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美國國家航空航天局如何追蹤數十年來最強烈的太陽風暴

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據美國宇航局（Mara Johnson Groh）：事實證明，2024年5月對我們的太陽來說是一個特別暴風雨的月份 。在5月的第一個完整星期里，一連串的大型太陽耀斑和日冕物質拋射（CME）向地球發射了帶電粒子和磁場云，形成了20年來到達地球的最強太陽風暴，可能也是過去500年來有記錄以來最強的極光之一 。
“我們將對這一事件進行多年的研究 。它將幫助我們測試我們的模型的局限性和對太陽風暴的理解 ?！?br>TERESA NIEVES-CHINCHILLA
美國國家航空航天局月球到火星（M2M）空間天氣分析辦公室代理主任
“我們將對這一事件進行多年的研究，”美國國家航空航天局月球到火星（M2M）空間天氣分析辦公室代理主任Teresa Nieves Chinchilla說 。“這將有助于我們測試我們的模型和對太陽風暴的理解的極限 ?！?br>太陽風暴的最初跡象始于5月7日晚些時候，當時有兩次強烈的太陽耀斑 。從5月7日至11日 ， 多個強烈的太陽耀斑和至少七次CME向地球襲來 。這一時期的八次耀斑是最強大的類型，被稱為X級，最強的峰值評級為X5.8 。（從那時起，同一太陽區域釋放了更多的大型耀斑，包括5月14日的X8.7耀斑 ， 這是本太陽周期中最強大的耀斑 。）
CME以高達300萬英里/小時的速度行進 ， 從5月10日開始聚集成波到達地球 ， 形成了一場持久的地磁風暴，其等級達到G5級，這是地磁風暴級別的最高級別，也是自2003年以來從未見過的 。
美國國家航空航天局太陽物理學公民科學負責人、馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心的太空科學家Elizabeth MacDonald說：“日冕物質拋射基本上是同時到達的，條件正好可以造成一場真正具有歷史意義的風暴 ?！?。
當風暴到達地球時，它創造了全球可見的燦爛極光 。極光甚至在異常低的緯度地區可見，包括美國南部和印度北部 。最強的極光出現在5月10日晚上，它們在整個周末繼續照亮夜空 。提交給美國國家航空航天局資助的極光公民科學網站的數千份報告正在幫助科學家研究這一事件，以了解更多關于極光的信息 。
麥克唐納說：“相機——甚至是標準的手機相機——對極光的顏色比過去更敏感 ?！??！巴ㄟ^收集世界各地的照片，我們有一個巨大的機會通過公民科學了解更多關于極光的信息 。”

美國國家航空航天局如何追蹤數十年來最強烈的太陽風暴


2024年5月10日，不列顛哥倫比亞省西南部上空出現了日冕極光 。圖像：NASA/Mara Johnson Groh
根據地磁風暴強度的一種測量方法，即1957年的擾動風暴時間指數 ， 這場風暴與1958年和2003年的歷史風暴相似 。據報道，極光在低至26度的磁緯度范圍內可見 ， 這場最近的風暴可能會與過去五個世紀以來有記錄以來的一些最低緯度極光觀測相競爭，盡管科學家們仍在評估這一排名 。
“隨著時間的推移 ， 測量風暴有點困難，因為我們的技術總是在變化 ， ”斯邁德航空航天工程科學系的研究教授、科羅拉多州博爾德NCAR高空天文臺的高級研究員Delores Knipp說 。“極光能見度不是一個完美的衡量標準，但它可以讓我們進行幾個世紀的比較 ?！?br>麥克唐納鼓勵人們繼續向Aurorasaurus.org提交極光報告，并指出即使沒有看到極光，也有助于科學家了解事件的嚴重程度 。
風暴發生前 ， 負責預測太陽風暴影響的美國國家海洋和大氣管理局太空天氣預測中心向電網和商業衛星運營商發送了通知，幫助他們減輕潛在影響 。
警告幫助美國國家航空航天局的許多任務為風暴做好準備，一些航天器先發制人地關閉某些儀器或系統以避免出現問題 。美國國家航空航天局研究極地冰蓋的ICESat-2進入安全模式 ， 可能是因為風暴增加了阻力 。
期待
更好地了解太陽活動如何影響地球高層大氣的數據，對于了解太空天氣對衛星、載人任務以及地球和天基基礎設施的影響至關重要 。迄今為止，這一地區只有少數有限的直接測量 。但更多的事情正在發生 。未來的任務 ， 如美國國家航空航天局的地球空間動力學星座（GDC）和動態中性大氣-電離層耦合（DYNAMIC），將能夠準確地看到和測量地球大氣層對像這次這樣的太陽風暴期間發生的能量流的反應 。隨著美國國家航空航天局將宇航員送上月球執行阿爾忒彌斯任務，以及稍后的火星任務，這些測量也將很有價值 。

美國國家航空航天局如何追蹤數十年來最強烈的太陽風暴


美國國家航空航天局的太陽動力學觀測站（SDO）拍攝到了這張X5.8太陽耀斑在美國東部時間2024年5月10日晚9點23分達到峰值的圖像 。該圖像顯示了一組極紫外光，突出顯示了耀斑中的極熱物質 。圖像：NASA SDO
造成最近暴風雨天氣的太陽區域現在正在太陽背面旋轉，其影響無法到達地球 。然而，這并不意味著風暴已經結束 。美國國家航空航天局的太陽輻射觀測站（STEREO）目前位于地球軌道前方約12度處 ， 將在地球上看不到活動區域后的第二天繼續觀測活動區域 。
華盛頓NASA總部NASA太空氣象項目主任Jamie Favors說：“活躍區域才剛剛開始進入火星的視野 ?！??！拔覀円呀涢_始在火星上獲取一些數據，所以這個故事還在繼續 ?！?br>作者：Mara Johnson Groh美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心，馬里蘭州格林貝爾特 。