太空中最大的威胁离我们如此接近？

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翻译：李远哲

校对：牧夫天文校对组

后期：胡永葳

责任编辑：王启儒

一年以来， 科学家们一直在研究20年来袭击地球的最大的电磁风暴甘农风暴（gannon storm）。这些发现正帮助我们更好地理解并应对这些太阳风暴。

一年前的今天， NASA与30个国家航天机构召开特别会议，只为应对一来自太空中隐约逼近的威胁。该威胁并非来自小行星撞地球或外星人入侵，而是来自我们赖以生存的

太阳

太阳动力学天文台在2024年5月7日捕捉的紫外波段影像，此时的风暴已达17倍地球大小

太空天气桌面推演是一个可被用来预测实时地磁风暴（全球的地磁扰动）后果的项目。由太阳爆发引起的地磁风暴可以破坏卫星，使网络系统过载，让宇航员暴露在危险的辐射之下。如何让这种风暴的影响最小化，是这次会议的核心议题。然而，沙盘推演终照进了现实。

“这个方案推演一个理论的场景，找出我们现有流程中有效的部分以及需要改进的地方”华盛顿 NASA 总部的太空天气项目主任杰米・费沃斯（Jamie Favors）如是说。“之后我们的理论场景被一个真实的太阳风暴打断了”2024年5月10日，20年来第一个G5的严重地磁风暴打击了地球。这个风暴被命名为甘农风暴，以来纪念空间气象物理学家 杰尼弗·甘农（ Jennifer Gannon）。这场风暴没有造成任何灾难性的破坏，但一年过去了，从甘农风暴中获得的关键信息正帮助我们了解它们并为新的风暴做好准备。

风暴之后

甘农风暴在我们的行星之上和行星之外都有影响：地面上，一些高压电线倒塌，变压器过热，美国中西部地区由GPS引导的拖拉机偏离了航线，让本因大雨而推迟的种植进度进一步雪上加霜。

一些现代拖拉机可以使用GPS来帮助农民种植并最大化粮食产出。

在空中，更有威胁的电磁辐射和通信信号确实迫使跨洋航班改变航线。

受太阳风暴影响，地球上层大气，热层的温度会出现陡增。在一百公里的高空，峰值温度会有600多摄氏度。而在地磁风暴的时候，这里的温度会飙升至1100摄氏度。根据NASA的GOLD（Global-scale Observations of the Limb and Disk）任务收集的数据，大气因受热膨胀，产生强风，将沉重的氮粒子吹到更高的空中。

在轨道上，因热膨胀的大气使上千卫星的阻力增加。例如NASA的 ICESat-2卫星就损失了部分高度并进入了安全模式。同时CIRBE（Colorado Inner Radiation Belt Experiment）立方体卫星在此次太阳风暴的五个月后也脱轨再入了大气。其他一些卫星像是欧洲航天局的 “哨兵”（Sentinel）任务需要更多电力来维持其轨道并执行规避太空碎片的机动操作。

这张 GOLD 数据图像中独特的漩涡显示了较轻的氧与氮的比例 —— 这是一个关键的大气指标 —— 它揭示了地球热层中一种前所未见的结构。

甘农风暴还扰乱了地球的磁层。来自太阳的能量和粒子还在磁层内催生了两条新的临时高能粒子带。由 CIRBE（磁层内辐射带边界探测器）发现的这些粒子带，形成于永久环绕地球的范艾伦辐射带之间。这一发现对航天器和宇航员至关重要，因为这些带中的高能电子和质子可能对他们构成威胁。

这场风暴还在全球范围内引发了极光现象，包括鲜有这些天体光影秀的地区。NASA的 “极光龙”（Aurorasaurus）项目收到了来自 55 个国家和七大洲的 6000 多份观测报告。摄影师帮助科学家解开了为何在日本各地观测到的极光呈品红色而非典型红色的谜题。研究人员分析了数百张照片后发现，这些极光出现的高度惊人 —— 约在地面上方 600 英里（比红色极光通常出现的高度要高 200 英里）。

由风暴所导致的额外辐射层像三明治一样的结构（紫色标记）。这样的结构之前从未被观测到过。

在《科学报告》杂志发表的一篇论文中，研究团队指出，这种奇特的颜色可能是红色和蓝色极光混合的结果。甘农风暴导致高层大气受热膨胀，使得氧分子和氮分子被推至比平时更高的高度，进而产生了红蓝混合的极光。

在日本通常看到的是红色极光。然而在那段时间，众多观天者捕捉到了不同寻常的品红色极光照片。

甘农风暴将极光推向异常低纬度的地区，被称为历史上记录最详尽的地磁风暴。一年过去了，我们才刚刚开始揭开它的面纱。在这一历史性事件中捕获的数据将在未来数年被持续分析，并有望揭示地磁风暴的本质以及人类该如何最好地应对此类风暴。

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『天文湿刻』 牧夫出品

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日平说

来源: Reddit

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