2023年10月下旬,“太阳轨道飞行器”探测器记录到太阳表面一次普通的物质喷射事件,起初并未引发关注——这类活动在太阳表面本就频繁。但后续研究却揭开其非凡之处:此次喷射物质中氦-3浓度竟高达正常水平的18万倍,这一异常数据瞬间点燃了科学界的兴趣。
氦-3是一种稀有的氦同位素,与常见的氦-4相比,原子核中少一个中子。对人类而言,它是极具价值的战略资源,尤其在可控核聚变领域被誉为“完美原料”。基于氦-3的核聚变不仅能量密度高,还能避免产生棘手的中子辐射,应用前景广阔。
地球上天然氦-3储量近乎枯竭,预估仅存500公斤左右,只能通过天然气分离、核反应堆副产物提取等人工方式获取少量,其价值也随之飙升,每吨约合30亿美元。相比之下,太阳的这次喷射事件,无疑展现了氦-3的另一种潜在来源。
研究人员通过海量太阳观测数据回溯发现,事件发生时太阳表面出现一个巨大“裂缝”,高浓度氦-3正由此喷涌而出。这个“裂缝”实为日冕洞——太阳表面温度低于周边的特殊区域,因磁力线敞开延伸至太空,太阳风可从中快速逃逸,易引发明显物质喷射。
为何此次喷射会伴随大量氦-3?研究人员推测这印证了此前理论:太阳内部质子-质子链反应持续生成氦-3,少量会向外逃逸,其独特电荷质量比使其易在磁场弱、湍流小的区域富集。而此次事件发生区磁场强度接近太阳平静区域,恰好满足氦-3富集条件,叠加日冕洞的喷射特性,最终释放出超高浓度氦-3。不过这一推测仍需进一步验证。
不少人好奇,这些氦-3能否抵达地球被人类利用?答案是否定的。地球强大的磁场会抵御太阳风侵袭,将氦-3拒之门外。但月球为人类提供了新希望,月球无磁场保护,太阳风中的氦-3可长期沉积其表面。
科学家估算,月球上氦-3储量已达上百万吨。随着可控核聚变技术逐步成熟,未来人类有望通过月球采矿获取氦-3,破解能源短缺难题。此次太阳喷射事件,不仅为氦-3来源研究提供了新线索,也让月球的战略价值愈发凸显。