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：

埃隆·马斯克证实太阳风暴影响了SpaceX的"星链"卫星

埃隆·马斯克证实太阳风暴影响了SpaceX的"星链"卫星 据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）称，5 月 9 日，太阳开始发生一种被称为 CME 或日冕物质抛射的事件。根据国家海洋和大气管理局的说法，这些抛射物预计将从昨天开始到达地球，并在整个星期天继续对地球产生影响。在低地球轨道（LEO）运营星链（Starlink）卫星星座的太空探索技术公司（SpaceX）昨天向低地球轨道发射了新一批卫星。其中包括一批造价高昂的直达蜂窝卫星，这些卫星旨在将覆盖范围直接传送到用户的智能手机或移动终端。在这次发射中，SpaceX 冒着地磁暴的风险发射了航天器，其主管在 X 上表示，卫星在部署到其轨道高度之前会花些时间。2022 年早些时候的一场风暴摧毁了数十颗"星链"卫星。太空探索技术公司（SpaceX）坚持其定期更新的政策，随后分享说， 新发射的卫星在风暴后未能退出安全模式。据该公司称，出现这种异常情况是因为大气阻力过大。SpaceX 首席执行官埃隆-马斯克（Elon Musk）在其社交媒体平台 X 上证实，"星链"（Starlink）正面临着太阳物质对地球的冲击。据他称，这场风暴是 SpaceX 公司长期以来所见过的"最大"风暴之一。马斯克补充说，虽然他的卫星"承受了很大的压力"，但它们仍能保持良好状态。X 上的多位用户还分享了网速测试图片，显示风暴对 Starlink 网络造成了压力。其他人补充说，Starlink 应用程序告诉他们服务"下降"，SpaceX 正在调查这个问题。为了保持快速发射卫星的步伐，SpaceX 将于明天发射另一批 Starlink 卫星。这次发射将于当地时间傍晚从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站进行。发射时间的设定似乎是为了避免CME对地球造成影响。 ... PC版： 手机版：

NASA太阳动力学天文台捕捉到X1.6级强烈太阳耀斑爆发场景

NASA太阳动力学天文台捕捉到X1.6级强烈太阳耀斑爆发场景 2024 年 5 月 2 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台拍摄到了这幅太阳耀斑的图像从太阳中上部区域的明亮闪光中可以看到。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成茶色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是与太阳黑子有关的磁能释放所产生的强烈辐射。这些耀斑是太阳系中最大的爆炸事件之一，主要在紫外线范围内可见。耀斑以多种方式影响地球：它们会破坏电离层，干扰GPS导航和无线电通信。它们也是极光的罪魁祸首，极光是高纬度天空中经常出现的美丽的自然光。该耀斑被归类为 X1.6 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。太阳耀斑根据其强度和对地球的潜在影响进行分级。分级系统包括五个类别：A、B、C、M 和 X：与前一个类别相比，每个类别的能量输出都增加了十倍，其中 A 是最弱的，X 是最强的。在每个字母类别中，还有一个从 1 到 9 的更细的等级。例如，X1耀斑比 X2耀斑弱，但明显强于 M5耀斑。这种分类有助于科学家和相关机构预测潜在的影响，并为与空间天气有关的干扰做好准备。环绕地球运行的 SDO 卫星的艺术家概念图。资料来源：美国国家航空航天局美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）致力于了解太阳活动的起源及其对地球的影响。SDO于2010年2月发射升空，是NASA"与星共存"（LWS）计划的重要组成部分，该计划旨在发展必要的科学认识，以有效解决太阳-地球系统中直接影响生命和社会的那些方面的问题。该观测站配备了一整套仪器，可通过观测加深对太阳大气动态的了解。这些仪器能够每隔几秒钟捕捉 13 种不同波长的太阳超高清图像。主要仪器包括大气成像组件（AIA），该组件生成日冕和色球层的图像；日震和磁成像仪（HMI），该仪器研究太阳表面和磁活动；以及极端紫外线变异实验（EVE），该仪器测量太阳的紫外线输出。SDO收集的数据有助于提高我们预报空间天气事件的能力，如太阳耀斑和日冕物质抛射，它们会影响地球上的卫星运行、通信、电网和导航系统。通过持续监测，SDO 在我们了解影响我们日常生活和技术基础设施的复杂太阳过程的持续努力中发挥着关键作用。 ... PC版： 手机版：

NASA连续捕捉到强烈的X2.8/1.4级太阳耀斑

NASA连续捕捉到强烈的X2.8/1.4级太阳耀斑 2024 年 5 月 27 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台拍摄到了这幅太阳耀斑的图像，图像中的太阳边缘闪烁着明亮的光芒，内嵌的地球图像显示了耀斑的规模。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成红色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是太阳大气中积聚的磁能突然释放时产生的强烈辐射。它们发出的能量覆盖整个电磁波谱，从无线电波到伽马射线。这些耀斑可持续数分钟到数小时不等，通常伴随着太阳物质的抛射，即日冕物质抛射（CMEs）。2024 年 5 月 29 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台捕捉到了这张太阳耀斑的图像从左侧的亮光中可以看到。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成橙色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑的强度是根据卫星（如 GOES 航天器）观测到的 X 射线波长亮度来划分的。这些等级被划分为 A、B、C、M 或 X 级，其中 A 级最弱，X 级最强。每个等级代表能量输出增加十倍，在每个等级中，使用从 1 到 9 的更细刻度来提供更多细节。例如：A 级耀斑最小，对地球几乎没有影响。B 级耀斑稍大一些，但总体上仍然微不足道。C 级耀斑是中小型耀斑，对地球几乎没有明显影响。M 级耀斑会在两极造成短暂的无线电停电和轻微的辐射风暴，可能危及宇航员。X 级耀斑是规模最大、威力最强的耀斑，能够造成全地球范围的无线电停电和持久的辐射风暴。耀斑的分类，如 X2.8，表示 X 级耀斑，其亮度在用于测量 X 射线的对数刻度上为 2.8。这个等级对于了解和预测太阳耀斑对地球周围空间环境的潜在影响以及可能受到太阳辐射水平增加影响的各种技术和系统至关重要。这个太阳动力学天文台的动画展示了它在地球上空面向太阳的样子。太阳动力学天文台旨在通过在小尺度空间和时间范围内同时以多种波长研究太阳大气，帮助我们了解太阳对地球和近地空间的影响。图片来源：NASA/戈达德太空飞行中心概念图像实验室美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）是一项致力于了解太阳对地球及其近地环境影响的任务。SDO于2010年2月11日发射升空，是NASA"与星共存"（LWS）计划的一部分，该计划旨在研究直接影响生命和社会的日地相连系统的各个方面。SDO 的主要目标是深入了解太阳大气层及其磁场，了解太阳大气层如何储存和释放能量（如太阳耀斑和日冕物质抛射），以及测量影响地球生命及其技术系统的太阳变化。通过以多种波长对太阳进行近乎连续的高分辨率观测，该观测站在提高我们预报空间天气事件的能力方面发挥着至关重要的作用。观测站配备了三台高灵敏度仪器：大气成像组件（AIA）每 12 秒钟捕捉多个波长的太阳大气详细图像，从而全面了解日冕及其动态。日震和磁场成像仪（HMI）观测太阳表面和磁场，提供有助于了解太阳内部结构和磁场活动的数据。极端紫外线可变性实验（EVE）以前所未有的精度测量太阳的紫外线输出，这对于了解地球大气层和空间环境的变化至关重要。SDO 的数据是我们了解太阳复杂多变的行为所不可或缺的，并极大地改进了空间天气预报。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

"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SWOT卫星揭示加州天气问题的深层原因

NASA的SWOT卫星揭示加州天气问题的深层原因 此图显示了 1 月 15 日（几条大气河流到达之前）和 2 月 4 日（第一场风暴之后）北加州门多西诺县部分地区水面高度的 SWOT 卫星数据。浅蓝色和绿色表示相对于平均海平面的最高水位。(内陆水位高度包括底层地面高度）。水位卫星观测这幅图像显示的是 2024 年 1 月 15 日该地区的情况，当时大气中的河流还没有降下雨雪，而 2 月 4 日，在一系列暴风雨中的第一场暴风雨侵袭加州之后，该地区再次降下雨雪。水位高度以绿色和蓝色显示，浅色调表示相对于平均海平面的最高水位。(内陆地区的数据包括洪水高度及其下方的地面高度）。一些沿海地区被海潮和暴雨同时淹没，而另一些地区可能只被降水淹没。图像中的每个像素代表一个 330 英尺乘 330 英尺（100 米乘 100 米）的区域。地表水和海洋地形卫星（SWOT）旨在对地球表面水进行首次全球调查，它将收集地球上水体随时间变化的详细测量数据。图片来源：NASA/JPL-CaltechSWOT 对水监测的贡献自 2022 年 12 月以来，SWOT 卫星一直在测量地球表面几乎所有水域的高度，从而对地球上的海洋和淡水湖泊及河流形成了迄今为止最详细、最全面的观测。这颗卫星不仅能像其他卫星一样探测地球表面的水域范围，还能提供水位数据。结合其他类型的信息，SWOT 测量结果可以得出湖泊和河流等地貌的水深数据。位于南加州喷气推进实验室的美国宇航局海平面变化团队首席研究员本-哈姆林顿（Ben Hamlington）说："SWOT 为我们提供了前所未有的洪水信息。卫星可以提供图片，显示一个地区有多少地方被洪水淹没，但除非已经在河流或海岸安装了仪器，否则很难知道洪水期间和之后的情况是如何变化的。SWOT卫星提供的数据与其他信息相结合，正在填补这一空白。"SWOT 科学小组使用KaRIn（Ka 波段雷达干涉仪）仪器进行了测量。KaRIn在吊杆上安装了两根相距33英尺（10米）的天线，在环绕地球的过程中产生一对数据扫描带，从水面反射雷达脉冲，收集水面高度测量值。美国国家航空航天局地球观测站拍摄的图片，由 Lauren Dauphin 使用本杰明-哈姆林顿提供的 SWOT 数据拍摄，并由 SWOT 科学团队提供。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：