太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行

科技 08-06

阿盟說

想太空旅行，估計你得看太陽的臉色。它「老人家」要是不開心，你可就別想出去了~今天我們就來學習一下，怎麼看太陽的「臉色」呢

撰文：宋喬（國家衛星氣象中心）

審校：鄭永春

「2035年7月29日C216扇區72小時天氣預報：預計未來三天，太陽活動水平低，爆發M級以上耀斑概率小於5%；暗條活動低，發生日冕物質拋射事件概率小於5%；無冕洞高速流影響，太陽風速度低，約為350km/s，適合行星際航行和採礦作業」。

SC星際礦業公司的三級操作員查理魏聽完了天氣預報，輕輕地嘆了口氣。如果不需要上班，在這樣的好天氣里，他可能會去火星上的水手谷度個假。「真是個適合旅行的好天氣啊」，查理魏自言自語道，發動採礦飛船向太空深處飛去。

太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行

想像一下你正準備遠離喧囂去火星度假，除了地球上發射場和火星當地的天氣之外，還需要關注旅途中的空間天氣。在太陽系內，空間天氣的主要驅動源是太陽，如果顯示太陽活動水平低，那確實是一個適合太空旅行的好天氣。

如果這時候用加了巴德膜的望遠鏡瞄一眼太陽【注意：請勿直視太陽，千萬不要在未加有效濾光器材的情況下用望遠鏡觀看太陽，它巨大的光芒會灼傷你的眼睛】，你可能會看到這麼一張大白臉，下圖是2016年7月28日由太空中的太陽動力學天文台（SDO）拍攝的太陽白光像，顯示日面上乾乾淨淨、一個黑子也沒有，甚至可以去做化妝品廣告啦。

太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行

太陽動力學天文台拍攝的「大白臉」太陽

太陽黑子是強磁場聚集的產物，是太陽活動性的一種表現，黑子多的時候，太陽活動會更加頻繁和劇烈。黑子常常成群結對地出現，形成黑子群，黑子數目的計算也考慮了黑子群的影響，即傳統上的沃爾夫數，用黑子群數乘以10加上黑子總數之後再乘以一個相對係數。數百年的黑子觀測記錄表明，太陽黑子數有一個大致11年的周期性變化，被稱為太陽活動周（SolarCycle）。太陽活動周從1755年開始編號，現在已經到了第24周了。

黑子最多的時候叫做太陽活動峰年或者極大期，極大期的太陽常常臉色不太好（如下圖），容易發火，一言不合就扔過來一個太陽風暴，比如耀斑和日冕物質拋射（CME）等等，太陽風暴中含有高能粒子和高能輻射。即便地球有磁層和大氣層的保護，相對安全，但仍有可能發生通訊中斷、導航失靈、電網故障等問題；若是正好砸中度假飛船，過量的輻射甚至可能會威脅到乘客的生命安全。

太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行

2001年3月第23活動周峰年前後的太陽

即使乘客躲進堅固的防輻射艙，飛船本身還是無法躲避太陽風暴的威脅，鑒於歷史上有過多次太陽風暴導致衛星上的儀器失靈甚至墜毀的的案例，高能粒子可能會損壞度假飛船上的儀器，導致無法繼續航行。

太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行

2012年1月，第24周峰年前後爆發的一次日冕物質拋射產生的高能粒子打中觀測儀器造成大量的白色斑點。

黑子最少的時候叫做太陽活動谷年或者極小期，出現大白臉太陽的日子被稱為無黑子日（spotless day），常常在太陽活動周的谷年前後發生。太陽活動谷年期間通常會有幾百天的無黑子日，比如1913和2008年分別有311天和266天沒有黑子。第24太陽活動周始於2008年，目前正處於邁向谷年的下降期。第24周的太陽活動強度比前幾個活動周要弱，無黑子日出現的時間也比較早。2016年6月初和6月底分別出現了兩次無黑子日，6月底那次持續了10天，一直到7月5日黑子才重新露面。隨著太陽活動谷年的臨近，無黑子日也會越來越頻繁地出現。

因為太陽黑子歸因於太陽磁場，所以如果研究太陽磁場的變化，尤其是太陽活動谷年的太陽極區磁場強度，可以預報出下一個活動周的黑子數。德國馬普太陽系研究所的卡梅倫（並非英國前首相）和中國科學院國家天文台的姜傑等人今年6月在國際知名的《天體物理學雜誌快報》上發表了一篇預測文章，他們通過第24周下降期的太陽磁場狀態，模擬得到第24周極小期（2020年）的極區磁場強度約為2.5高斯，與第23周極小期磁場強度（約2高斯）類似，這表明即將到來的第25周同樣會是一個溫和的太陽活動周，強度不會比目前的第24周大多少。

當然數值模擬和預報難免會存在誤差，隨著太陽活動谷年的臨近，對下一個太陽活動周的預測將會越來越多，預測的太陽活動強度也會有所差別。如果溫和太陽活動周的預測成真，準備去探索月球和火星的小夥伴們有更小的幾率遭遇太陽風暴的威脅。需要注意的是，較小的可能性並不意味著可以高枕無憂，要時刻準備著才不會措手不及。

回到一開始的那張圖，眼尖的小夥伴可能已經發現，日面上雖然沒有黑子，但還是有些小斑點的。比如圖左側箭頭所指那塊白斑，就是一個潛在的活動區域，一天之後這個區域成長為一個雙極黑子群（NOAA 12570，見下圖），終結了本次無黑子日連擊。

太陽的「臉色」不錯，走，去太空旅行