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科學報 科學文摘 宇宙

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?


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更新日期:2022309
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在天文學裡,偶爾會發生一種現象,這種現象表面上和一個主題有關,在這個例子中是來自太陽的日冕物質拋射,但最終會對一個完全不同的主題產生影響,在這個情況下,地外文明探索這一科學實驗計劃就誕生了。

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?

(2011年接收到的一個異常的不確定的SETI訊號,來源: SETI聯盟)

我們的文明面臨的來自太空的最大的威脅之一,是日冕物質拋射徑直地對準地球的可能性,或者實際上是一種不可避免性。我們的科技,尤其是電網和人造衛星,容易受到隨日冕物質拋射產生的地磁風暴的傷害。當地磁風暴發生時,如果我們沒有做好更充分的準備,將會造成至少數萬億美元的損失。

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?

(太陽耀斑—火炬井AR2673 ,圖源:美國航天局,空間資料組織,以及美國航空航天局,環境行動局和人機介面科學小組)

但是,就像轉移小行星的威脅一樣,我們可以做一些事情來保護地球。在一篇馬那斯維·林加姆和亞伯拉罕·羅卜撰寫的論文中,他們清晰地講述了一種方法,可用於計算日冕物質拋射會造成什麼損失,而我們又能做些什麼來阻止日冕物質拋射。他們提出,可以在太陽和地球間以一種相當直接的方式產生一個磁遮蔽。

方法是透過發射用於建造發生器的材料,或者透過開發一顆小行星直接進入太空獲取材料。他們推斷建立磁遮蔽的成本和建造國際空間站的成本相當。這個方法是可行的,並且成本也遠低於日冕物質拋射帶來的損失。

但是這篇論文最有趣的部分是文末的一些補充說明。他們指出M型和K型矮星是宇宙中數量最多的恆星,人們甚至普遍認為K型矮星比我們自己的G型恆星更適合生活。

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?

(紅矮星—系外生命的宜居新寵 圖源:阿吉拉爾/哈佛-史密森尼天體物理學中心)

M型和K型矮星也被認為特別容易發出超級耀斑。除此之外,這類恆星是開始尋找文明的好地方。顯而易見,任何可能存在於其中一顆恆星周圍的文明,都將比我們相對平靜的太陽,面臨著更高的超級耀斑破壞的風險。它們可能會選擇自己建造一個磁遮蔽來減輕威脅,儘管磁遮蔽的範圍可能更廣,而且我們很可能從遠處就能勘測到。

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這可能類似於恆星的星形陰影,看我在這個頻道上探測這些的影片,在那裡,一個巨型結構正在產生場,且被發現可能正從光變曲線裡的一顆星前劃過。一種文明可能試圖用巨型結構科技而不是太空裡的一個屏障來支撐這顆星球的天然磁場。這為光學地外文明探索計劃打開了一扇大門。因為就像我們看到的開普勒衛星KIC8462852一樣,那兒存在一種可能性,眾多不同型別的非自然巨型結構應該會在開普勒式光度學中引發可檢測的且獨特的不規則行為,甚至像我們將用詹姆斯·韋伯望遠鏡輔助進行的直接觀測。

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?

(開普勒衛星KIC 8462852中無法解釋的調光,一顆與我們的太陽有些相似的恆星 圖源: 美國宇航局,JPL-加州理工學院)

這就意味著這種光學地外文明探索計劃可能是最簡單和最便宜的搜尋方法之一,實際上,或許在我們已經收集到的大量觀測資料中,某個人可能會發現外星文明的證據。

謝謝收聽!我是未來學家和科幻作家約翰·邁克爾·高迪爾。在此宣佈,我在一次微生物攻擊中倖存下來。自從我開始談論外星微生物以來,地球微生物就一直在找我麻煩,如果你希望我經常患鼻竇炎我也不會怪你的,一定要在你最喜歡的網上書店看看我的書,定期訂閱我的頻道,更深入地去探索我們生活的這個令人驚歎的宇宙那有趣、奇特、不為人知的方面。

太陽耀斑是太陽表面亮度劇增時突現的閃光,經常在太陽黑子群表面附近被觀察到,且很靠近太陽黑子群。

不可小覷的太陽活動,地球危機四伏,地外文明探索如何來助力?

(AR 2192:太陽上的巨人-太陽黑子群 圖源:蘭德爾·希維克和艾倫·弗裡德曼)

強烈的耀斑經常但並不總是伴隨有日冕物質拋射。甚至是最強烈的耀斑在太陽輻照度總量中也幾乎是不可檢測的(太陽常數)。太陽耀斑的強度呈冪律譜;通常1020焦的能量足以產生一個清晰可見的事件,而一個重大事件可以釋放高達1025焦的能量。

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太陽耀斑,與等離子體和粒子透過日冕射入外層空間密切相關;太陽耀斑也大量地發射無線電波。如果發射方向指向地球,與擾動相關的粒子,能夠穿透到上層大氣(電離層)並且產生明亮的極光,並且甚至可能干擾遠距離的無線電通訊。太陽等離子體噴射物到達地球通常需要幾天的時間。

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(粒子撞擊地球磁層產生的極光,圖源:Tor Even Mathisen)

耀斑也會在其他恆星上發生,在此,恆星耀斑這個術語是適用的。相對而言,高能粒子幾乎可以與電磁輻射同時到達。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

translate: 藍色郵差

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