NASA 如何追踪几十年来最强烈的太阳风暴

2024 年 5 月发生了几十年来最重大的太阳风暴之一，太阳耀斑和日冕物质抛射造成了历史性的极光现象，并考验了科学界对太阳气象认识的极限。事实证明，2024 年 5 月对我们的太阳来说是一个特别狂风暴雨的月份。在五月的第一个完整星期里，大量的太阳耀斑和日冕物质抛射（CMEs）将带电粒子云和磁场发射向地球，形成了二十年来到达地球的最强太阳风暴--也可能是过去 500 年有记录以来最强的极光之一。

2024年5月14日，太阳发射了一次强烈的太阳耀斑。这次太阳耀斑是太阳周期 25 中最大的一次，被列为 X8.7 级耀斑。X级表示最强烈的耀斑，而数字则提供了有关其强度的更多信息。资料来源：NASA/SDO

美国宇航局月球到火星（M2M）空间天气分析办公室代理主任特雷莎-尼维斯-钦奇利亚说："我们将对这一事件进行多年的研究。它将帮助我们测试我们的模型和对太阳风暴理解的极限。"

从2024年5月3日到5月9日，美国宇航局的太阳动力学天文台观测到了82次明显的太阳耀斑。这些耀斑主要来自太阳上两个名为 AR 13663 和 AR 13664 的活跃区域。这段视频重点介绍了所有被归类为M5或更高的耀斑，其中有9个被归类为X级太阳耀斑。

强烈的太阳耀斑和集合放射粒子

太阳风暴的最初迹象始于 5 月 7 日晚些时候的两次强烈太阳耀斑。从 5 月 7 日至 11 日，多个强烈的太阳耀斑和至少 7 个集合放射粒子冲向地球。从那以后，同一太阳区又释放了许多大型耀斑，其中包括 5 月 14 日的 X8.7 耀斑--本太阳周期中最强大的耀斑）。

2024年5月14日，太阳发射了一次强烈的太阳耀斑。这次太阳耀斑是太阳周期25中最大的一次，被归类为X8.7耀斑。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心

CME以高达每小时300万英里的速度移动，从5月10日开始成波到达地球，形成了持久的地磁暴，其等级达到了G5--地磁暴等级中的最高级别，这是自2003年以来从未出现过的。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的太空科学家、美国国家航空航天局太阳物理学公民科学负责人伊丽莎白-麦克唐纳说："集合放射粒子基本上都是同时到达的，条件恰到好处，形成了一场真正具有历史意义的风暴。"

当风暴到达地球时，全球各地都能看到绚丽的极光。在异常低的纬度地区，包括美国南部和印度北部，甚至也能看到极光。最强烈的极光出现在 5 月 10 日晚上，并在整个周末持续照亮夜空。数以千计的报告提交到美国宇航局资助的"Aurorasaurus"公民科学网站，帮助科学家研究这一事件，了解更多有关极光的知识。

麦克唐纳说："相机--甚至是标准的手机相机--对极光颜色的敏感度比过去要高得多。通过收集世界各地的照片，我们有巨大的机会通过公民科学了解更多有关极光的信息"。

2024 年 5 月 10 日，不列颠哥伦比亚省西南部上空出现日冕极光。资料来源：美国国家航空航天局/玛拉-约翰逊-格罗

测量地磁暴强度

衡量地磁风暴强度的一种方法是扰动风暴时间指数，该指数可追溯到 1957 年，这次风暴与 1958 年和 2003 年的历史性风暴相似。据报道，磁纬度低至 26 度的地方都能看到极光，最近的这场风暴可能会与过去五个世纪中一些最低纬度的极光目击记录相媲美，不过科学家们仍在评估这一排名。

"斯米德航空航天工程科学系研究教授、位于科罗拉多州博尔德市的 NCAR 高空天文台高级研究助理德洛丽丝-克尼普说："要测量一段时间内的风暴有点困难，因为我们的技术总是在不断变化。"极光能见度并不是完美的衡量标准，但它能让我们对几个世纪以来的情况进行比较。

麦克唐纳鼓励人们继续向Aurorasaurus.org提交极光报告，并指出，即使没有看到极光，对于帮助科学家了解极光事件的范围也是非常有价值的。

持续监测和未来研究的重要性

风暴来临之前，负责预测太阳风暴影响的美国国家海洋和大气管理局空间天气预报中心向电网和商业卫星运营商发出通知，帮助他们减轻潜在的影响。

警告帮助美国国家航空航天局的许多任务为风暴做好了准备，一些航天器预先关闭了某些仪器或系统的电源，以避免出现问题。美国宇航局研究极地冰盖的 ICESat-2 进入了安全模式，这可能是因为风暴导致阻力增大。

展望未来

要了解空间天气对卫星、载人飞行任务以及地基和天基基础设施的影响，就必须掌握更多有关太阳活动如何影响地球高层大气的数据。迄今为止，在这一区域只有少数有限的直接测量数据。但更多的测量即将到来。未来的任务，如美国宇航局的地球空间动力学星座（GDC）和动态中性大气层-电离层耦合（DYNAMIC），将能够准确地观察和测量地球大气层如何对类似太阳风暴期间发生的能量流入做出反应。当美国国家航空航天局（NASA）通过阿耳特弥斯（Artemis）任务将宇航员送往月球，以及随后送往火星时，这些测量也将非常有价值。

美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）拍摄到了这张X5.8太阳耀斑的图像，该耀斑在美国东部时间2024年5月10日晚上9点23分达到峰值。该图像显示了极紫外光的子集，突出显示了耀斑中的极热物质。资料来源：美国宇航局 SDO

造成最近暴风雨天气的太阳区域现在正绕着太阳的背面转动，在那里它的影响无法波及地球。然而，这并不意味着风暴已经结束。美国国家航空航天局（NASA）的日地震动天文台（STEREO）目前位于地球轨道前方约 12 度的位置，在地球上不再能看到该活跃区域后，它还将继续观察一天。

"火星的活跃区域刚刚开始进入人们的视野，"位于华盛顿的美国宇航局总部的美国宇航局空间天气计划主任杰米-费沃斯（Jamie Favors）说。"我们已经开始在火星上捕捉一些数据，所以这个故事只会继续下去。"

编译来源：ScitechDaily