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一种研究极端空间天气事件的方里森みほ法

天文学与空间 2022-02-27 00:01:15

斯科尔科沃科技学院 信用:Pixabay/CC0公共域 斯科尔科沃科学技术研究所的科学家与国际同行一起,开发了一种研究快速日冕物质抛射的方法,这是来自太阳外层大气的强大磁化物质爆发

这些结果可以改进对最极端的空间天气事件的理解和预测,以及它们造成强地磁sto rms的可能性,从而直接影响空间和地球上工程系统的运行

这项研究的结果发表在《天体物理学杂志》上

日冕物质抛射是太阳系中能量最大的喷发现象之一,也是重大空间天气事件的主要来源

巨大的等离子云和磁通量从太阳的大气层以100到3500千米/秒的速度喷射到周围的空间

这些巨大的太阳等离子云和伴随而来的强大冲击波可以在不到一天的时间内到达我们的星球,造成严重的地磁风暴,对太空和地球上的宇航员和技术构成威胁

最强的太空天气事件之一发生在1859年,当时一场诱发的磁暴摧毁了北美和欧洲的整个电报系统,而这是当时商业和个人联系的主要通讯手段

如果今天发生这样的事件,现代设备将无法得到保护

一场大的太阳风暴可能会切断电力、电视广播、互联网和无线电通讯,导致生活的许多领域出现严重的连锁反应

2012年7月,太阳上发生了类似于19世纪事件的能量爆发,但我们很幸运,因为这些爆发没有指向地球

据一些专家称,这种极端事件造成的损失可能高达数万亿美元,基础设施和经济的恢复可能需要长达10年的时间

因此,了解和预测最危险的极端事件对于保护社会和技术免受空间天气的全球危害至关重要

目前的研究源于Dr

亚历山大·鲁兹迈金,前哲学博士

D

雅科夫·泽尔多维奇院士和博士的学生

琼·费曼,对日地相互作用、太阳风及其对地球磁层的影响的研究做出了重要贡献;她是诺贝尔奖获得者理查德·费曼的妹妹

目前的研究表明,最强和最强烈的地磁暴是由行星际空间中与其他日冕物质抛射相互作用的快速日冕物质抛射驱动的

日冕物质抛射之间的这种行星际相互作用发生在它们从同一个活动区域相继发射时

这种类型的喷射可以用团簇的概念来表征,与孤立的等离子云相比,团簇产生增强的粒子加速

总的来说,集群探测在许多其他极端地球物理事件中有重要应用,如洪水和大地震,以及在跨学科领域(水文学、电信、金融和环境研究)

2003年10月和11月为期两周的万圣节太阳风暴,影响了世界各地的各种技术系统

太阳表面有大黑子群的大活动区(左)爆发了一系列太阳耀斑(中),随后是传播到行星际空间的日冕物质抛射(右)

这些事件通常伴随着极地极光和强烈的地磁风暴

信用:SDO/AIA +SOHO/LASCO COR1+COR2 “了解极端太阳爆发和极端空间天气事件的特征可以帮助我们更好地理解太阳的动力学和可变性,以及这些事件背后的物理机制,”该研究的第一作者Dr

珍妮·马塞拉·罗德里格斯·戈麦斯,斯科尔泰克航天中心的研究科学家

2017年9月9日(左)和10日(右)发生两次连续日冕物质抛射的星团,速度分别为1148公里/秒和3703公里/秒

这一事件发生在11年太阳周期n24的下降阶段,迫使国际空间站上的乘员转移到空间站的掩体中,以保护自己免受过去12年中观察到的最大太阳耀斑发出的强辐射

信用:SDO/AIA +SOHO/LASCO COR1+COR2 现在我们正处于一个新的11年太阳活动周期的开始,根据预测,这个周期不会很强

“然而,这并不意味着没有极端事件发生,”该研究的合著者、格拉茨大学坎泽赫天文台台长阿斯特里德·维罗宁教授说

历史上,极端空间天气事件发生在不太强烈的周期或周期的下降阶段

在太阳周期的高峰期,大量的能量以无数太阳耀斑和日冕物质抛射的形式释放出来

而在一个周期的下降阶段,能量积累并可能在单一但非常强大的事件中释放

“因此,我们的现代科技社会需要认真对待这一点,研究极端的空间天气事件,并了解太阳和地球之间相互作用的所有微妙之处

无论风暴如何肆虐,我们都祝愿太空中的每个人都有好天气,”研究合著者塔蒂亚娜·波德拉奇科娃说,她是斯科尔泰克航天中心的助理教授

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