【簡介:】卡林頓是英國人,他是一位天文愛好者。
19世紀(jì),英國有一位叫卡林頓的天文愛好者。他很有錢,在倫敦附近造了一幢房子,里面建有一間天文觀測室。他就在這間自己的天文觀測室里日復(fù)
卡林頓是英國人,他是一位天文愛好者。
19世紀(jì),英國有一位叫卡林頓的天文愛好者。他很有錢,在倫敦附近造了一幢房子,里面建有一間天文觀測室。他就在這間自己的天文觀測室里日復(fù)一日地觀測太陽,描繪著太陽表面的黑子。他把太陽的像投影在一塊屏幕上,小心翼翼地把所看到的情況描繪下來。
卡林頓決心通過觀測太陽黑子,確定出準(zhǔn)確的太陽自轉(zhuǎn)周期。功夫不負(fù)有心人,他終于發(fā)現(xiàn),太陽黑子沿日面移動(dòng)一周的時(shí)間因緯度不同而各不相同。在太陽赤道上黑子大約只要25天便在日面上轉(zhuǎn)一周,而在日面緯度45度處的黑子則需要27天半才在日面上轉(zhuǎn)一周。卡林頓的發(fā)現(xiàn),徹底否定了當(dāng)時(shí)有的天文學(xué)家提出的太陽是個(gè)固體球的理論,說明了太陽是個(gè)氣體球。
卡林頓通過自己的觀測,追蹤太陽黑子在整個(gè)為期11年的活動(dòng)周期里的變化,看著它們變得越來越多而進(jìn)入極大期,然后又逐漸消失而進(jìn)入極小期。在此過程中,他發(fā)現(xiàn),隨著這一活動(dòng)的周期變化,不但黑子的數(shù)量發(fā)生變化,而且分布的位置會(huì)向太陽的赤道移動(dòng)。每當(dāng)一個(gè)太陽活動(dòng)周期開始時(shí),最先出現(xiàn)的黑子總是在離赤道較遠(yuǎn)處,平均緯度為35度;然后黑子出現(xiàn)的位置漸漸靠近太陽赤道,在緯度10度到25度之間頻繁出現(xiàn);最后,當(dāng)這個(gè)活動(dòng)周期臨近結(jié)束時(shí),所有的黑子都集中到南、北緯約5度處。
1859年9月1日,早晨,卡林頓觀測太陽黑子時(shí),發(fā)現(xiàn)太陽北側(cè)的一個(gè)大黑子群內(nèi)突然出現(xiàn)了兩道極其明亮的白光,在一大群黑子附近正在形成一對明亮的月牙形的東西。他從來沒有看到過像這樣的東西。他很興奮,沖出觀測室,想找個(gè)人來證明他的發(fā)現(xiàn)??墒牵瑯抢锟諢o一人,而當(dāng)他急忙回到望遠(yuǎn)鏡旁時(shí),吃驚地發(fā)覺剛才所看到的東西已經(jīng)消失。
卡林頓向英國皇家天文學(xué)會(huì)報(bào)告:“我看到這次爆發(fā)非常迅速地增強(qiáng)。當(dāng)時(shí),我因?yàn)楦械匠泽@而有點(diǎn)慌亂,急忙跑出去想叫一個(gè)人為我的這一發(fā)現(xiàn)見證。過了不到60秒鐘我又跑回來了,卻窘住了,原先看到的爆發(fā)現(xiàn)象已經(jīng)大為改觀,變得很微弱了。此后,僅過了很短的一段時(shí)間,最后的痕跡也消失了?!?/p>
幸好,另一位英國天文學(xué)家霍奇森也看到了這次太陽爆發(fā),并向英國皇家天文學(xué)會(huì)報(bào)告了他的觀測結(jié)果。不過,人們還是把發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù)給了卡林頓,稱這次事件為“卡林頓事件”。當(dāng)時(shí),卡林頓以為自己碰巧看到了一顆大隕石落在太陽上。在此之后,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),太陽上不時(shí)會(huì)出現(xiàn)這類事件,只是強(qiáng)度不如卡林頓事件。天文學(xué)家把這類事件稱為太陽耀斑。1899年,美國天文學(xué)家海爾發(fā)明了一種“太陽單色照相儀”,能夠用來觀測太陽發(fā)出的某一種波長的單色光。依靠這種儀器,天文學(xué)家查明,太陽的閃光和隕石毫不相干,那不過是太陽上熾熱的氫發(fā)生了短暫而劇烈的爆炸而已,其威力相當(dāng)于同時(shí)引爆了數(shù)百萬顆氫彈。
威力
就在卡林頓第一次觀測到太陽耀斑爆發(fā)后的幾分鐘內(nèi),英國格林尼治天文臺(tái)和基烏天文臺(tái)都測量到了地磁場強(qiáng)度的劇烈變動(dòng)。然后,在17個(gè)半小時(shí)以后,地磁儀的指針因超強(qiáng)的地磁強(qiáng)度而跳出了刻度范圍。差不多同時(shí),各地電報(bào)局電報(bào)機(jī)的操作員報(bào)告說他們的機(jī)器在閃火花,甚至電線也被熔化了。而且,在這天夜里,天空中五顏六色的北極光一直向南彌漫到古巴和夏威夷。
卡林頓幾乎肯定地認(rèn)為這些事件都與他發(fā)現(xiàn)的耀斑爆發(fā)有關(guān)。但是,在那個(gè)時(shí)代科學(xué)家不愿意輕易做出結(jié)論??诸D就此感嘆:“一燕不成夏”。后來更多耀斑爆發(fā)事件的觀測事實(shí)證明了卡林頓是正確的。如今,我們知道,太陽耀斑爆發(fā)引起的太陽風(fēng)暴,是一種從太陽大氣上層爆發(fā)出來的太空風(fēng)暴,大量的帶電粒子以極高的速度吹向太陽系空間。如果太陽風(fēng)暴恰好朝著地球吹來,在到達(dá)地球附近空間時(shí),就會(huì)在地球上造成一系列事件。
在卡林頓發(fā)現(xiàn)太陽耀斑爆發(fā)后幾分鐘內(nèi)發(fā)生的地磁擾動(dòng),是一些以接近光速運(yùn)動(dòng)的高能粒子激波到達(dá)地球時(shí)引起的。隨后的電報(bào)機(jī)閃火花,著火和出現(xiàn)極光,則是由較慢運(yùn)動(dòng)的粒子觸發(fā)的,這些粒子攜帶著這次太陽風(fēng)暴釋放的大部分能量。這后一股粒子到達(dá)地球的快慢標(biāo)志著它們被拋離太陽時(shí)所具有的能量。通常,一次耀斑爆發(fā)之后,粒子到達(dá)地球的時(shí)間大約是30小時(shí)??诸D事件是迄今記錄到的第二快的太陽風(fēng)暴事件,粒子到達(dá)地球的時(shí)間只有17個(gè)半小時(shí)。最快的是1972年8月的一次太陽風(fēng)暴,粒子到達(dá)地球的時(shí)間僅花了14個(gè)半小時(shí)。
卡林頓事件是一次超強(qiáng)事件。類似的超強(qiáng)事件在歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過多次,例如1989年3月的那次太陽風(fēng)暴曾經(jīng)造成加拿大魁北克省整個(gè)配電網(wǎng)故障,而2003年10月30日特大的太陽風(fēng)暴曾使兩顆衛(wèi)星失靈,造成全世界通信和電網(wǎng)中斷。然而,研究人員認(rèn)為,卡林頓事件的強(qiáng)度超過了上述兩次事件,是有記錄以來地球所經(jīng)歷過的最強(qiáng)的太陽風(fēng)暴。