"缓慢"的太阳风：太阳轨道器揭开的神秘起源

"缓慢"的太阳风：太阳轨道器揭开的神秘起源 太阳轨道飞行器任务的新发现确定了太阳磁场线重新连接区域缓慢太阳风的起源，为深入了解太阳动力学和对地球的潜在影响提供了依据。图片来源：欧空局和美国国家航空航天局/太阳轨道器/EUI 小组；致谢：Lakshmi Pradeep Chitta，马克斯-普朗克太阳系研究所科学家们利用"太阳轨道器"（Solar Orbiter）航天器首次接近太阳时收集到的数据，在揭示"缓慢"太阳风的神秘起源方面取得了重大进展。太阳风可以以每秒数百公里的速度传播，多年来一直吸引着科学家，今天（5 月 28 日）发表在《自然-天文学》杂志上的新研究终于揭示了太阳风的形成过程。太阳风描述了带电等离子体粒子从太阳向太空的持续外流风速超过每秒 500 公里称为"快风"，低于每秒 500 公里称为"慢风"。当这种风吹到地球大气层时，就会产生我们所熟知的北极光。但是，当大量等离子体以日冕物质抛射的形式释放出来时，也会造成危害，对卫星和通信系统造成严重破坏。尽管进行了几十年的观测，但人们对太阳风等离子体的释放、加速和输送太阳风等离子体离开太阳进入太阳系的来源和机制尤其是缓慢的太阳风仍不甚了解。太阳轨道器的目的是近距离研究太阳，重点是了解太阳风、太阳磁场和日光层太阳向太空发射的巨大带电粒子气泡。该航天器配备了十台科学仪器，可捕捉高分辨率图像并收集有关太阳大气层的数据，有助于将太阳活动与太阳系中的现象直接联系起来。这项任务对于增进我们对空间天气及其对地球影响的了解至关重要。图片来源：ESA/ATG medialab2020 年，欧洲航天局（ESA）在美国国家航空航天局（NASA）的支持下启动了太阳轨道器飞行任务。除了拍摄有史以来距离太阳最近、最详细的图像外，该任务的主要目的之一是测量太阳风并将其与太阳表面的起源区域联系起来。被称为"有史以来送往太阳的最复杂的科学实验室"，太阳轨道器上搭载了十种不同的科学仪器一些是在太阳风经过航天器时就地收集和分析太阳风样本的仪器，其他遥感仪器旨在捕捉太阳表面活动的高质量图像。太阳轨道器的十套科学仪器将对太阳进行研究。仪器分为两类：原位仪器和遥感仪器。原位仪器测量航天器本身周围的情况。遥感仪器则测量远处的情况。这两组数据可以用来拼凑出一幅更完整的日冕和太阳风的图景。图片来源：ESA-S.Poletti通过将摄影数据和仪器数据相结合，科学家们第一次能够更清楚地确定缓慢的太阳风从何而来。这有助于他们确定太阳风是如何离开太阳并开始进入日光层的。日光层是太阳及其行星周围的一个巨大气泡，保护太阳系免受星际辐射。泰恩河畔纽卡斯尔诺桑比亚大学的斯蒂芬-亚德利博士领导了这项研究并解释说："尽管过去的研究已经追溯了太阳风的起源，但这是在距离地球更近的地方进行的，而此时这种可变性已经消失。""由于太阳轨道器如此接近太阳，我们可以捕捉到太阳风的复杂性质，从而更清楚地了解太阳风的起源，以及这种复杂性是如何由不同源区的变化驱动的。"快速太阳风和慢速太阳风的速度差异被认为是由于它们源自太阳大气最外层日冕的不同区域。诺桑比亚大学的 Steph Yardley 博士。图片来源：Simon Veit-Wilson/诺桑比亚大学开阔日冕指的是磁场线一端固定在太阳上，另一端延伸到太空中的区域，为太阳物质逃逸到太空中创造了一条高速公路。这些区域温度较低，被认为是快速太阳风的来源。同时，闭合日冕指的是太阳磁场线闭合的区域，即磁场线两端与太阳表面相连。这些区域可以被看作是在磁场活跃区域上空形成的大的明亮环。这些闭合磁环偶尔会断开，为太阳物质提供短暂的逃逸机会，就像通过开放磁场线一样，然后重新连接起来，再次形成闭合磁环。这种情况一般发生在开放式和封闭式日冕的交汇处。太阳轨道器的目的之一是检验一种理论，即缓慢的太阳风源自封闭的日冕，并能够通过磁场线断裂和重新连接的过程逃逸到太空中。科学小组检验这一理论的方法之一是测量太阳风流的"成分"或组成。太阳物质中所含重离子的组合因其来源而异；较热的封闭日冕与较冷的开放日冕。利用太阳轨道器上的仪器，研究小组能够分析太阳表面的活动，然后将其与航天器收集的太阳风流进行比对。利用太阳轨道器捕捉到的太阳表面图像，他们能够精确地确定慢风流来自开放日冕和封闭日冕交汇的区域，从而证明了慢风能够通过断裂和重联过程从封闭磁场线中逃脱的理论。诺桑比亚大学太阳和空间物理学研究小组的亚德利博士解释说："太阳轨道器测量到的太阳风成分变化与日冕中各种来源的成分变化是一致的。重离子与电子组成的变化提供了强有力的证据，证明这种变异不仅是由不同的源区驱动的，而且也是由于日冕中闭合环路与开放环路之间发生的再连接过程造成的。"欧空局太阳轨道飞行器任务是一项国际合作任务，来自世界各地的科学家和机构共同合作，贡献专业技能和设备。欧空局太阳轨道器项目科学家丹尼尔-穆勒（Daniel Müller）说："从一开始，太阳轨道器任务的核心目标就是将太阳上的动态事件与它们对日光层周围等离子泡的影响联系起来。""为了实现这一目标，我们需要将对太阳的远程观测与对流经航天器的太阳风的现场测量结合起来。我为整个团队成功完成这些复杂的测量工作感到无比自豪。这一结果证实，太阳轨道器能够在太阳风及其太阳表面的源区之间建立强大的联系。这是这次任务的一个关键目标，为我们以前所未有的细节研究太阳风的起源开辟了道路"。太阳轨道器上的仪器包括重离子传感器（HIS），该传感器部分由密歇根大学气候与空间科学和工程系空间物理研究实验室的研究人员和工程师开发。该传感器旨在测量太阳风中的重离子，从而确定太阳风的来源。"太阳的每个区域都可能有独特的重离子组合，这决定了太阳风流的化学成分。"密歇根大学气候与空间科学和工程学教授、重离子传感器副首席研究员苏珊-莱普里（Susan Lepri）说："由于太阳风的化学成分在向太阳系外传播的过程中保持不变，我们可以利用这些离子作为指纹，确定太阳大气下部特定太阳风流的来源。"太阳风中的电子由电子分析仪系统（EAS）测量，该系统由伦敦大学洛杉矶分校穆拉德空间科学实验室开发，亚德利博士是该实验室的荣誉研究员。伦敦大学洛杉矶分校的克里斯托弗-欧文教授说："仪器团队花了十多年的时间设计、制造和准备发射传感器，并计划如何以最佳方式协调运行这些传感器。因此，现在我们非常高兴地看到这些数据汇总在一起，揭示出太阳的哪些区域正在推动缓慢的太阳风及其变化。"质子-阿尔法传感器（PAS）用于测量风速，由位于法国图卢兹的保罗-萨巴蒂埃大学天体物理与行星学研究所设计开发。这些仪器共同组成了太阳轨道器上的太阳风分析仪传感器套件，UCL 的克里斯托弗-欧文教授是该套件的首席研究员。谈到未来的研究计划，Yardley 博士说："到目前为止，我们只以这种方式分析了太阳轨道器在这一特定区间的数据。利用太阳轨道器研究其他情况，并与其他近距离任务（如美国宇航局的帕克太阳探测器）的数据集进行比较，将是非常有趣的。"详细介绍这项研究的论文将于今天发表在《自然-天文学》上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA的ICESat-2卫星经受住了20年来最强烈的太阳风暴考验

NASA的ICESat-2卫星经受住了20年来最强烈的太阳风暴考验 美国国家航空航天局冰、云和陆地高程卫星-2（ICESat-2）的插图，该卫星的任务是测量地球冰层高度的变化。资料来源：美国国家航空航天局5 月 7 日至 5 月 11 日期间，太阳释放出强烈的太阳耀斑和日冕物质抛射，在地球上引发了地磁暴，导致地球大气层局部膨胀。这给 ICESat-2 带来了意想不到的阻力，使卫星旋转，并触发卫星进入安全保持状态，从而关闭了 ICESat-2 的科学仪器。ICESat-2 小组已经进行了两次推进器燃烧，以提高航天器的高度，使其现在能够飘回到距地球约 310 英里（500 公里）的正常轨道。一旦到达那里，研究小组将把高级地形激光测高仪系统仪器恢复到科学模式，继续测量地球的冰、水、森林和土地覆盖的高度。艺术家绘制的 ICESat-2 效果图。这颗卫星在2024年5月太阳风暴之后进入安全状态，预计将于6月中旬返回科学模式。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心ICESat-2是Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2的缩写，是NASA的一项卫星任务，旨在测量冰盖海拔和海冰厚度，以及陆地地形和植被特征。该卫星于2018年9月发射，采用了一种名为ATLAS（高级地形激光测高仪系统）的精密激光测高仪系统，对地球表面进行精确而详细的测量。ICESat-2 的高分辨率数据有助于科学家了解气候变化导致的冰原、冰川和海冰的变化，提高我们准确预测未来海平面上升和评估地球生态系统变化的能力。这颗卫星是美国宇航局地球观测系统的重要工具，为环境研究和气候科学提供了宝贵的数据。编译自/hscitechdaily ... PC版： 手机版：

最强 X 级 (X3.3) 的强烈太阳耀斑发生在太阳西南端的区域。

最强 X 级 (X3.3) 的强烈太阳耀斑发生在太阳西南端的区域。 此事件发生后，质子通量可能会增加并引起太阳辐射风暴。 根据初步报告，地球将位于日冕物质抛射的震中之外，但尽管如此，一小部分坚持太阳日冕物质抛射与地球地震之间关系的科学家预计会发生一系列的事件。未来几天将发生地震。

NASA 如何追踪几十年来最强烈的太阳风暴

NASA 如何追踪几十年来最强烈的太阳风暴 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 ... PC版： 手机版：

SpaceX的Starlink直达蜂窝网络卫星在经历太阳风暴后健康状况良好

SpaceX的Starlink直达蜂窝网络卫星在经历太阳风暴后健康状况良好 SpaceX 的猎鹰 9 号将于 2024 年 4 月把 23 颗 Starlink 卫星发射到低地球轨道这些直达蜂窝（D2C）卫星是与 T-Mobile 合作发射的，是 Starlink 和运营商合作的一部分，目的是在偏远地区提供蜂窝网络覆盖。Starlink 是世界上唯一一个超大型商业低地球轨道（LEO）互联网卫星星座，它为 SpaceX 带来了很多好处。凭借其卫星网络，这家火箭公司为各大洲的客户提供了卫星互联网覆盖，在为商业航空公司乘客提供互联网覆盖方面站稳了脚跟，并启动了卫星蜂窝网络覆盖。最后，SpaceX 最近开始发射直达蜂窝的卫星。这些航天器的硬件也能为手机提供覆盖。今年 1 月，SpaceX 分享了通过 Starlink 网络发送的第一条短信，引起了不小的轰动。这些短信是通过 T-Mobile 的频谱发送的，标志着双方合作的成功试点，此后 Starlink 加快了 D2C 卫星的步伐。SpaceX公司卫星工程高级总监本-朗米尔（Ben Longmier）早些时候曾透露，D2C卫星将"度过"风暴，然后从290公里的轨道升空，今天他又透露了Starlink蜂窝卫星的新细节。据他介绍，在加上今天送入太空的13颗卫星之后，SpaceX公司迄今已发射了38颗Starlink直达蜂窝卫星。此外，早些时候发射的卫星似乎也成功地安全度过了地磁暴，因为朗米尔概述说，周末过后，这些航天器运行正常，并开始提升轨道。昨天，SpaceX 还在一篇 X 帖子中分享了有关其星座健康状况的最新细节。SpaceX解释说，所有Starlink"在轨卫星都经受住了地磁暴的考验，并保持健康"。"Starlink"发射的快节奏也使 SpaceX 今天完成了今年的第 50 次发射。"猎鹰9号"是世界上飞行量最大的火箭，它的大部分发射任务都是为了"Starlink"星座。如果竞争对手的卫星能够达到猎鹰 9 号的快速发射节奏和 SpaceX 的卫星生产速度，那么 SpaceX 将在未来几年内面临激烈的竞争。 ... PC版： 手机版：

互联网卫星或将毁掉全人类近40年的努力星链卫星正吞噬地球臭氧层

互联网卫星或将毁掉全人类近40年的努力星链卫星正吞噬地球臭氧层 美国南加州大学的科学家研究发现近地轨道的互联网卫星达到寿命报废时，会在大气层解体，同时释放大量的氧化铝颗粒，这些颗粒会消耗地球平流层的臭氧。 1987年，《蒙特利尔议定书》签订，旨在减少臭氧层破坏。经过全球近40年的不懈努力，成功地减少了破坏臭氧层的氟利昂，预计在未来50年内恢复。然而，近地卫星可能会毁掉全人类的努力。目前，近地地球轨道约有8100个卫星，其中约6000个是近几年SpaceX发射的星链卫星，并计划发射多达42000颗。另外，还有亚马逊等全球其它公司也在计划发射上万颗。 这些近地轨道上的互联网卫星寿命很短，大约为5年，然后需要发射新的替代。然而，报废的卫星则在地球大气层焚烧。科学家估计，当目前计划的卫星全发射时，每年将有近360吨氧化铝颗粒落入地球大气层，比自然水平增加6倍。 新浪科技 via 匿名