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250年前东亚天空突然变红9天,如果是现在,至少损失14万亿元!

250年前东亚天空突然变红9天,如果是现在,至少损失14万亿元!

在1770年,东亚的天空中出现了此前人们并未见过的红光,这个异常的现象被记录下来。250年后,天文学家的研究表明,当年天空中的红光其实是红色极光。

但我们知道,极光都是出现在高纬度地区,为什么纬度不高的东亚会出现极光呢?

关于这个问题,先来简单了解一下极光的产生原理。

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地球周围存在一个巨大的磁场,磁极位于地理南北极附近。太阳会向外释放出速度非常快的高能带电粒子(等离子体),形成太阳风。当这些带电粒子抵达地球时,它们会被地球磁场偏转到两极,然后进入距离地表大约80公里的高层大气中。

来自太阳的高能粒子与地球大气中的分子发生碰撞,作为大气中的主要成分,氧和氮首当其冲。氧和氮原子吸收能量之后,电子会被激发。由于不稳定,电子又会回到基态,由此会发出绿光和红光,这样就会产生绚丽的极光。

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在大部分情况下,太阳产生的带电粒子会被地磁场引导到两极,所以只有在高纬度地区(偏离地磁极10度至20度)才能看见极光。

然而,在某些时候,太阳会出现大规模爆发,产生强烈的耀斑,释放出超级太阳风暴。当这些大规模高能带电粒子抵达地球时,就有可能导致低纬度的上空出现极光。

长久以来,出现在1859年的卡灵顿事件被认为是已知最猛烈的超级太阳风暴。当年,天文学家卡林顿发现,太阳上出现了大规模的耀斑和太阳黑子。大量的高能粒子以极高的速度被释放出来,它们只用不到18小时的时间就能抵达地球,其速度比普通的太阳风快了3倍以上。

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这场太阳风引发了地球上的地磁风暴,导致全球很多地方都出现了极光,人们甚至在北纬20度的地方看到了照亮天空的极光。此次事件还造成无线电报系统出现故障,电报机和电报塔架着火,无法正常收发无线电波。

而日本大阪大学的天文学家通过研究发现[1],此前还出现过更强的超级太阳风暴。根据日本古画和文献的记载,1770年的京都上空连续9天出现了红色光芒。而当时记录到的太阳黑子表明,太阳黑子的规模远大于平常,这意味着当时的太阳十分活跃。

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由此可见,当年的红光是由一场超级太阳风暴引发的极光。那场极光持续了9天,而卡林顿事件只持续了两天,这意味着250年前的那场超级太阳风暴规模更大。

尽管当年的超级太阳风暴十分强烈,但对于当时的人们并没有什么影响。但如果这起事件发生在今天,将会造成极为严重的后果,电网、通信等都会遭受严重的打击,造成的损失估计超过14万亿元。

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​不过,天文学家估计当年那种规模的超级太阳风暴十分罕见,平均五个世纪才会发生一次,这意味着每100年发生一次的概率为1/5。目前,距离上一次太阳大爆发已经过去了161年。未来,我们需要持续关注太阳的动态,谨防人类的现代文明遭受破坏。

参考文献

[1] Ryuho Kataoka, Kiyomi Iwahashi. Inclined zenith aurora over Kyoto on 17 September 1770: Graphical evidence of extreme magnetic storm, Space Weather, 2017, 15, 1314-1320.

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