新方法通过从太阳的2D紫外线图像中提取等离子体喷射的三维方向来识别宇宙威胁

黄俊琼

CME锥模型。画面（a）示出了径向方向上的锥体，其角宽度为?= 28°?，而画面（b）表示相同的锥体，但是从径向方向倾斜了角度β= 25.52°?。点C是太阳球面上的源区域，P是圆锥中心轴的顶点，O是太阳的中心，F是点P在太阳球面上的正交投影。信用:arXiv（2023年）。DOI: 10.48550/arxiv.2311.13942

（）据斯科尔科沃科学技术研究所：一个科学家小组揭示了一种在3D空间中早期估计日冕物质抛射（CME）方向的新方法。这项名为DIRECD的开创性技术——“对日冕物质抛射方向的模糊推断估计”——将提供关键数据，以减轻对太空和地球上各种行业和技术系统的潜在不利影响。

这项由国际团队进行的研究结果将发表在《天文学与天体物理学》杂志上。与此同时，该研究论文已经可以通过arXiv预印本资源库访问。

日冕物质抛射是以每秒几百到几千公里的速度从太阳喷射到周围空间的巨大磁性等离子体泡。如果带电粒子泡射向地球，它可能会在撞击地球磁层时引起地磁风暴和极地极光，这可能会导致天基和地基技术系统的运行出现严重问题，并对宇航员造成辐射危害。

不幸的是，早期探测日冕物质抛射目前非常具有挑战性，因为通常只有在发展阶段才能看到日冕物质抛射，这时日冕物质抛射出现在被称为日冕仪的特殊仪器的视野中，日冕仪通过遮蔽太阳圆盘的几个半径来制造人造日食。在应对这一挑战时，为了尽早估计日冕物质抛射在3D空间的传播方向，DIRECD方法使用了日冕物质抛射在太阳上的间接痕迹——日冕变暗，这是极紫外图像中的黑暗区域。

日冕物质抛射过程中日冕物质的膨胀和喷射导致了日冕变暗。目前的研究和DIRECD方法源于早期的一项工作，该研究小组展示了日冕变暗和日冕物质抛射形态之间的联系，证明了日冕变暗在日冕物质抛射演化的早期阶段探测和分析日冕物质抛射的巨大潜力。

该研究的主要作者、Skoltech博士生Shantanu Jain对该方法的能力表示了热情，他说:“我们的方法甚至可以在卫星上的日冕仪观察到日冕物质抛射之前就提供对日冕物质抛射传播方向的早期见解。令人惊讶的是，我们可以通过从太阳爆发早期的太阳图像中提取的2D变暗信息来准确估计日冕物质抛射的三维参数，例如三维方向。”

“这项技术将对地球定向事件特别有用，解决了从日地线日冕观测器评估这些事件的相关挑战，因为它们主要观察日冕物质抛射而不是传播。“现在我们正在接近11年太阳周期的最大值，我们应该会看到更多的太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射从太阳中爆发出来，”该研究的合著者、Skoltech副教授Tatiana Podladchikova补充说

这项开创性的研究为提高空间天气预测能力开辟了新的途径，为依赖卫星通信、航空公司、电网、通信、运输、管道和应急服务的行业提供了潜在的好处。随着太阳活动继续在我们相互关联的技术系统中发挥至关重要的作用，DIRECD方法为提高我们预测和减轻太阳风暴影响的能力提供了一个重要工具。

这项研究是与西北研究协会、格拉茨大学及其Kanzelh?天文台的研究人员合作完成的。