科学家成功破解威胁地球的太阳风暴密码 在完全爆发前预测其速度和到达时间

研究人员已经开发出一种方法，可以在日冕物质抛射（CMEs）完全从太阳喷发出来之前预测其速度和到达时间。这一进展利用对太阳活跃区临界高度的测量来提高空间天气预报的准确性。这些预测对于保护地球的技术基础设施免受地磁暴的影响至关重要，地磁暴会破坏卫星、电网和通信网络。

由于我们对剧烈太阳爆发可能袭击地球的确切时间的认识有了重大飞跃，因此不久就能比以往更准确地预报太空风暴。

科学家们说，现在已经可以预测日冕物质抛射（CME）的精确速度，以及它何时会撞上我们的星球--甚至在它完全从太阳喷发出来之前。

集合放射粒子是太阳大气层喷向太空的气体和磁场爆发。

这段视频显示了活动区 AR11158 爆发前、爆发中和爆发后的状态，左上角显示的是 171 波长的 AR，右上角是 HMI 磁图的剪切图，下边是运行中的差分影片。资料来源：Jhelioviewer

它们会引发地磁暴，有可能对地球轨道上和地球表面的地面技术造成严重破坏，这也是全球专家努力改进空间天气预报的原因。

阿伯里斯特威斯大学的研究人员将于 7 月 19 日在赫尔举行的英国皇家天文学会全国天文学会议上介绍他们的研究成果。

他们是在对太阳上被称为"活跃区"的特定区域进行研究后发现这一发现的。研究人员监测了这些区域在爆发前、爆发期间和爆发后的变化情况。

这段视频显示了 AR11158 在飞往地球途中爆发的日冕物质抛射，在 LASCO c2 和 c3 视场中向外移动。资料来源：Jhelioviewer

他们研究的一个重要方面是活动区的"临界高度"，即磁场变得不稳定并可能导致集合放射粒子的高度。

首席研究员、阿伯里斯特维斯大学（Aberystwyth University）太阳物理学家哈什塔-甘地（Harshita Gandhi）说："通过测量磁场强度如何随高度降低，我们可以确定这个临界高度。这些数据可以与一个几何模型一起使用，该模型用于在三个维度（而不仅仅是两个维度）上跟踪 CME 的真实速度，这对于精确预测至关重要。"

她补充说："我们的研究结果表明，CME 开始时的临界高度与真正的 CME 速度之间存在密切关系。"

日冕物质抛射的不同阶段，从开始（左）到抛射后（中）以及飞向太阳系中像地球这样的天体（右）。资料来源：Temmer 等人，2021 年

"这种洞察力使我们能够预测集合放射粒子的速度，进而预测其到达地球的时间，甚至在集合放射粒子完全爆发之前就能预测到"。

当这些集合放射粒子撞击地球时，会引发地磁暴，产生令人惊叹的极光，在北半球通常被称为北极光。但是，这些风暴也有可能扰乱我们日常依赖的重要系统，包括卫星、电网和通信网络，这就是为什么全世界的科学家都在努力提高我们的能力，以便更好地预测集合放射粒子何时会撞击地球。这就要求在集合放射粒子从太阳喷发出来后不久，就能知道其更精确的速度，以便更好地提前发出警告，说明它何时会到达我们的星球。

准确的速度预测可以更好地估算出集合放射粒子何时到达地球，从而提供重要的预先警报。

甘地说："了解并利用预报中的临界高度可以提高我们对即将到来的集合放射粒子发出警告的能力，有助于保护我们现代生活所依赖的技术。我们的研究不仅加深了我们对太阳爆炸行为的理解，还大大提高了我们预报空间天气事件的能力。这意味着为我们每天依赖的技术系统提供更好的准备和保护"。

编译自/ScitechDaily