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太陽質子事件（Solar Proton Event，縮寫SPE），是發生在太陽輻射的質子，被加速成為非常高的能量，其成因為接近太陽閃焰，或是在星際空間受到和激波關聯的日冕物質拋射。高能的太陽質子也會對太空人和太空船造成重大的輻射傷害。
概述
1950 年代後引入太陽質子事件（SPE），指太陽輻射的質子被太陽閃焰或日冕物質拋射（coronal mass ejection，CME）事件加速至接近光速，最快十幾分鐘就可到達地球，且質子能量高達 100 MeV（做個比較，核爆帶電粒子的能量範圍約在0.3～3 MeV 之間），將嚴重干擾無線電通訊、破壞衛星、導致電腦瞬間關機重啟。它們可以穿透地球磁場和導致電離層的電離；類似極光效果的事件。
雖然科學家們認識質子風暴還不到一個世紀，無法正確估計極端發生頻率與強度，但隆德大學地質學家 Raimund Muscheler 說，能合理推測平均每 1,000 年可能發生 1 次太陽質子事件。
大氣層削弱能量
幸運的是，雖然 SPE 會暫時降解地球的臭氧層，使過量紫外線輻射到達地面，但地球上的生物實際上不會受到質子風暴迫害，地球的大氣層與磁場相當強大，保護弱小的人類與萬物；但不幸的是，如果太空人剛好外出走動，那麼高能質子會直接穿透太空服，導致太空人噁心想吐，嚴重可危及生命，帶來不可預期的傷害[1]。
痕跡
現代社會高度仰賴電力與電子通訊設備，太陽質子閃焰對電網、通訊系統、衛星和空中交通導航構成重大風險，影響可能比 1859 年卡靈頓事件、1989 年加拿大魁北克全省電力配置癱瘓兩大磁暴事件還要糟。（新論文發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS））[2]。
太陽質子閃焰極產生極端強大能量超過100MeV，經由二次輻射的效應會增加地面的中子計數程度，這種罕見的事件被稱為地面級事件(Ground Level Events或GLE's)。如果如此重大的事件在我們的現代發生，很可能對我們的技術基礎設施造成破壞，包括通信和導航。倫德大學的地質學家雷蒙德.馬斯切勒和他的同事們以高水平的鈹-10和氯-36同位素的形式提出了證據，這些同位素嵌在古格陵蘭冰芯中。[3]
衝擊
據發表在《美國國家科學院院刊》上的研究顯示，2679年前，一場極端形式的太陽風暴，即太陽質子事件（SPE)襲擊了我們的星球。傳統上，太陽質子事件（SPEs）被發現為碳-14在樹年輪里的巔峰，但他們也可以被發現為古冰芯中鈹-10和氯-36的尖峰。這項研究的作者說，科學家傾向於以犧牲尋找其他標記物為代價而過分強調碳-14，而僅僅根據努力尋找的碳-14數據結果，很可能導致會低估對我們社會造成潛在破壞性事件的數量。
極區
太陽質子所具有的能量通常不足以穿透地球的磁場，在異常強烈的太陽閃焰事件，質子可以獲得足夠的能量，滲透進地球的磁層和更深的電離層。能夠深入滲透的地區包括北極、南極、和南大西洋磁場異常區。
這些高能的質子造成一些影響。質子是帶電的粒子，因此能夠受到磁場的影響。當高能質子離開太陽時，它們受到強大的太陽磁場牽引(或引導)。當太陽質子進入由地球磁層主導的區域後，地球磁場強度超越太陽的磁場，它們受到地球磁場的引導進入大多數地球磁力線進出的極區。
極冠吸收事件
被引導至極地的高能質子與大氣中的成分碰撞，並且在電離的過程中釋放能量，大多數的能量都在抵達電離層的最低處(範圍在50-80公里)消耗殆盡。這一區域對電離層的無線電通訊非常重要，因為這是大多數的無線電訊號能量被吸收的區域。高能質子的進入增強了電離的程度，提高了在電離層低處的吸收程度並且可以完全阻斷經過極地地區的無線電通訊，這類事件被稱為極冠吸收事件(Polar Cap Absorption events或PCAs)。這些事件大約開始和結束於太陽質子的能量高於10MeV(百萬電子伏特)，而在地球同步衛星的高度大約是10Ppfu(粒子通量單位)。
輻射
沒有具體的科學證據顯示高能質子事件引發的地面級事件，特別是在大多數人口所在的緯度，有害於人體的健康。地球的磁場在阻止高能粒子輻射抵達地面級的效果特別好，飛越極區的商業飛機在太陽質子事件時測量到高空輻射的增強，但是設置在地面的預警系統會提醒飛行員限制他們在較低的高度巡航。不經過極區的飛機航線受到太陽質子事件衝擊的影響遠低於極區的航線。
當太空人在地球磁場的保護罩之外時，例如，太空人在轉換軌道或在月球上時，會經歷重大的太陽質子輻射暴露。然而，太空人在低地球軌道和依然在太空船厚重的遮罩遮蔽時，他們受到的影響會降至最低。在低地球軌道的質子輻射強度會隨著軌道傾角的增加而增強，因此，越靠近極區的太空船，暴露在高能太陽質子輻射下的風險就越大。
更嚴重的質子事件會與可以導致一般輸電系統中斷的磁暴結合在一起，但是質子事件本身不僅與輸電系統的異常中斷無關，連磁暴也不是它們引發的，輸電系統只是對地球磁場的波動敏感。
控制
太空人曾經報告在高能太陽質子事件時，高能質子會與視神經作用而看到閃光或條紋，相似的閃光和條紋也出現在高能太陽質子造成太空船上的靈敏的光學檢測器(像是星光偵測器和照相機)失靈的時候。在極端的事件中影響是特別的顯著，使它們不能獲得高品質的太陽或恆星的影像，這會導致太空船迷失它們的方向，而這是地面控制器能維持控制的關鍵。
高能質子風暴也可以使太空船的電荷達到驚人的程度，而危害到電子元件，也可能導致電子元件的運作不正常。例如，改變了固態記憶體，這可能導致資料或軟體被汙染(破壞)，和造成太空船正在執行的命令得到意料之外的結果(幻象)。高能質子風暴也可能毀壞或降低將太陽能轉換成電力的太陽能電池板效率。長年暴露在來自太陽的高能質子活動下，太空船會失去大量的電力而需要關閉許多重要的儀器。
新發現
最新研究發現了史上第 3 個極端太陽質子風暴事件，時間點落在約 2600 年前，強度比近代紀錄最強的太陽風暴還要高 10 倍。目前科學家還不清楚這類極端太陽風暴是否有規律可循，但研究人員警告，發生風險明顯被低估，有可能每千年就遇到一次，如果發生在當代，所有通訊導航儀器都將措手不及，我們有必要做好應對準備。
影片
外部連結
- Traces of Giant, 2,700-Year-Old Solar Storm Detected in Greenland Ice 在格陵蘭冰中發現了長達2700年的巨大太陽風暴的痕跡
- Ice Samples Reveal a Massive Sun Storm Hit Earth in Ancient Times…And It Could Happen Again 冰樣揭示了古代大規模的太陽風暴襲擊了地球……並且它可能再次發生
- One of the strongest known solar storms blasted Earth in 660 B.C. 公元前660年，已知最強烈的太陽風暴之一炸毀了地球
- Radioactive particles from huge solar storm found in Greenland 格陵蘭發現的巨大太陽風暴產生的放射性粒子
- Researchers uncover additional evidence for massive solar storms 研究人員發現了大規模太陽風暴的其他證據