
近來,太陽活動更加活躍,因為它正進入11年周期的新階段,這也是過去幾個月我們觀測到大量日冕物質拋射和太陽爆發的原因之一。但實際上,就太陽活動極大期而言,這次的太陽活動極大期強度相當弱,因此太陽物理學家認為,太陽正進入自17世紀以來前所未有的長期休眠期。一項新的研究表明,這將對地球和宇宙的氣候變遷產生重大影響。
太陽活動減弱後,向太空噴射的粒子數量也會減少,這意味著太陽對太陽系的保護屏障——銀河宇宙射線——的強度會降低。銀河宇宙射線更容易穿透這層屏障,這可能會增加太空人和乘客的輻射風險。在這樣的太空天氣條件下,載人小行星或火星任務將變得更加危險,甚至可能根本無法進行。
考慮到太陽在保護地球免受星際粒子入侵方面所起的作用,這一點就很容易理解了。來自太陽的帶電粒子將整個太陽系包裹在一個被稱為日球層的保護鞘中。科學家認為,帶電粒子的泡沫狀氣泡在太陽的影響範圍和星際空間的邊界處形成了一道屏障;來自其他恆星的宇宙射線很難穿過這道屏障。但是,當太陽活動減弱時,這道被稱為日球層的屏障就會減弱。
要驗證這種情況是否真的存在,就需要研究幾個世紀以來銀河宇宙射線穿透地球的情況。英國雷丁大學的麥可洛克伍德及其同事研究了來自南北極冰芯樣本的9300年記錄。
銀河宇宙射線和太陽高能粒子往往聚集在兩極,洛克伍德等人尋找不同的化學物質來作為宇宙射線和太陽高能粒子豐度的指標。根據ScienceNow報導,他們發現,在太陽活動低谷時期,到達地球的銀河宇宙射線更多,而太陽高能粒子事件則更少。但奇怪的是,他們也注意到,太陽高能量粒子事件的強度反而更高。這種情況在過渡時期尤其明顯──就像我們目前所處的過渡時期一樣。因此,正如太陽允許更多粒子穿過其「護城河」一樣,它也在排放更多有害物質。
這項研究發表在《地球物理研究快報》雜誌。
太陽物理學家表示,這可能會使太空人暴露在不安全的輻射水平下,尤其是那些離開地球磁場保護範圍的太空人。根據ScienceNow報導,洛克伍德認為,在太陽休眠期間,輻射暴露量可能會增加一倍。而這種休眠期可能持續40到200年,因此火星任務的實現或許比我們所有人預期的還要遙遠。
或許,像「鸚鵡螺號」太空梭上的冷卻水箱那樣能夠保護太空人免受輻射的新設計可以成為解決方案。
ScienceNow