空间天气正在恶化;这可能意味着宇航员面临风险并推迟载人火星任务

沉睡的太阳让人类失去保护

我们的太阳在最近的11年周期新阶段进入时变得更加活跃,这也是为什么在过去几个月里我们看到了一系列巨大的日冕物质抛射和太阳爆发。但就太阳极大期而言,这实际上是一个相当弱的太阳极大期,因此日地物理学家认为太阳正进入一个自17世纪以来未见的漫长的休眠期。根据一项新研究,这对地球和天体的气候变化将产生重大影响。

一个寒冷的太阳会向太空喷射更少的粒子,这意味着太阳系周围的太阳保护“护城河”将变得不那么强大。银河宇宙射线可以更容易地穿透进来,这意味着它们可能对宇航员和航空乘客构成更大的辐射风险。在这些太空天气条件下,载人小行星或火星任务将极其危险,甚至不可能完成。

鉴于太阳在保护地球免受入侵的银河粒子方面所起的作用,这是可以理解的。来自太阳的带电粒子将整个太阳系包裹在一个称为日球层的保护鞘中。科学家们认为,带电粒子的泡沫状气泡在太阳势力范围与星际空间边界之间形成一道“护城河”;来自其他恒星的宇宙射线很难穿过。但当太阳活动较弱时,这个被称为日鞘的“护城河”就会变弱。

要验证这一点是否真的发生,需要研究几个世纪以来银河宇宙射线的渗透情况。英国雷丁大学的迈克尔·洛克伍德(Michael Lockwood)及其同事研究了来自南北两极冰芯样本的9300年记录。

银河宇宙射线和太阳高能粒子倾向于在两极通道传播,洛克伍德等人寻找了作为宇宙射线和SEP丰度代理的不同化学物质。他们发现,在太阳活动低迷时期,更多的银河宇宙射线到达地球,而SEP事件减少,据ScienceNow报道。但出乎意料的是,他们还注意到SEP事件的强度却增加了。这在过渡时期尤其如此——就像我们现在所处的时期一样。所以,就在太阳让更多粒子穿过其“护城河”的同时,它自身也在喷发出更多有害物质。

这项研究发表在期刊Geophysical Research Letters上。

太阳物理学家表示,这可能会使宇航员暴露在不安全的辐射水平下,特别是那些离开地球自身磁场保护范围的宇航员。据ScienceNow报道,洛克伍德认为,在此次太阳休眠期间,辐射暴露可能会增加一倍。而这种休眠期可能持续40到200年,因此火星任务可能会比我们预期的还要遥远。

也许新的设计,例如“鹦鹉螺号”飞船上的泥浆罐,能够为宇航员提供辐射防护,可以成为一种解决方案。

ScienceNow

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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