了解星際衝擊波的角度是防禦基礎設施威脅的關鍵
從太陽發出的巨型衝擊波能在地球上為我們帶來令人驚嘆的極光。一項新的研究指出,它們也會導致能量激增,破壞我們的基礎設施。據美國國家航空暨太空總署(NASA)稱,當被稱為太陽風的快速帶電粒子流從太陽移動並超過較慢的粒子流時,就會發生行星際衝擊,”就像小船在河流中行駛會產生波浪一樣”。
美國國家航空暨太空總署/美國國家航空暨太空總署聯合衛星於2023 年拍攝的魁北克和安大略上空的極光影像
美國國家航空暨太空總署的磁層多尺度任務(MMS)於2019年首次測量了行星際衝擊,這要歸功於其安裝在四個獨立軌道航天器上的一套高精度分析工具。
當這些電波猛烈撞擊地球磁層時,會壓縮磁層,產生色彩斑斕的極光。美國國家航空暨太空總署(NASA)和大學研究人員組成的研究小組稱,地磁波也會在地球表面產生地電流,損壞石油和天然氣管道、鐵路、電線和海底電纜等導電基礎設施。
研究人員還發現,這些電波撞擊地球的方向會大大影響其破壞力。特別是,當衝擊波正面而不是以一定角度撞擊地球時,它們會產生更大的地基電流。
研究小組將行星際衝擊和太陽風的數據與芬蘭Mäntsälä 天然氣管道的地磁感應電流讀數進行比對後得出了這一結論。該地區通常在太陽活動頻繁時會出現極光。研究人員也發現,行星際衝擊引起的地磁暴往往發生在磁午夜前後,此時地球的北極位於Mäntsälä 和太陽之間。
雖然Mäntsälä地處高緯度,但研究人員指出,今年5月最近襲擊地球的磁暴就是一個例子,說明這種活動的影響可以有多深遠。
研究負責人、美國太空總署戈達德太空飛行中心的丹尼-奧利維拉(Denny Oliveira)說:”在嚴重的地磁暴期間,極光區域會大大擴展。通常,它的最南邊界在緯度70度左右,但在極端事件中,它可能會下降到40度,甚至更遠,這在2024年5月的風暴中肯定會發生–這是過去20年中最嚴重的風暴。
研究人員說,行星際衝擊在撞擊地球前兩小時左右就可以預測到,因此了解它們的接近角度可以讓地球上基礎設施的維護者做出適當的反應–尤其是當衝擊波直衝我們而不是以一定角度衝過來的時候。
奧利維拉說:”電力基礎設施營運商為保護設備可以做的一件事,就是在發出電擊警報時對一些特定的電路做及時防災應對,這將防止地磁感應電流縮短設備的使用壽命”。
這項研究發表在《天文學與空間科學前沿》雜誌。