：“普通耀斑影响不大，甚至在我们说话的时候就正在发生，我们并没有感受到。如果发生了超级耀斑，主要影响的是卫星、通讯、导航系统、电网和石油管道等基础设施。”

“就像历史上1859年的卡林顿事件，一场强烈的太阳风暴袭击了地球，导致全球大范围电报系统瘫痪，甚至引发了火灾。如果相同的耀斑发生在当今高科技时代，有人估计全世界的损失可能高达到几十上百万亿人民币。”陈鹏飞举例道。

谈及应对措施时，陈鹏飞表示：“一旦真的发生了超级耀斑，政府会对导航通讯电网系统采取保护措施。”

至于对人体是否有影响，陈鹏飞则认为不必太过担忧，虽然紫外射线变强，但辐射还处在安全剂量内，不会有致命的影响。如果真有发生，我们要少出门，避免太阳辐射，但万一不小心出门晒到了太阳，也不必太过恐慌，可能只是相当于多做了几次X光检查。

当然，相信许多网友和搜狐科技一样，都有一个非常科幻的想法，既然太阳耀斑会释放巨大的能量和光波，那我们能否收集这些能量加以利用呢？

对此，陈鹏飞直言，太阳耀斑的能量其实根本不值得收集，它释放的功率只是太阳本身辐射的千分之三左右，可以忽略不记，所以我们充分利用太阳能就可以了。

“况且，怎么去收集也是个问题，太阳爆发的能量散布在整个太空里，能量密度是非常低的，即使你拿北京四合院那么大的盒子去收集能量，也收集不了多少。”陈鹏飞形象地比喻道。