NASA 如何追蹤數十年來最強烈的太陽風暴
2024 年5 月發生了幾十年來最重大的太陽風暴之一,太陽耀斑和日冕物質拋射造成了歷史性的極光現象,並考驗了科學界對太陽氣象認識的極限。事實證明,2024 年5 月對我們的太陽來說是一個特別狂風暴雨的月份。在五月的第一個完整星期裡,大量的太陽耀斑和日冕物質拋射(CMEs)將帶電粒子雲和磁場發射向地球,形成了二十年來到達地球的最強太陽風暴–也可能是過去500 年有記錄以來最強的極光之一。
2024年5月14日,太陽發射了一次強烈的太陽耀斑。這次太陽耀斑是太陽週期25 中最大的一次,被列為X8.7 級耀斑。 X級表示最強烈的耀斑,而數字則提供了有關其強度的更多資訊。資料來源:NASA/SDO
美國太空總署月球到火星(M2M)太空天氣分析辦公室代理主任特雷莎-尼維斯-欽奇利亞說:「我們將對這一事件進行多年的研究。它將幫助我們測試我們的模型和對太陽風暴理解的極限。
從2024年5月3日到5月9日,美國太空總署的太陽動力學天文台觀測到了82次明顯的太陽耀斑。這些耀斑主要來自太陽上兩個名為AR 13663 和AR 13664 的活躍區域。這段影片重點介紹了所有被歸類為M5或更高的耀斑,其中有9個被歸類為X級太陽耀斑。
強烈的太陽耀斑和集合放射粒子
太陽風暴的最初跡象始於5 月7 日晚些時候的兩次強烈太陽耀斑。從5 月7 日至11 日,多個強烈的太陽耀斑和至少7 個集合放射粒子衝向地球。從那以後,同一太陽區又釋放了許多大型耀斑,其中包括5 月14 日的X8.7 耀斑–本太陽週期中最強大的耀斑)。
2024年5月14日,太陽發射了一次強烈的太陽耀斑。這次太陽耀斑是太陽週期25中最大的一次,被歸類為X8.7耀斑。資料來源:美國太空總署戈達德太空飛行中心
CME以高達每小時300萬英里的速度移動,從5月10日開始成波到達地球,形成了持久的地磁暴,其等級達到了G5–地磁暴等級中的最高級別,這是自2003年以來從未出現過的。
位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心的太空科學家、美國國家航空暨太空總署太陽物理學公民科學負責人伊麗莎白-麥克唐納說:”集合放射粒子基本上都是同時到達的,條件恰到好處,形成了一場真正具有歷史意義的風暴。
當風暴到達地球時,全球各地都能看到絢麗的極光。在異常低的緯度地區,包括美國南部和印度北部,甚至也能看到極光。最強烈的極光出現在5 月10 日晚上,並在整個週末持續照亮夜空。數以千計的報告提交到美國宇航局資助的” Aurorasaurus”公民科學網站,幫助科學家研究這一事件,並了解更多有關極光的知識。
麥克唐納說:”相機–甚至是標準的手機相機–對極光顏色的敏感度比過去要高得多。透過收集世界各地的照片,我們有巨大的機會透過公民科學了解更多有關極光的訊息”。
2024 年5 月10 日,不列顛哥倫比亞省西南部上空出現日冕極光。資料來源:美國國家航空暨太空總署/瑪拉-約翰遜-格羅
測量地磁暴強度
衡量地磁風暴強度的一種方法是擾動風暴時間指數,該指數可追溯到1957 年,這次風暴與1958 年和2003 年的歷史性風暴相似。據報道,磁緯度低至26 度的地方都能看到極光,最近的這場風暴可能會與過去五個世紀中一些最低緯度的極光目擊記錄相媲美,不過科學家們仍在評估這一排名。
“斯米德航空航天工程科學系研究教授、位於科羅拉多州博爾德市的NCAR 高空天文台高級研究助理德洛麗絲-克尼普說:”要測量一段時間內的風暴有點困難,因為我們的技術總是在不斷變化。 “極光能見度並不是完美的衡量標準,但它能讓我們對幾個世紀以來的情況進行比較。
麥克唐納鼓勵人們繼續向Aurorasaurus.org提交極光報告,並指出,即使沒有看到極光,對於幫助科學家了解極光事件的範圍也是非常有價值的。
持續監測與未來研究的重要性
在風暴來臨之前,負責預測太陽風暴影響的美國國家海洋暨大氣總署太空天氣預報中心向電網和商業衛星營運商發出通知,幫助他們減輕潛在的影響。
警告幫助美國國家航空暨太空總署的許多任務為風暴做好了準備,一些太空船預先關閉了某些儀器或系統的電源,以避免問題。美國太空總署研究極地冰蓋的ICESat-2 進入了安全模式,可能是因為風暴導致阻力增加。
展望未來
要了解太空天氣對衛星、載人飛行任務以及地基和天基基礎設施的影響,就必須掌握更多有關太陽活動如何影響地球高層大氣的數據。迄今為止,在這一區域只有少數有限的直接測量數據。但更多的測量即將到來。未來的任務,如美國太空總署的地球空間動力學星座(GDC)和動態中性大氣層-電離層耦合(DYNAMIC),將能夠準確地觀察和測量地球大氣層如何對類似太陽風暴期間發生的能量流入做出反應。當美國國家航空暨太空總署(NASA)透過阿耳特彌斯(Artemis)任務將太空人送往月球,以及隨後送往火星時,這些測量也將非常有價值。
美國國家航空暨太空總署的太陽動力學天文台(SDO)拍攝了這張X5.8太陽耀斑的圖像,該耀斑在美國東部時間2024年5月10日晚上9點23分達到峰值。該圖像顯示了極紫外光的子集,突出顯示了耀斑中的極熱物質。資料來源:美國太空總署SDO
造成最近暴風雨天氣的太陽區域現在正繞著太陽的背面轉動,在那裡它的影響無法波及地球。然而,這並不意味著風暴已經結束。美國國家航空暨太空總署(NASA)的日震動天文台(STEREO)目前位於地球軌道前方約12 度的位置,在地球上不再能看到該活躍區域後,它還將繼續觀察一天。
“火星的活躍區域剛開始進入人們的視野,”位於華盛頓的美國宇航局總部的美國宇航局空間天氣計劃主任傑米-費沃斯(Jamie Favors)說。 “我們已經開始在火星上捕捉一些數據,所以這個故事只會繼續下去。”
編譯來源:ScitechDaily