北京時(shí)間2022年5月3日晚22時(shí)許，太陽表面發(fā)生劇烈活動(dòng),，爆發(fā)了一個(gè)X1.1級耀斑,。這已經(jīng)是過去一個(gè)月里第三次“X級”的耀斑爆發(fā)了。

5月3日-5月5日期間太陽耀斑活動(dòng)水平（來源：NOAA）

科普時(shí)間到,！

太陽黑子（sunspot）是大家比較熟悉的太陽活動(dòng)現(xiàn)象,。太陽黑子是位于太陽最底層大氣——光球?qū)又械陌岛诎唿c(diǎn)。雖然看上去黑,，其實(shí)溫度也有4000多度,。只不過，它的溫度比周圍區(qū)域低了1000多度,，因而看上去相對比較暗,。其實(shí)單獨(dú)拿出來看依然是賊亮賊亮的！

太陽黑子是重要,、也是最直觀的太陽活動(dòng)現(xiàn)象之一,。太陽黑子數(shù)量的多少能客觀地反映出太陽活動(dòng)的劇烈程度。

黑子相對較暗淡是因?yàn)槠浯艌龇浅?qiáng),。隨著黑子增多,，太陽大氣中的磁場不斷累積，磁場的能量也不斷增加,。在條件合適的時(shí)候,，磁場結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，巨大的磁能被釋放出來,，形成太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象：耀斑和日冕物質(zhì)拋射,。耀斑（flare）是指太陽大氣局部區(qū)域突然變亮的活動(dòng)現(xiàn)象，常伴隨有增強(qiáng)的電磁輻射和粒子拋射,。日冕物質(zhì)拋射（Coronal Mass Ejection,，簡稱為CME）,，又稱日冕瞬變，是指太陽最外層大氣日冕的局部區(qū)域內(nèi)發(fā)生物質(zhì)大規(guī)?？焖賿伾涞默F(xiàn)象,。

太陽活動(dòng)存在周期性，其中最顯著的是11年周期,。最早是由科學(xué)家塞瑟爾·海因里?！な┩卟荚?9世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)，后來蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院天文臺(tái)臺(tái)長魯?shù)婪颉の譅柗蛴诌M(jìn)行了總結(jié)整理,，并提出了“太陽黑子相對數(shù)”的概念,。他將1755年至1766年標(biāo)記為第1個(gè)太陽活動(dòng)周。

從2019年起,，第25個(gè)太陽活動(dòng)周已經(jīng)開啟了,，天文學(xué)家普遍推測2025年將達(dá)到峰值。從目前的實(shí)際觀測來看,，從2022年起,，太陽黑子數(shù)量確實(shí)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。甚至,，進(jìn)入2022年以來,，太陽的“臉”沒有一天是干凈的——每天至少有一個(gè)黑子！更令人驚訝的是,，從去年底開始,，觀測到的太陽黑子數(shù)量明顯高于太陽物理學(xué)家們的預(yù)期,！

太陽黑子相對數(shù)的實(shí)測值與預(yù)期值對照（來源：NOAA）

最近一個(gè)月來,，太陽表面好不熱鬧，出現(xiàn)多個(gè)大黑子,、多個(gè)活動(dòng)區(qū),，并產(chǎn)生多次耀斑爆發(fā)。3月29日,，太陽活動(dòng)區(qū)AR 2975產(chǎn)生多個(gè)M級耀斑,，并于3月30日產(chǎn)生一個(gè)X1.3級耀斑。太陽活動(dòng)區(qū)AR 2994在4月17日產(chǎn)生一個(gè)X1.1級耀斑,，AR 2992在4月20日產(chǎn)生了一個(gè)X2.2級耀斑,。

上海天文館太陽望遠(yuǎn)鏡（EAST）拍攝的耀斑爆發(fā)過程（C7.4級 / 2021-08-29）

M級、X級到底是什么意思呢,？地球電離層對太陽軟X射線輻射強(qiáng)度變化反應(yīng)敏感,，所以國際上也廣泛采用軟X射線輻射強(qiáng)度對太陽耀斑進(jìn)行定級，根據(jù)耀斑在1到8埃波段所釋放的能量從小到大分為A,、B,、C,、M和X級。每一等級又可以細(xì)分為1.0~9.9級,，這與我們熟悉的里氏地震強(qiáng)度的標(biāo)記相似,。需要注意的是，相鄰兩個(gè)等級的能量差異不是線性的關(guān)系,。X1.0級比M1.0級強(qiáng)10倍,，比C1.0級強(qiáng)100倍。

但是,，光看X射線通量恐怕還不夠,，有時(shí)候小級別的耀斑爆發(fā)卻能引發(fā)較大的空間天氣災(zāi)害。3月28日,，太陽活動(dòng)區(qū)AR2975異?；钴S，釋放了11個(gè)C級耀斑和6個(gè)M級耀斑,，產(chǎn)生了兩個(gè)全暈狀日冕物質(zhì)拋射,，它們離開太陽表面的速度高達(dá)~1200公里每秒和~1700公里每秒，到達(dá)地球時(shí)引起強(qiáng)烈的地磁暴,。

日冕物質(zhì)拋射伴隨著大量高能帶電粒子,，主要是質(zhì)子，因而也被稱為“太陽質(zhì)子事件”,。

4月5-6日,，受到日冕物質(zhì)拋射的影響，地球同步軌道上2MeV以上高能電子通量達(dá)到了小高能電子暴的水平,。電子與質(zhì)子相反,，帶負(fù)電，質(zhì)量則更小,。然而高能電子暴也會(huì)如海嘯一般,，導(dǎo)致地球外輻射帶中的高能電子出現(xiàn)暴漲。帶電粒子雖然很輕很微小,，但會(huì)如子彈一般撞向航天器,，甚至穿透衛(wèi)星的屏蔽層，引起內(nèi)部充電或放電,，導(dǎo)致短路,，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重故障。

太陽風(fēng)暴還會(huì)產(chǎn)生地磁暴,，還會(huì)使得地球大氣密度升高,，增加衛(wèi)星的阻力。2月初,，SpaceX有40顆剛發(fā)射升空的星鏈衛(wèi)星就因?yàn)橐淮涡∫?guī)模的地磁暴而不幸隕落,。相關(guān)介紹移步此文“有40顆衛(wèi)星上天才一周就毀了,，兇手竟然是TA！”,。

3月25日的質(zhì)子通量（來源：NOAA）

太陽活動(dòng)對地球磁層,、電離層、大氣環(huán)流乃至氣候變遷等都會(huì)產(chǎn)生變化,。對太陽活動(dòng)進(jìn)行7×24的嚴(yán)密監(jiān)測是一項(xiàng)重要的工作,。在這當(dāng)中，也少不了天文愛好者們的貢獻(xiàn),。最近,，國內(nèi)不少愛好者也記錄下太陽表面壯觀的活動(dòng)場面。我們不妨來欣賞一下部分作品,。

王樂天,，4月19日，Lunt152T日珥鏡2X增倍鏡,，ASI1600MMPro相機(jī),，RST135赤道儀

王佳奇（小A），4月2日-4月18日,，攝于北京

劉寧,，2022年4月18日至26日每日中午，

太陽打黑子群活動(dòng)區(qū)AR2993-2994,，攝于北京

孟珂,，2022年4月19日，攝于湖北武漢

李昆,，2022年4月25日12:12,，攝于上海崇明

胡志江，2022年4月9日,、4月21日,，攝于上海

王征，2022年4月7日,，攝于北京

主要設(shè)備：QUARK日珥鏡 4寸普消 QHY174M

現(xiàn)在看來，第25個(gè)太陽活動(dòng)周“漸入佳境”,，上海天文館也將持續(xù)關(guān)注,，也歡迎各位太陽物理領(lǐng)域的專家、學(xué)者以及熱心的愛好者們與我們一同分享,。

作者：施韡（上海天文館展教中心）,、姚迦文（上海天文館運(yùn)維中心）

審稿：陳鵬飛（南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授）

編輯：凱莉

審核：水仙