大范围的太阳风暴袭击了太阳、地球甚至火星附近的航天器

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2021年4月17日，日地关系天文台（STEREO）的一艘航天器拍摄到了这张日冕物质抛射远离太阳的照片（太阳被中心的黑色圆盘覆盖，以便更好地看到周围的特征）。（图片来源：NASA/STEREO-A/COR2）

（）据美国太空网（Meredith Garofaro）：太空天气可能看起来像是来自遥远星系的故事，但当太阳风暴袭击地球时，我们会直接受到影响。例如，这些风暴就是产生北极光的原因。它们甚至会导致我们的通信系统和电网暂时中断。从这些太阳耀斑中，我们可以学到很多东西——美国国家航空航天局最近发布的一份报告分享了2021年，一个特别精彩的故事。随着航天机构继续将宇航员送入我们星球的轨道，并开始计划更远的旅程，监测太阳风暴及其影响的方法将变得越来越重要。这些风暴有可能危害人类、卫星和航天器；欧洲航天局2023年发布的一份新闻稿讨论了太阳爆发后，如何首次在地球、月球和火星表面同时观测到这种高能粒子。这引起了人们的重要关切。

ExoMars TGO项目科学家科林·威尔逊在欧空局的新闻稿中表示：“太空辐射会对我们在整个太阳系的探索造成真正的危险。”。“机器人任务对高水平辐射事件的测量对于长时间载人任务的准备至关重要。”

在一个拥有历史性数量的卫星和其他仪器在巨大的未知中漫游的时代，美国国家航空航天局的太阳物理任务使用航天器来更深入地了解太空现象，并讲述太阳事件后粒子释放到太空时发生的事故。美国国家航空航天局最近的一篇文章分享了一个完美的例子，说明人们正在努力研究由所有光线产生的太阳风暴的影响：太阳。这次太阳爆发发生在2021年4月17日，尽管这些风暴并不罕见，但在这一特定事件中，风暴的范围如此之广，以至于不同地点和位置的六艘航天器都感觉到了爆炸。

航天器不仅在太阳和地球之间，而且在地球和火星之间都观测到了高速质子和电子，也称为太阳高能粒子！



2021年4月17日，日地关系天文台（STEREO）的一艘航天器拍摄到了这张日冕物质抛射远离太阳的照片（太阳被中心的黑色圆盘覆盖，以便更好地看到周围的特征）。（图片来源：NASA/STEREO-A/COR2）

根据美国国家航空航天局的说法，这是第一次发生这样的事情——我们现在使用多个航天器的数据对太阳风暴有了完全不同的看法，而单个航天器只能提供局部见解。

让我们以一位著名的漫威英雄为例：托尔制造了一场太阳风暴，消灭了一群坏人，产生了大量的SEP，并将其发送到太空。然而，他知道各方都有敌人。因此，他确保创建这些SEP的不同球，这些球可以朝着所有不同的方向移动，覆盖比单个光束更宽的区域。通过对单个事件的更多“关注”，我们可以更好地了解一场太阳风暴可能带来的所有不同类型的危害，这场风暴有时会对更大的比赛场地构成威胁。

芬兰图尔库大学物理与天文系的Nina Dresing在一份声明中表示：“SEP会损害我们的技术，如卫星，并破坏GPS。”。“此外，在强烈的SEP事件中，太空中甚至极地航线上的飞机上的人类都可能遭受有害辐射。”

Dresing和她的团队从这次活动中进行了进一步的研究，以了解SEP来自哪里，粒子是如何加速到危险的速度的，以及它们何时与每艘航天器接触。结论如下（绘制在下图上）。离爆炸最近的是BepiColombo航天器，这是欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构的联合任务。BepiColombo正在前往水星的途中。受粒子撞击第二严重的是美国国家航空航天局的帕克太阳探测器，它离太阳非常近。紧随其后的是欧空局的太阳轨道飞行器。当耀斑发生时，帕克和太阳轨道飞行器正处于耀斑的相对两侧。

在离家较近的地方，美国国家航空航天局的日地关系天文台（STEREO）航天器、STEREO-A、美国国家航空和航天局/欧空局的太阳和日球层天文台（SOHO）以及美国国家航空局的风飞船都受到了这一事件的袭击。最后，探测爆炸粒子的最远也是最后一艘航天器是火星轨道飞行器：美国国家航空航天局的MAVEN和欧空局的火星快车。



这张图显示了2021年4月17日太阳爆发期间单个航天器以及地球和火星的位置。太阳在中心。黑色箭头表示初始太阳耀斑的方向。几艘航天器探测到太阳周围210度以上的太阳高能粒子（蓝色阴影区域）。（图片来源：Solar MACH）

通过确定它们在太阳周围的位置差异，并注意到每艘航天器观测到的电子和质子数量，Dresing和她的团队能够更清楚地描绘出太阳喷出的情况。

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团队成员兼太阳物理研究科学家Georgia de Nolfo在声明中表示：“多种来源可能对这一事件有贡献，解释了其广泛分布。”。“此外，对于这一事件，质子和电子可能来自不同的来源。这不是人们第一次猜测电子和质子的加速度来源不同，这一测量方法的独特之处在于，多个视角使科学家能够更好地分离不同的过程，以证实电子和质子可能来自ginate来自不同的过程。"

正如我们所知，这不会是最后一次发生这样的事件，我们能做的研究越多，就越能更好地了解太空天气的情况，也就越能谨慎地探索最终的前沿。基于这些结果的未来研究将涵盖更广泛的其他现象；它们将由包括地球空间动力学星座（GDC）、SunRISE、PUNCH和HelioSwarm在内的仪器进行。

这项研究于去年发表在《天文学与天体物理学》杂志上。