美国国家航空航天局如何追踪数十年来最强烈的太阳风暴

降法讲顾

据美国宇航局（Mara Johnson Groh）：事实证明，2024年5月对我们的太阳来说是一个特别暴风雨的月份。在5月的第一个完整星期里，一连串的大型太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）向地球发射了带电粒子和磁场云，形成了20年来到达地球的最强太阳风暴，可能也是过去500年来有记录以来最强的极光之一。

“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的局限性和对太阳风暴的理解。”

TERESA NIEVES-CHINCHILLA

美国国家航空航天局月球到火星（M2M）空间天气分析办公室代理主任

“我们将对这一事件进行多年的研究，”美国国家航空航天局月球到火星（M2M）空间天气分析办公室代理主任Teresa Nieves Chinchilla说。“这将有助于我们测试我们的模型和对太阳风暴的理解的极限。”

太阳风暴的最初迹象始于5月7日晚些时候，当时有两次强烈的太阳耀斑。从5月7日至11日，多个强烈的太阳耀斑和至少七次CME向地球袭来。这一时期的八次耀斑是最强大的类型，被称为X级，最强的峰值评级为X5.8。（从那时起，同一太阳区域释放了更多的大型耀斑，包括5月14日的X8.7耀斑，这是本太阳周期中最强大的耀斑。）

CME以高达300万英里/小时的速度行进，从5月10日开始聚集成波到达地球，形成了一场持久的地磁风暴，其等级达到G5级，这是地磁风暴级别的最高级别，也是自2003年以来从未见过的。

美国国家航空航天局太阳物理学公民科学负责人、马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的太空科学家Elizabeth MacDonald说：“日冕物质抛射基本上是同时到达的，条件正好可以造成一场真正具有历史意义的风暴。”。

当风暴到达地球时，它创造了全球可见的灿烂极光。极光甚至在异常低的纬度地区可见，包括美国南部和印度北部。最强的极光出现在5月10日晚上，它们在整个周末继续照亮夜空。提交给美国国家航空航天局资助的极光公民科学网站的数千份报告正在帮助科学家研究这一事件，以了解更多关于极光的信息。

麦克唐纳说：“相机——甚至是标准的手机相机——对极光的颜色比过去更敏感。”。“通过收集世界各地的照片，我们有一个巨大的机会通过公民科学了解更多关于极光的信息。”



2024年5月10日，不列颠哥伦比亚省西南部上空出现了日冕极光。图像：NASA/Mara Johnson Groh

根据地磁风暴强度的一种测量方法，即1957年的扰动风暴时间指数，这场风暴与1958年和2003年的历史风暴相似。据报道，极光在低至26度的磁纬度范围内可见，这场最近的风暴可能会与过去五个世纪以来有记录以来的一些最低纬度极光观测相竞争，尽管科学家们仍在评估这一排名。

“随着时间的推移，测量风暴有点困难，因为我们的技术总是在变化，”斯迈德航空航天工程科学系的研究教授、科罗拉多州博尔德NCAR高空天文台的高级研究员Delores Knipp说。“极光能见度不是一个完美的衡量标准，但它可以让我们进行几个世纪的比较。”

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，也有助于科学家了解事件的严重程度。

风暴发生前，负责预测太阳风暴影响的美国国家海洋和大气管理局太空天气预测中心向电网和商业卫星运营商发送了通知，帮助他们减轻潜在影响。

警告帮助美国国家航空航天局的许多任务为风暴做好准备，一些航天器先发制人地关闭某些仪器或系统以避免出现问题。美国国家航空航天局研究极地冰盖的ICESat-2进入安全模式，可能是因为风暴增加了阻力。

期待

更好地了解太阳活动如何影响地球高层大气的数据，对于了解太空天气对卫星、载人任务以及地球和天基基础设施的影响至关重要。迄今为止，这一地区只有少数有限的直接测量。但更多的事情正在发生。未来的任务，如美国国家航空航天局的地球空间动力学星座（GDC）和动态中性大气-电离层耦合（DYNAMIC），将能够准确地看到和测量地球大气层对像这次这样的太阳风暴期间发生的能量流的反应。随着美国国家航空航天局将宇航员送上月球执行阿尔忒弥斯任务，以及稍后的火星任务，这些测量也将很有价值。



美国国家航空航天局的太阳动力学观测站（SDO）拍摄到了这张X5.8太阳耀斑在美国东部时间2024年5月10日晚9点23分达到峰值的图像。该图像显示了一组极紫外光，突出显示了耀斑中的极热物质。图像：NASA SDO

造成最近暴风雨天气的太阳区域现在正在太阳背面旋转，其影响无法到达地球。然而，这并不意味着风暴已经结束。美国国家航空航天局的太阳辐射观测站（STEREO）目前位于地球轨道前方约12度处，将在地球上看不到活动区域后的第二天继续观测活动区域。

华盛顿NASA总部NASA太空气象项目主任Jamie Favors说：“活跃区域才刚刚开始进入火星的视野。”。“我们已经开始在火星上获取一些数据，所以这个故事还在继续。”

作者：Mara Johnson Groh
美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心，马里兰州格林贝尔特。