地球如何能避免遭受致残的太阳风暴的意外打击

资深撰稿人 Bruce Dorminey

May 18, 2024,05:23am EDT

SCIENCE

    我报道航空航天、天文学并主持宇宙争议播客。

2024年5月11日，北极光爆发被在中国内蒙古四尼尼左旗捕捉到。晚上 10 点 25 分左右，对肉眼可以看到一个强烈的北极光柱在北方天空中飞行，直刺进天空。GETTY

    上周末产生壮观极光的太阳风暴也能够致残我们的天基卫星系统。这一次，地球似乎已经躲过了一个地磁子弹。但太阳正在接近太阳极大期，这是在它的11年周期中其中我们的黄矮星达到它的最大活动的时期，因此理论上任何事情能发生。

    美国宇航局有看到极光低至最低纬度的报告，最近的这场风暴可以与过去五个世纪以来记录的一些最低纬度竞争。

    众所周知，这种地磁恶作剧会扰乱全球的电子和通信。1859年的卡灵顿事件是地球历史中记录的最强烈地磁风暴，当电子设备处于它们的非常婴儿中时照亮了天空并中断了电报通信。

    至于最近的这场风暴？

    马里兰州约翰霍普金斯大学应用物理实验室的太阳物理学首席科学家伊恩·科恩（Ian Cohen）经由电子邮件告诉我，我们惊讶地看到如此许多的太阳日冕物质抛射都从太阳上的同一个活动区域指向地球地球方向。他说，观测到有多至五次地球方向“晕” 太阳日冕物质抛射。

    美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）说，一个太阳日冕物质抛射能被描述为从太阳喷出的10亿吨热气体，以每小时100万英里的速度旅行。

    美国宇航局说，以高达300万英里/小时旅行的太阳日冕物质抛射成批以波从5月10日开始到达了地球。美国宇航局说，这些太阳日冕物质抛射事实上创造了一个持久的地磁风暴达到了G5级 - 地磁风暴等级的最高级别。

    美国国家海洋和大气管理局说，最快的地球定向的太阳日冕物质抛射能在短至15到18小时到达我们的星球，更慢的太阳日冕物质抛射能用几天来到达。

至于极光的绚丽色彩呢？

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    科恩说，极光被当来自太空的高能太阳粒子与大气中的氧和氮碰撞时造成。他说，原子氧创造绿色和红色，而蓝色（有时是紫色）极光通常被与分子氮的碰撞造成。

    需要做什么来确保我们再也不会被一个卡灵顿事件意外打击呢？

    科恩说，首先我们需要来增强我们的观测和建模能力——增加新的航天器来监测太阳和地球之间的空间。他说，其次我们需要确保潜在的被此类干扰影响的行业部门能够实施风暴缓解策略。

地磁暴扭曲我们的大气层

    科恩说，我们依靠发送穿过大气层的上下信号来跟踪并与卫星通信。但他说地磁暴能影响和扭曲这些信号，因此像GPS一样服务能被影响。科恩说，地磁暴还能增加大气层膨胀和能造成地球轨道卫星加热起来到不安全的水平甚至意外燃烧的拖力。

新使命应该帮助

    科恩说，未来几年我们希望有两个新的太空使命，即美国宇航局的星际映射和加速探测器（IMAP）和美国国家海洋和大气管理局的太空天气跟进（SWFO），每个使命将在地球的上流旅行一百万英里。他说，我们希望它们都将变成种太空中的预警浮标在太阳日冕物质抛射撞击地球之前获得有关太阳日冕物质抛射特征的信息。

    科恩说，最后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）使命处于早期制定中，但它们将帮助我们更好了解能影响卫星的高层大气膨胀。

    美国宇航局说，当宇航员迎头向月球和后来向火星时这种测量也将是有价值的。

    卫星从来会变得对地磁暴不受影响吗？

    科恩说，我们可能潜在的达到一个点在那里我们能在我们的卫星操作中建立自主性，以便它们能够自动的对强烈的地磁活动做出反应。

    与此同时，美国宇航局报告有一些有关到太阳最近的活动的好消息。

    美国宇航局说，对最近风暴天气负责的太阳区域现在正在转向太阳的背面，在那里它的影响不能到达地球。

彩色木刻版画显示一位徒步旅行者在极光下望向地平线。基于1883 年的一个草图。WIKIPEDIA

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    我（Bruce Dorminey）是一名科学记者，也是《宇宙争议(brucedorminey.podbean.com)》的主持人以及《遥远的流浪者》的作者：...

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