在一首由Hy Zaret、Lou Singer作詞，被They Might Be Giants樂(lè)隊(duì)廣泛傳唱的歌里唱到，“太陽(yáng)是一個(gè)耀眼的大氣團(tuán)，一個(gè)巨大的核反應(yīng)體”。如果進(jìn)一步細(xì)究，這個(gè)關(guān)于太陽(yáng)的初級(jí)分類未免有些狹隘。事實(shí)上，太陽(yáng)的原理十分復(fù)雜，至今人們依然沒(méi)有完全了解它。

 
太空實(shí)驗(yàn)室拍攝的1973年太陽(yáng)耀斑爆發(fā)照片。

         但我們知道的是：太陽(yáng)是一個(gè)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(jiàn)的物質(zhì)存在形式。組成太陽(yáng)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(guò)太陽(yáng)。

        如果您十分熟悉磁鐵，就會(huì)知道電流能制造磁場(chǎng)，這同太陽(yáng)活動(dòng)的原理相同。太陽(yáng)的周圍存在著一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng)，太陽(yáng)通過(guò)自轉(zhuǎn)延續(xù)著這個(gè)磁場(chǎng)。

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

        這些力量的共同作用導(dǎo)致太陽(yáng)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(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱氣體上升到表面，形成太陽(yáng)黑子。與其它表面相比，出現(xiàn)太陽(yáng)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(chǎng)線把高溫氣體困在下面，防止它們到達(dá)表面。這些氣體也把電磁線纏成更緊的圈，有時(shí)甚至許多的磁力線纏繞在一起。偶爾，沒(méi)有意外發(fā)生時(shí)，磁力線削弱，黑子減少，同時(shí)，高溫氣體升到太陽(yáng)表面。但有時(shí)，壓力持續(xù)增加，磁力線會(huì)突然驟升，導(dǎo)致太陽(yáng)耀斑出現(xiàn)。

         太陽(yáng)耀斑不只是高溫氣體的爆炸，一次太陽(yáng)耀斑可以發(fā)射出整個(gè)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(huì)對(duì)人類造成傷害。幸運(yùn)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(yáng)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(jī)上的人，就有可能受到強(qiáng)烈的輻射。這種輻射會(huì)對(duì)人體造成短期或者長(zhǎng)期的傷害，如皮膚過(guò)敏，甚至增加患皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò)這些傷害都可以通過(guò)治療得到康復(fù)。

        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(chǎng)，破壞衛(wèi)星系統(tǒng)。有些衛(wèi)星能屏蔽這些射線保護(hù)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(xiǎn)的射線，所以太陽(yáng)耀斑對(duì)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(dòng)，則會(huì)給地球上的電子產(chǎn)品帶來(lái)很嚴(yán)重的麻煩。在日冕物質(zhì)拋射期間，太陽(yáng)磁場(chǎng)波動(dòng)導(dǎo)致太陽(yáng)表面迅速擴(kuò)大，向太空噴射出數(shù)十億噸的粒子。有時(shí)日冕物質(zhì)拋射會(huì)伴隨太陽(yáng)耀斑而產(chǎn)生，但不是所有的太陽(yáng)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(yáng)耀斑而產(chǎn)生的。

        不同于太陽(yáng)耀斑，日冕物質(zhì)拋射不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光，但它卻會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)沖擊波。這種沖擊波能擴(kuò)展到太空中十億英里遠(yuǎn)處，如果該沖擊波經(jīng)過(guò)地球，地球的磁場(chǎng)將作出反應(yīng)。這同將一塊弱磁鐵放到一塊強(qiáng)磁鐵旁邊的原理一樣，弱磁鐵會(huì)將自己調(diào)整為與強(qiáng)磁鐵相同的磁場(chǎng)。太陽(yáng)的電磁沖擊波會(huì)使地球的磁場(chǎng)線發(fā)生無(wú)法預(yù)測(cè)的改變。

        美麗的光并不是日冕物質(zhì)拋射帶來(lái)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(chǎng)可以產(chǎn)生電流，任何導(dǎo)體都可能成為一個(gè)電感器。一次強(qiáng)大的日冕物質(zhì)拋射能生成巨大的導(dǎo)體，這可能造成地球電力系統(tǒng)的超載，從而破壞整個(gè)系統(tǒng)。

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

        雖然單一的太陽(yáng)耀斑活動(dòng)不足以對(duì)地球造成影響，但是強(qiáng)大的日冕物質(zhì)拋射就得另當(dāng)別論了。而事實(shí)上，這也有過(guò)先例，只是當(dāng)時(shí)人們沒(méi)有先進(jìn)的電子設(shè)備，而即便有了，那時(shí)的人們還沒(méi)有像現(xiàn)在這樣依賴它們。

一次強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng)暴可能導(dǎo)致整個(gè)地球的電力系統(tǒng)癱瘓。

         1859年，一場(chǎng)強(qiáng)大的日冕物質(zhì)拋射在地球磁層周圍引起了強(qiáng)烈的磁場(chǎng)波動(dòng)。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(bào)系統(tǒng)隨之癱瘓，它的威力如此強(qiáng)大以至于引發(fā)了磁暴。當(dāng)時(shí)的科學(xué)家和學(xué)者對(duì)所有可能引起混亂的起因進(jìn)行辯論，現(xiàn)在我們當(dāng)然知道是日冕物質(zhì)拋射搞的鬼了，但當(dāng)時(shí)的人們還沒(méi)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(huì)更加麻煩，因?yàn)榫薮蟮拇帕⒄T導(dǎo)任何大型導(dǎo)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(yáng)風(fēng)暴增加的電力負(fù)荷。電力線會(huì)因?yàn)殡妷哼^(guò)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(dòng)還會(huì)干擾無(wú)線電信號(hào)，通信和衛(wèi)星系統(tǒng)都將崩潰。

        修復(fù)這些損失可能會(huì)花費(fèi)幾個(gè)月或幾星期的時(shí)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(dòng)將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雖然電磁波動(dòng)可能并不會(huì)破壞像手機(jī)、電腦這些個(gè)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(shuō)，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(huì)影響您的電腦并導(dǎo)致故障，但在大多數(shù)情況下，簡(jiǎn)單的重新啟動(dòng)完全可以解決這個(gè)問(wèn)題?？呻S著電網(wǎng)被破壞，電源充電就會(huì)受到限制，一旦存儲(chǔ)的電用完了，我們就束手無(wú)策了。

        雖然人們無(wú)法阻止太陽(yáng)風(fēng)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(dāng)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(hù)基礎(chǔ)電力設(shè)施不受磁場(chǎng)波動(dòng)的影響。