太阳正在为一个重要年份蓄势待发。
从某种意义上说，由于 4 月 8 日的日食，它已经经历了一个重要年份。但那是一种地球现象。我们正在准备的是一种明确的太阳现象——我们的恒星正接近其磁活动周期的顶峰，这意味着更多的太阳黑子、更多的风暴，以及可能对地球带来更大的危险。
太阳的磁场在其内部产生，那里的条件非常热，以至于电子从其宿主原子中剥离出来，形成电离气体。物理学的一个基本定律指出，运动的电荷会产生磁场，正是这种电离气体引起的磁性深刻地影响着太阳的行为。
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地球有一个相当强大且组织良好的磁场，类似于单个巨大的条形磁铁，而太阳则由无数局部产生的磁场主导。每个磁场都塑造着太阳内部自身的一部分。这种磁性的实际动力学非常复杂，但为了简化，您可以将我们恒星的整体磁场强度视为在大约 11 年的周期内逐渐增强和减弱——我们称之为太阳磁周期。
太阳内部的热物质上升到表面，冷却后又重新下沉，这个过程称为热对流，非常类似于烧水壶中的水。这就像恒星能量的传送带，也是太阳内部地狱般的热量通过这种过程传出太阳并进入太空，为我们的星球带来维持生命的温暖的一部分。太阳表面布满了数百万个不断变化着的对流单元；每个单元都伴随着自身的内部磁场。
在太阳表面附近，来自给定高耸对流单元的磁力线可能会与其他单元的磁力线缠绕在一起。这些缠结可能会充当屏障，阻止较冷的物质下沉。相反，它只是停留在表面，辐射出能量。较冷的物质颜色较深，因此我们将这些区域视为太阳上的斑点，我们巧妙地称之为太阳黑子。它们的数量在太阳活动高峰期会急剧增加。
我们说这些区域较冷，但按照地球的标准来看，它们仍然非常热。孤立地看，它们可能和满月一样明亮；它们只是相对于太阳表面而言显得较暗。大多数黑子直径为几千公里，但有些会变得巨大，比地球还大。最大的可能非常巨大，比我们的星球宽好几倍，并且可以用适当保护的肉眼看到。（您可能仍然拥有的日食眼镜就足够了。）
当这些局部磁场突破太阳表面时，它们可以抬升巨大的磁力环，将物质向上拉起，形成令人难以置信的又高又亮的光柱，称为日珥。有些日珥可能高达数万公里，并且都因炽热氢气的 glow 而呈现红色。在四月的日食期间，可以看到几个日珥，在天空中延伸到月球遮蔽恒星的阴影之外。
尽管这些喷泉非常“突出”，但它们是相对良性的现象。然而，塑造它们的磁场可能会引发非常真实的危险。
从太阳黑子发出的缠结磁力线存储着大量能量，并且可以相互作用、断裂和重新连接以释放能量。有时这只是一个相对较小的事件，但有时能量释放会触发更多的磁力线断裂和重新连接，释放更多的能量，从而导致触发事件的失控级联。把它想象成一袋捕鼠器：一个弹起来关上，晃动袋子，使其他捕鼠器一次又一次地弹起，在一次爆炸性事件中迅速释放它们储存的能量。
现在想象一下，这些捕鼠器中的每一个都相当于，哦，比如说几亿颗热核炸弹，你就会开始明白，即使是最令人毛骨悚然的科幻末日情节也无法与太阳耀斑的力量相提并论。
大型耀斑会发出高能 X 射线和伽马射线辐射，这些辐射会损坏绕地球运行的卫星；当这些光子撞击航天器的金属外壳时，它们会像弹片一样炸开电子云，而这些快速移动的粒子会产生强烈的、足以烧毁硬件的电磁能量脉冲。此类耀斑是航天器工程师加固机载计算机以防止其短路的主要原因之一。
日冕物质抛射，或称 CME，也是非常强大的太阳现象。如果说太阳耀斑像龙卷风——局部但强烈——那么 CME 就更像更大的飓风。它们不会发出太多可见光，但它们会将多达十亿吨的氢气喷射到太空，有时速度高达每秒数千公里。
如果其中一个对准地球，它会与我们星球的地磁场相互作用，造成各种破坏。CME 撞击可以将大量的电子漏斗到我们的南北两极，形成壮观的极光。但其他影响并不那么吸引人：磁场的突然波动会在地球内部感应出极其强大的电流。这些电流会使我们的电网不堪重负，并造成大范围停电。1989 年一场猛烈的 CME 导致魁北克省停电数天。
我们将耀斑和 CME 统称为太阳风暴，科学家们对此非常重视。有史以来探测到的第一次太阳风暴，称为卡林顿事件，发生在 1859 年，威力惊人；如果今天有如此规模的风暴袭击我们这个电气化程度更高的地球，将会造成大范围停电和混乱，变压器爆炸，卫星被击毁。2012 年，一场至少与 1859 年那场一样强大的巨型风暴从太阳爆发。幸运的是，它并没有对准地球；它与我们擦肩而过，距离数千万公里。然而，如果它击中我们，那将非常、非常糟糕。
越来越多的证据也暗示，太阳在极少数情况下会爆发真正具有灾难性的风暴。来自古代树木年轮和冰芯的数据表明，公元 774 年，一场太阳风暴袭击了我们的星球，其威力之大，足以显著改变我们的大气化学成分。来自更久远时代的类似数据最好用公元前 7176 年发生的另一场划时代的太阳风暴来解释；这可能是过去 10,000 年中袭击地球的最强烈的太阳爆发。
在本周期内，这种重磅炸弹式的风暴不太可能袭击我们，但我们确实看到了太阳活动增加。最近几周，至少有两个太阳黑子大到可以用肉眼看到，并且也发生了一些相当强大的耀斑。这并不是说您需要为每次发生的耀斑而烦恼，但从长远来看，这些风暴是我们需要应对的威胁。
虽然我们还没有为我认为应该做好的那种全球性事件做好准备——加强电网并使其更加分散将是一个好的开始——但好消息是，天文学家正在以极大的热情研究太阳，以更好地了解和预测它的爆发。一些天基天文台，例如太阳和太阳风层探测器、太阳动力学天文台和帕克太阳探测器，每天 24 小时观测我们的恒星，而新近开放的丹尼尔·井上太阳望远镜以前所未有的细节观测太阳，使我们能够深入了解其结构和磁活动。
太阳为我们地球提供光、热和生命，但它也是一颗恒星——一个巨大的热核和电磁烈焰球——我们最好永远不要忘记这一点。