2024年5月10日到11日,一大团带电的太阳粒子撞上了地球。这场地磁暴的强度,排进了1981年以来的第二强。多股太阳抛射物在半路合并,才合成这记重拳。
这场风暴有个外号,叫“母亲节风暴”,因为它赶在母亲节周末杀到。
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日本Arase卫星在超级地磁暴期间观测到的环电流离子。
太阳粒子砸过来,地球却先扛不住
地磁暴最厉害的地方,在一条叫“环电流”的带电粒子带。它绕着地球赤道上方几千公里转,像一条隐形的腰带。粒子的电流,会削弱地球自身的磁场。
这条腰带离地面比导航卫星还高,平时很安静。那次风暴里,它强到了人类直接测量以来的最顶端。测到的最低指数,比1981年以来几乎所有时候都低,只输给2004年11月那一场。
环电流越强,地面罗盘偏得越厉害,短波电台也越容易哑火。
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环电流离子的分布与运动示意图。
凶手不是撞来的太阳风
奇怪的是,撞过来的太阳风虽然很密,却没出多少力。真正撑起这场风暴的,是地球自己大气层里跑出来的粒子。
电离层是地球大气被太阳紫外线撕出的带电薄层。卫星测到,环电流里大约八成五的离子是氧气,来自地球的电离层。
氧气比太阳风里的质子重十六倍,压进电流更费劲。也就是说,祸根在地球自己身上。
科学界为这事吵了几十年,谁也没法同时看清两股来源。这是头一回,两种来源在同一场地磁暴里被同时看清楚。
卫星在1.6万公里外看明白了
出力的卫星叫Arase,是日本2016年发射的,专看高能粒子,已在轨跑了快八年。
风暴最猛时,它在离地约一万六千公里处,测到磁场强度掉了四成。
它盯的是黄昏侧的高能粒子,正好卡在风暴最猛的关口。这个掉法,比过去记录的类似情况离地球近得多。同一片区域里,高能电子也一下子少了一大半。它抓到的,是风暴核心区一次罕见的现场快照。
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日本Arase卫星发射升空。
为啥这事关乎你我
地磁暴可不是闹着玩的。它曾让电网停电、卫星失灵、导航出错。北极航线、输油管道、手机定位,都怕这种扰动。
那次五月风暴,极光一路刷到了低纬度地区,很多人第一次在家门口看见了光。如果地球自己的大气也决定风暴有多猛,那预报就不能只盯着太阳看。
研究团队正推动一个名为FACTORS的双星计划,专门去追这些从大气逃进太空的粒子。这项研究的领头人,是名古屋大学的北村成俊。若大气这头也被算进模型,预报就能提前更多。
那场风暴让我们看清:撞过来的虽是太阳,先扛不住的却是地球自己。你觉得,以后看太阳做预报,要不要也算上地球这一笔?
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