20年来最强地磁暴背后:比地球宽16倍的太阳黑子群“发飙”,或持续至13日

2024年05月12日20:25:10 科学 1818

新华社消息,美国国家海洋和大气管理局NOAA)5月10日发布极强地磁暴(G5级)预警,太阳日冕物质抛射引起的地磁暴对地球的影响将从10日持续至12日。这是自2003年10月以来,该机构首次发布最高级别G5级地磁暴预警。

自5月8日起,NOAA已监测到至少7次日冕物质抛射,这些抛射与太阳产生的强烈太阳耀斑紧密相关。每次日冕物质抛射,都携带了数十亿吨来自太阳外层大气或日冕等离子体和磁场。据NOAA称,这些太阳耀斑似乎与太阳黑子群“AR3664”密切相关,其宽度约为地球直径的16倍。

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太阳黑子群AR3664(右下角)

20年来最强地磁暴

由太阳黑子群引发,宽度是地球的16倍

据报道,太阳耀斑作为太阳表面的强烈能量喷发,由弱到强分为A、B、C、M、X五个级别。其中,A为能量最小级别,X为能量最大级别。

世界标准时间格林尼治时间,比北京时间晚8个小时)5月10日至5月11日早上10:56,太阳共产生15个耀斑,其中14个来自AR3664,包括1个X级、9个M级和4个C级。这一活跃区域是此次20年来最大地磁暴的主要贡献者。太阳目前在其面向地球的一侧有5个标记的活跃区域,预计未来24小时内,C级耀斑的发生几率高达99%,M级耀斑的发生几率为95%,而X级耀斑的发生几率则从5月11日的60%上升到今天的75%。

下一次日冕物质抛射(CME)预计将在5月12日抵达地球,此次活动与AR3664的X3.98级耀斑有关,此次耀斑在5月10日格林尼治标准时间(GMT)6:54分(北京时间14:54分)达到峰值,强大的能量爆发导致亚洲、东欧和东非地区的高频(HF)无线电信号暂时或完全中断。

据报道,AR3664是一个非常大的太阳黑子群,宽度约为20万公里,是地球直径的15-16倍,尺寸几乎与1859年的著名太阳黑子群相当。后者引发了历史上记录的最大一次太阳风暴——卡灵顿事件。根据NOAA空间天气预报中心(SWPC)官员最新声明,目前太阳上存在一个极为庞大的太阳黑子群,宽度已经达到了地球直径的大约17倍。

世界标准时间5月11日早上,AR3664引发了一个巨大的X5.8级耀斑,导致地球阳光照射的部分地区暂时或完全失去了高频(HF)无线电信号。11日中午12:55,AR3664又释放了一个X1.5级耀斑,12日还爆发了一个M8.8级耀斑。根据NOAA SWPC最近的讨论,AR3664有可能一直活跃到周一(5月13日),并预计太阳活动水平将保持高位,甚至更高,M级和X级耀斑的可能性将增加。

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NASA发布AR3664释放的两次X级耀斑(标注时间为西五区时间,较世界标准时间晚5小时)

地磁暴、极光齐现

NASA解密太阳黑子如何“发威”

为何在太阳黑子活动后,地球上会出现地磁暴和极光?美国国家航空航天局(NASA)5月11日发起了一场关于这一天文现象的讨论。

太阳黑子是太阳表面相对较暗的区域,由于强烈的磁活动抑制了对流,使得这部分的温度较低。太阳黑子实际上是强磁场的聚集地,其温度之所以较低,是因为强磁场抑制了太阳内部能量通过对流的方式向外传递。据NASA介绍,太阳黑子的活动通常会引发两种现象:太阳耀斑和日冕物质抛射。它们通常一起发生,但并非总是如此。

太阳耀斑是太阳上强烈的光闪烁,是太阳复杂磁场突然重新排列所产生的结果。而日冕物质抛射则是携带有强大磁场能的太阳粒子巨大云团,它们逃离太阳,穿越太阳系的各个角落,甚至到达地球。太阳耀斑产生的光在大约8分钟内就能到达地球,而日冕物质抛射需要数天的时间。当后者命中地球,就可能引发地磁场方向与大小的变化,即地磁暴,并且还可能“点燃极光”。

“一个日冕物质抛射与地球的磁场碰撞时,它可以将太阳粒子倾泻到近地空间,这些粒子沿着地球的磁场线潜入大气层,形成了一个被称为极光椭圆环的区域,主要集中在极地附近。当这些粒子撞击地球大气层中的气体时,气体被加热并开始发光,形成了我们所说的极光。极光的颜色取决于被撞击气体的类型和高度,例如,氧气发出红色或蓝色,而氮气则可能呈现绿色、蓝色或粉红色。”NASA介绍。

我国发布地磁暴红色预警

短波通信和导航定位会受不同程度影响

地磁暴会影响近地轨道和地球表面的某些基础设施,有可能干扰通信、电网、导航、无线电和卫星运行。

针对地磁暴的影响,5月11日凌晨,美国太空探索技术公司SpaceX)首席执行官马斯克发文称,SpaceX的卫星互联网项目“星链”(StarLink)面临很大压力。他表示:“目前正在发生重大地磁暴,这是很长时间以来最大的一次。‘星链’卫星面临着很大压力,但到目前为止还撑得住。”

另外,北京时间5月11日上午9时,国家空间天气监测预警中心发布了地磁暴红色预警:

北京时间2024年05月10日23时起发生地磁暴,最大级别达到超大地磁暴(Kp=9)水平,预计未来24小时,磁暴过程仍将持续,后续仍可能发生大地磁暴。

受地磁暴影响,我国大部分地区电离层将会出现扰动,短波通信和导航定位会受到不同程度的影响;高层大气密度显著增加,将导致低轨卫星轨道衰减加剧。以上后续效应请相关部门关注,国家空间天气监测预警中心将密切跟踪事件发展,及时发布预报预警信息。

红星新闻记者 邓纾怡 综合环球时报、证券时报等

编辑 潘莉 责编 李彬彬

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