NASA太阳动力学观测站又一次见证了强大的X1.0级太阳耀斑

NASA太阳动力学观测站又一次见证了强大的X1.0级太阳耀斑太阳耀斑是太阳大气中突然而大量的能量释放，通常与太阳黑子和磁活动有关。这些耀斑是太阳系中最大的爆炸事件，将带电粒子束和电磁辐射喷射到太空中。太阳耀斑主要是通过它们发出的多种波长的光来观察的，从无线电波到伽马射线。太阳耀斑强度的分类通常涉及测量从地球轨道上的卫星检测到的1至8埃范围内的X射线通量。最常用的系统将它们分为A、B、C、M或X级，其中A级最小，X级最大。在每个级别中，从1到9的数字范围进一步表示强度（X级耀斑除外，其可以超过9）。NASA的太阳动力学观测站(SDO)于2010年2月启动，其任务旨在研究太阳变化的原因及其对地球的影响。目标是帮助我们了解太阳磁场是如何产生和构造的，以及如何将储存的磁能以太阳风、高能粒子和太阳辐照度变化的形式转换并释放到日光层和地球空间。（环绕地球运行的SDO卫星的艺术家概念图。）图片来源：NASA太阳耀斑会对地球产生一系列影响。最直接的影响是对地球电离层的影响，耀斑的辐射可能会导致突然的电离层扰动(SID)，从而扰乱高频(HF)无线电通信。更严重的耀斑，尤其是X级耀斑，可能会导致无线电中断持续几分钟到几个小时。与太阳耀斑相关的带电粒子，特别是当伴随日冕物质抛射（CME）时，由于辐射水平增加，也可能对太空中的卫星和宇航员构成威胁。随着时间的推移，这可能会降低卫星电子设备的性能，并对宇航员的健康造成危害。此外，当这些带电粒子到达地球磁场时，它们会引起地磁风暴。这些风暴可能会带来美丽的极光，但也会破坏电网，可能导致大范围停电。事实上，有记载的最大的地磁风暴——1859年的卡灵顿事件正是由强大的太阳耀斑引发的，导致欧洲和北美的电报系统瘫痪，有报告称操作员受到电击，电报塔甚至还迸出火花。此外，太阳耀斑会对地球气候产生影响，尽管这仍然是一个正在进行的研究领域。一些科学家认为，长时间的太阳耀斑活动频繁可能会对地球气候产生轻微的变暖影响，而太阳耀斑活动较低的时期可能会产生轻微的降温影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368885.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368885.htm

识别外星技术的特征可能是寻找地外智能生命的关键

识别外星技术的特征可能是寻找地外智能生命的关键用无线电和激光说"你好现代科学对地外智慧的搜索始于1959年，当时天文学家朱塞佩-科科尼和菲利普-莫里森表明，来自地球的无线电传输可以被星际距离的无线电望远镜探测到。同年，弗兰克-德雷克启动了第一次SETI搜索，即"奥兹玛计划"，他将一台大型射电望远镜对准附近两颗类似太阳的恒星，以观察是否能探测到来自它们的无线电信号。在1960年发明了激光之后，天文学家们表明，也可以探测到来自遥远星球的可见光。一个激光器--就像这里看到的那个--或无线电波束有意指向地球，将是地外生命的一个强烈信号。资料来源：G.Hüdepohl/ESO这些探测来自另一个文明的无线电或激光信号的最初的基础性尝试，都是在寻找集中的、强大的信号，这些信号可能是故意发送到太阳系的，并且是为了被发现。鉴于20世纪60年代的技术限制，天文学家没有认真考虑寻找广播信号--像地球上的电视和无线电广播会泄漏到太空。但是一束无线电信号，在其所有的能量都集中在地球上的情况下，可以从更远的地方探测到，您可以想象一下激光和一个微弱的灯泡之间的区别。寻找有意发射的无线电和激光信号仍然是当今最流行的SETI策略之一。然而，这种方法假设地外文明想要与其他技术先进的生命沟通。人类很少向太空发送有针对性的信号，一些学者认为，智能物种可能有目的地避免广播出他们的位置。这种寻找可能没有人发送的信号的做法被称为SETI悖论。这个艺术家的印象图显示了平方公里阵列，这是一个目前正在澳大利亚和非洲建造的望远镜阵列，其灵敏度足以探测到来自遥远星球的相当于无线电广播的信号。来源：SPDO/TDP/DRAO/SwinburneAstronomyProductions泄漏的无线电波尽管人类并没有有意识地向宇宙传输很多的信号，但今天人们使用的许多技术产生了大量的无线电传输，并泄漏到太空中。如果这些信号来自附近的恒星，那么其中一些信号是可以被探测到的。世界范围内的电视塔网络不断地向许多方向发射信号，这些信号泄漏到太空中，并能积累成可探测的，尽管相对微弱的无线电信号。有关目前地球上手机信号塔发射的无线电频率是否可以用今天的望远镜探测到的研究正在进行，但是即将到来的平方公里阵列射电望远镜将能够探测到更微弱的无线电信号，其灵敏度是目前射电望远镜阵列的50倍。不过，并不是所有的人为信号都是如此不聚焦的。天文学家和空间机构使用无线电波束与太阳系中的卫星和航天器进行通信。一些研究人员还利用无线电波做雷达来研究小行星。在这两种情况下，无线电信号都比较集中，指向太空。任何地外文明如果碰巧在这些光束的视线范围内，都有可能探测到这些清晰的人造信号。戴森球是一个理论上的巨型基础设施，它将围绕一颗恒星，收集其光线作为能源使用。资料来源：KevinGill/Flickr寻找巨型建筑除了找到真正的外星飞船之外，无线电波是科幻电影和书籍中最常见的技术特征。但它们并不是唯一可能存在的信号。1960年，天文学家弗里曼-戴森（FreemanDyson）提出理论，由于恒星是迄今为止任何行星系统中最强大的能量来源，一个技术先进的文明可能会收集相当一部分恒星的光作为能源，而这基本上就是一个巨大的太阳能电池板。许多天文学家称这些为巨型建筑，并且有一些方法可以探测到它们。在使用捕获的光线中的能量后，先进社会的技术会将一些能量作为热量重新释放出来。天文学家已经表明，这种热量可以作为来自恒星系统的额外红外辐射被探测到。找到巨型基础设施的另一个可能的方法是测量它对一颗恒星的调光效果。具体来说，围绕恒星运行的大型人造卫星会周期性地阻挡一些恒星的光线。这将表现为随着时间的推移，恒星表面亮度的下降。天文学家可以检测到这种效应，就像今天发现遥远的行星一样。高级文明可能会产生大量的污染，其形式包括化学品、光和热，这些都可以在遥远的太空中被探测到。资料来源：NASA/JayFreidlander先进文明会有各种形式的污染天文学家想到的另一个技术特征是污染。化学污染物--如地球上的二氧化氮和氯氟烃几乎都是由人类工业生产的。用詹姆斯-韦伯太空望远镜用来搜索遥远星球的生物迹象的同样方法，有可能在系外行星的大气层中检测到这些分子。如果天文学家发现一颗行星的大气层中充满了只能由技术生产的化学物质，这可能是一个生命的迹象。最后，来自城市和工业的人造光或热也可以用大型光学和红外望远镜探测到，就像大量的卫星在行星上运行一样。但是一个文明需要产生比地球多得多的热量、光和卫星，才能用人类目前拥有的技术在浩瀚的太空中被探测到。哪种信号是最好的？没有任何一个天文学家发现过被证实的技术信号，所以很难说什么会是检测到外星文明的第一个迹象。虽然许多天文学家对什么可能成为一个好的信号想了很多，但最终，没有人知道外星技术可能是什么样子的，宇宙中又有什么信号。一些天文学家支持一种普遍的SETI方法，即在太空中寻找任何目前科学知识无法自然解释的东西。有些人，像我们一样，继续寻找有意和无意的技术信号。底线是，有许多途径可以探测到遥远的生命。由于没有人知道哪种方法有可能首先成功，所以仍有许多令人兴奋的工作要做。作者：MacyHuston-宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学博士生JasonWright-宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学教授本文首发于TheConversation...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337041.htm

国家预警发布提示：手机卫星通信功能会受太阳耀斑影响

国家预警发布提示：手机卫星通信功能会受太阳耀斑影响5月5日下午，国家空间天气监测预警中心发布太阳耀斑信息提示，北京时间2024年5月5日14时01分太阳爆发了一个X1.3级的强耀斑，该事件发生时我国处于白天，耀斑对我国上空电离层产生了影响。随后，5月5日19时54分，太阳又爆发了一次强耀斑（X1.2级），5月6日14时35分，太阳再次爆发了一次强耀斑（X4.5级）。太阳耀斑作为太阳表面的强烈能量喷发，分为A、B、C、M、X五个级别，其中A为能量最小级别，X为能量最大级别。国家空间天气监测预警中心提示，进入5月以来，太阳连续爆发X级耀斑。预计未来仍有可能爆发M级甚至X级以上耀斑，中国部分地区电离层天气可能会出现扰动。上海移动无线专家邱坚告诉第一财经记者，太阳耀斑对通信业务的影响主要体现在对电离层的扰动，这可能会导致短波通信、导航定位以及海上搜救等依赖电离层反射信号的通信方式受到干扰。对于用户日常的手机语音及数据业务，如果使用的是蜂窝网络（2G/3G/4G/5G），通常不会受到直接影响，因为这些通信主要通过地面基站进行，而不依赖电离层反射。“然而，如果通信依赖于卫星中继，或是使用卫星通信业务，尤其是在高纬度地区，可能会受到一定影响。这种影响通常是短时间的，取决于太阳耀斑的强度和持续时间。”他表示。从原理上来说，太阳耀斑是由太阳表面突然释放的强大能量和物质流产生的现象。这些能量和物质流主要以高能粒子和电磁辐射的形式存在，当它们到达地球时，会与地球的磁场和电离层相互作用。这些辐射能够干扰在轨卫星的通信信号，尤其是短波无线电通信。这可能导致卫星上的电子设备出现故障，影响其正常运行。对于导航、卫星电话、手机卫星通话功能的影响程度，邱坚表示这取决于耀斑的强度、持续时间以及卫星的防护措施。“耀斑爆发期间导航信号可能会受到干扰，导致定位精度下降或定位失败，卫星电话和手机卫星通话功能可能会受到信号传输中断或传输质量下降的影响，导致无法通话或通话质量变差。”他说。目前一些主流手机品牌都已经支持了卫星通信、通话功能，针对太阳耀斑爆发期间上述功能可能受到影响一事，记者以消费者身份致电华为手机官方客服，对方告知记者，华为手机的卫星报文通信功能基本不会受到影响，但是语音通话功能要视用户所在地的具体情况而定。“作为一般用户，在太阳爆发耀斑期间，通常不需要采取特殊的防范措施，因为大部分通信系统都有一定的抗干扰能力，运营商和卫星服务提供商会采取相应的措施来最小化太阳活动对服务的影响。如果用户处于高纬度地区或使用依赖于卫星通信的服务，可以关注相关的空间天气预警信息，了解可能的通信中断风险。在必要时，可以准备一些替代的通信方式。”邱坚建议。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430082.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430082.htm

一场规模罕见的地磁暴正在向地球袭来

一场规模罕见的地磁暴正在向地球袭来这是自2005年以来，西南太平洋气旋中心首次对被评为G4级的风暴发布预警。该中心表示，已通知关键基础设施运营商，以便他们采取预防措施。在最坏的情况下，所有这些射向地球的带电粒子可能会导致停电，并破坏依赖卫星的服务，包括全球定位系统。如果电网和卫星运营商能提前加固基础设施，如果风暴不会比预报的更加剧烈，人们可能不会注意到发生了什么--除了极光可能变得更加明显。现在预测其影响还为时过早，但风暴观测意味着做好准备是个好主意。您可以将地磁暴警报与针对龙卷风或飓风发布的类似通知进行比较。观察意味着可能会发生严重事件。如果升级为警告，则意味着该机构非常确定我们即将遭受空间灾害的袭击。虽然警报从今晚开始生效，但时间仍未确定。风暴的最高峰可能最早出现在东部夏令时间的今天晚上，也可能出现在周六晚些时候。该机构预计在发布预警前只有20-45分钟的准备时间。他们要等到距离地球约100万英里（太阳距离地球约9300万英里）的地方才能知道严重程度。一旦到达地球，CME就会与我们星球的磁场相互作用。这可能会突然在电线、铁轨、管道以及基本上所有能导电的长条形基础设施中产生电流。上一次出现这样的大风暴还是在1859年臭名昭著的卡林顿事件，当时一场G5级地磁风暴导致全世界的电报机瘫痪。显然，还有更多我们今天依赖的技术可能会受到影响。停电不仅会影响家庭和企业，还可能切断支撑互联网的海底光缆网络的电源。幸运的是，SWPC表示，这些系统应该有足够的冗余来避免重大问题。但这一切仍是未知领域。"我认为我们还没有任何关于重大[地磁]风暴和海底光缆的实时经验，"SWPC的空间科学家RobSteenburgh在一次简报中说。"会有影响，但应该不会达到使光缆瘫痪的程度"。地球大气层的变化也可能给卫星带来风险。电离层是大气层的上层，它的密度会变得更大，从而给低地球轨道上的卫星带来更大的阻力。"它们会减速......。如果它们不采取适当措施，就会失去高度，"SWPC空间天气预报员肖恩-达尔（ShawnDahl）说。早在2022年，一场地磁暴可能导致多达40颗Starlink卫星因无法进入正常轨道而夭折。电离层的变化也会影响高频无线电通信和全球定位系统，可能会切断全球定位系统卫星与地球上接收器之间的信号。好的一面是，本周末会有更多人看到北极光和南极光，因为极光是太阳风暴的粒子与地球大气相互作用的结果。早在1859年，北极光就一直延伸到了中美洲。这一次，最南端的阿拉巴马州甚至都可能看到北极光。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430444.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430444.htm

NASA"微笑的太阳"照片背后的可怕真相

NASA"微笑的太阳"照片背后的可怕真相根据加利福尼亚大学物理学教授布莱恩-基廷（BrianKeating）的说法，这张在紫外线辐射下描绘的图片实际上显示了所谓的"日冕洞"，即带电的太阳风束，"可以对地球大气层造成严重破坏"。基廷在接受《华盛顿邮报》采访时说，太阳"微笑"的每只眼睛和嘴巴都是恒星外层的斑块，它们已经冷却了几百度。 不过，请不要盯着太阳看，因为它不会对你回以微笑--卫星在紫外光谱上捕捉到的这些斑块，人类的肉眼是看不到的。那么，几段略微冷却、密度稍小的气体对地球居民意味着什么呢？当太阳风吹到我们星球的大气层时，当太阳的粒子和地球的气体交织在一起时，它们可以引起美丽的极光--但它们也有可能对电信系统造成难以置信的破坏。根据基廷的说法，需要大量来自太阳分支的带电粒子才能到达地球，但足够多的暴露可以被天线读取并干扰电视、广播和其他形式的通信。在严重的情况下，太阳风爆炸可能影响电网，导致停电。对太阳表面进行诡异的人格化并不完全是不寻常的。2014年，美国宇航局的太阳动力学观测站捕捉到了一张"南瓜太阳"。 尽管这些事件似乎有规律可循，但严重程度的日冕洞（或地磁）风暴"早就该发生了"，基廷告诉《邮报》。1859年，一个源自太阳的强烈地磁事件被称为"卡林顿事件"，它曾使多个电报站着火。这样的风暴可能每年都会频繁发生，但基廷说，地球"长期以来一直在躲避所有这些磁性子弹"。由于我们对基于技术的通信的依赖，一次重大的日冕洞爆炸可能会带来一些沉重的后果。国家海洋和大气管理局的空间天气预测中心将地磁暴的严重程度分为五级。“微笑的太阳”仅被列为G1级。 一个"极端"的地磁暴，或G5级，将引发一系列系统性问题--全面停电、电网崩溃、航天器损坏、持续几天的无线电停电、卫星导航中断，以及远至佛罗里达和德克萨斯南部的可见极光。 NOAA预测的G5风暴频率是令人不安的--每11年有4次。但是，正如基廷所解释的，几个世纪以来，地球一直很幸运。基廷说，如果或当我们的运气用完时，"它可能真的很可怕，后果可能会更加戏剧化。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332683.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332683.htm

宇宙发光猎手：脉冲星之光能否揭开暗物质的神秘面纱？

宇宙发光猎手：脉冲星之光能否揭开暗物质的神秘面纱？目前寻找暗物质的核心问题是：暗物质是由什么构成的？一个可能的答案是，暗物质由被称为轴子的粒子组成。阿姆斯特丹大学和普林斯顿大学的天体物理学家最近的研究提出，如果暗物质确实是由轴子构成的，那么它可能会以脉动恒星发出的微弱额外光辉的形式显现出来。暗物质可能是我们宇宙中最炙手可热的成分。令人惊讶的是，这种神秘的物质形式，物理学家和天文学家迄今为止还未能探测到，但却被认为占了宇宙物质的很大一部分。宇宙中不少于85%的物质被怀疑是"暗物质"，目前只能通过它对其他天文物体产生的引力来察觉。科学家们想要更多，这是可以理解的。他们想真正看到暗物质--或者至少直接探测到它的存在，而不只是从引力效应中推断。当然，他们还想知道暗物质是什么。解决两个问题有一点很清楚：暗物质不可能是你我由同一种物质构成的。如果是这样的话，暗物质的行为就会像普通物质一样--它会形成像恒星一样的物体，发光，不再是"暗"的。因此，科学家们正在寻找一种新的东西--一种尚未被人探测到的粒子，它很可能只与我们已知的粒子类型发生非常微弱的相互作用，这也解释了为什么我们世界的这一组成部分至今仍难以捉摸。我们有很多线索可以寻找。一种流行的假设是，暗物质可能是由轴子构成的。这种假想的粒子类型最早出现在20世纪70年代，是为了解决一个与暗物质无关的问题。作为普通原子的组成部分之一，中子内部正负电荷的分离程度出乎意料地小。科学家们当然想知道原因。结果发现，有一种迄今为止尚未发现的粒子与中子的成分发生非常微弱的相互作用，恰恰会产生这种效应。后来的诺贝尔奖得主弗兰克-威尔切克（FrankWilczek）为这种新粒子起了一个名字：轴子--不仅与质子、中子、电子和光子等其他粒子名称相似，而且还受到一种同名洗衣粉的启发。轴子的出现是为了解决一个问题。事实上，尽管从未被探测到，但它可能会解决两个问题。包括弦理论（统一自然界所有力量的主要候选理论之一）在内的几种基本粒子理论似乎都预测可能存在类似轴子的粒子。如果轴子确实存在，它们是否也能构成部分甚至全部缺失的暗物质？也许是的，但困扰所有暗物质研究的另一个问题对轴子同样适用：如果是这样，我们如何才能看到它们？如何让"黑暗"的东西变得可见？照亮暗物质幸运的是，对于轴子来说，似乎有办法解决这个难题。如果预测轴子的理论是正确的，那么它们不仅有望在宇宙中大量产生，而且一些轴子还可能在强电磁场的作用下转化为光。一旦有了光，我们就能看见。这会是探测轴子--进而探测暗物质--的关键吗？要回答这个问题，科学家们首先要问自己，宇宙中已知最强的电场和磁场出现在哪里？答案是：在旋转中子星（又称脉冲星）周围的区域。这些脉冲星--"脉冲星"的简称--是一种致密天体，质量与太阳大致相同，但半径却小了约10万倍，只有约10千米。脉冲星如此之小，却以极高的频率旋转，沿着旋转轴发出明亮的窄射电束。脉冲星的光束就像灯塔一样，可以扫过地球，使人们很容易观测到脉冲星。然而，脉冲星巨大的自转还有更多作用。它把中子星变成了一个极强的电磁铁。这反过来可能意味着脉冲星是非常高效的轴子工厂。一颗普通的脉冲星每秒钟就能产生50位数的轴子。由于脉冲星周围存在强大的电磁场，这些轴子中的一部分可以转化为可观测到的光。也就是说：如果轴子存在的话--但现在可以用这一机制来回答这个问题。只要观察脉冲星，看看它们是否会发出额外的光，如果会，就确定这些额外的光是否可能来自轴子。模拟微妙的光芒在科学领域，要真正进行这样的观测当然没那么简单。轴子发出的光可以用无线电波的形式探测到--只是这些明亮的宇宙灯塔向我们发出的总光的一小部分。我们需要非常精确地知道一颗没有轴子的脉冲星和一颗有轴子的脉冲星是什么样子，才能看出其中的差别--更不用说量化这种差别并将其转化为暗物质数量的测量值了。这正是一组物理学家和天文学家现在所做的。在荷兰、葡萄牙和美国的共同努力下，研究小组构建了一个全面的理论框架，可以详细了解轴子是如何产生的、轴子是如何逃离中子星引力的，以及在逃离过程中轴子是如何转化为低能射电辐射的。然后将这些理论结果放到计算机上，利用最先进的等离子体数值模拟来模拟脉冲星周围轴子的产生，这种模拟最初是为了了解脉冲星如何发射无线电波背后的物理学原理而开发的。一旦虚拟产生，轴子在中子星电磁场中的传播就会被模拟出来。这使得研究人员能够定量地了解无线电波的后续产生，并模拟这一过程如何在脉冲星本身产生的固有发射之外提供额外的无线电信号。检验轴心模型理论和模拟的结果随后接受了第一次观测检验。利用对附近27颗脉冲星的观测，研究人员将观测到的无线电波与模型进行了比较，以确定测量到的任何过量是否能为轴子的存在提供证据。不幸的是，答案是"否"--或者乐观一点说："还没有"。轴子并没有立即出现在我们面前，但也许这并不在我们的预料之中。如果暗物质那么容易泄露秘密，那么它早就被观测到了。因此，我们现在只能寄希望于在未来的观测中发现轴子。与此同时，目前没有观测到轴子发出的无线电信号本身就是一个有趣的结果。模拟脉冲星和实际脉冲星之间的首次比较，为轴子与光的相互作用设定了迄今为止最严格的限制。当然，我们的最终目标不仅仅是设定限制，而是要证明轴子确实存在，或者确保轴子根本不可能是暗物质的组成部分。新成果只是朝着这个方向迈出的第一步；它们只是一个全新的、高度跨学科领域的开端，这个领域有可能极大地推动轴子的研究。参考文献"迪昂-诺德胡斯（DionNoordhuis）、阿尼鲁德-普拉布（AnirudhPrabhu）、塞缪尔-维特（SamuelJ.Witte）、亚历山大-陈（AlexanderY.Chen）、法比奥-克鲁兹（FábioCruz）和克里斯托夫-韦尼格（ChristophWeniger）合著的《脉冲星极冠级联中产生的轴子的新约束》，2023年9月15日，《物理评论快报》。DOI:10.1103/PhysRevLett.131.111004编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403853.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403853.htm