科学家建议建太空磁盾牌 防止太阳耀斑造成的重大破坏

 

太阳耀斑

       据CNBC北京时间10月29日报道，能想象没有SnapChat、谷歌地图、自拍和微信的世界吗？这样的世界简直就不适合人类生活。但是，如果现在不开始考虑如何保护地球免受太阳的淫威，这种灾难可能在本世纪降临地球。

       在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中，哈佛-史密森天体物理中心研究人员阿维·洛布（Avi Loeb）和曼纳斯维·林加姆（Manasvi Lingam）作出了上述预测。研究表明，我们严重低估了太阳对地球潜在的危害。

       洛布和林加姆提出了他们的解决方案：在太空中建设一个105吨的盾牌。那么问题来了：这个盾牌要怎么建？人类真的需要这个盾牌吗？

太阳超级风暴的巨大破坏作用

       危害人类的将是太阳超级风暴。太阳赋予地球上万物以生命，但它难以预测的威力，有时也会引发大灾难。大规模太阳耀斑的威力，足以破坏卫星、通信系统，以及我们每天都在使用的数字技术产品——其中包括智能手机、电视机和广播。

       鉴于人类对卫星技术的依赖——其中包括导航、通信和娱乐——卫星遭到破坏的影响是巨大的。太阳超级风暴会干扰卫星和地面设备间的无线电信号传输，从而瘫痪卫星导航系统，尤其是飞机和船舶，会受到相当大影响。部分卫星会被摧毁，所有卫星系统会因太阳超级风暴而严重老化，要求重新发射新卫星取代现有卫星，SpaceX和其他太空技术公司可以大赚一笔了。

       这项研究的一个关键数据是，未来150年由太阳超级风暴造成的经济损失，将相当于目前美国的GDP（国内生产总值）。因此，建设太空盾牌将是为人类为避免经济大灾难而上的一道保险。资料显示，2016年美国GDP约为18.6万亿美元。

太阳超级风暴将使飞机乘客受到大剂量辐射

太阳风暴

       剧烈的太阳风暴会引发电流迅猛增长，造成电网瘫痪。最糟糕的情况是，地磁力会影响栅极变压器数周，甚至数月不能正常工作。发达国家电网冗余度较高，但世界上大多数国家和地区的电网冗余度不够高。

       另外一个问题是增加的辐射，在太阳超级风暴期间，乘坐飞机的乘客可能受到大剂量辐射。

       研究人员利用地质记录和大小与太阳相当的恒星活动的数据，推测下一次剧烈太阳耀斑将发生在未来100年。他们通过计算发现，超级危险的“灭绝级别”的超级耀斑每2千万年才会发生一次，但发生造成科技大灾难级别的耀斑的可能性要高得多。

太阳超级风暴

卡林顿事件

       有关太阳风暴危害的第一个证据就是所谓的卡林顿事件，也是有史以来有记录最著名的造成危害的太空气候事件。它发生在1859年9月，剧烈的太阳耀斑引发了过去500年来最大规模的太阳风暴，欧洲和北美的电报线路遭到破坏，电报大楼出现火灾。

       发生在1989年的另一次太阳风暴，造成加拿大断电，600万人断电时间长达9个小时。一些研究人员估计，未来4年太阳风暴造成的经济损失将高达约2.6万亿美元。

       考虑到人类对科技和通信的依赖程度，极端太空气候造成的危害将远远大于以往。人类有应对措施吗？

现有的防护措施

       我们现在的防护措施就是地球的天然磁气圈。日冕物质抛射会引发地磁电离，而直奔地球。这种现象一直都在发生，只是大多数时间不会到达地球。地球的大气层也具有一定的保护作用。

       但一个好消息是，极端太空气候事件到达地球需要数天时间，因此，即使太阳抛射的数十亿吨微粒向地球奔来，我们会有一定的预警时间。

磁盾牌安装位置示意图

建立磁盾牌

       地球大气层可能有一定保护作用，只是保护作用不够强大。洛布和林加姆建议，建设一个105吨重的磁盾牌，使带电粒子发生偏转，不会到达地球。他们表示，这一项目将耗资约1000亿美元——与国际空间站相当——但比全球GDP低3、4个数量级。

       洛布和林加姆建议在拉格朗日点L1——位于太阳和地球之间，距离地球约100万英里（160万公里）——安装一个磁盾牌。他们还指出，开普勒太空望远镜已经证明，超级耀斑在M和K-矮星（宇宙中最常见的恒星）上更为常见，因此那里的高级文明可能已经建起了磁盾牌。因此，人类为什么不利用詹姆斯·韦伯太空望远镜寻找这一“高科技特征”。

詹姆斯·韦伯太空望远镜

       洛布和林加姆还认为，超级太阳耀斑造成的危害在未来数十年尤其严重，原因并非是太阳会特别活跃，而与地球文明所处的发展阶段有关。

       重大太阳超级耀斑可能是百年一遇的事件，但它提醒我们，即使相隔1.5亿公里之远，地球仍然会受到太阳的影响。