宇航局如何追踪数十年来最强烈的太阳风暴

事实证明，2024年5月对于我们的太阳来说是一个暴风雨特别多的月份。在五月的第一个星期，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云和磁场，形成了二十年来到达地球的最强太阳风暴，而且可能是最强的太阳风暴之一过去500年来有记录的极光展示。

美国宇航局月球到火星(M2M)空间天气分析办公室代理主任特雷莎·尼维斯-钦奇拉(TeresaNieves-Chinchilla)表示：“我们将研究这一事件多年。”“它将帮助我们测试模型的极限和对太阳风暴的理解。”

太阳风暴的最初迹象于5月7日晚开始，出现了两次强烈的太阳耀斑。5月7日至11日，多次强烈的太阳耀斑和至少7个日冕物质抛射袭击了地球。这一时期的耀斑中有8颗是威力最强的类型，被称为X级，峰值最强，等级为X5.8。(从那时起，同一太阳区域释放了更多大型耀斑，包括5月14日发生的X8.7耀斑——本太阳周期中见过的最强大的耀斑。)

日冕物质抛射以每小时300万英里的速度行进，聚集成波，从5月10日开始到达地球，形成了一场持久的地磁风暴，其等级达到了G5——地磁风暴规模的最高级别，也是一个自2003年以来就再也没有出现过。

美国宇航局太阳物理学公民科学负责人、位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的空间科学家伊丽莎白·麦克唐纳说：“日冕物质抛射基本上都是同时到达的，条件正好可以创造一场真正的历史性风暴。”

当风暴到达地球时，它创造了全球可见的绚丽极光。极光甚至在异常低纬度地区也可见，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，整个周末它们继续照亮夜空。提交给极光龙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，以更多地了解极光。

“相机——甚至是标准的手机相机——对极光的颜色比过去更加敏感，”麦克唐纳说。“通过收集来自世界各地的照片，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。”

根据地磁风暴强度的一种测量方法(称为扰动风暴时间指数，可追溯到1957年)，这场风暴与1958年和2003年的历史风暴相似。根据报告，在低至26度磁纬度处都可以看到极光，这场最近的风暴可能会与过去五个世纪有记录以来纬度最低的一些极光目击事件竞争，尽管科学家仍在评估这一排名。

“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，”斯米德航空航天工程科学系的研究教授、科罗拉多州博尔德市NCAR高空天文台的高级研究员德洛丽丝·克尼普(DeloresKnipp)说。“极光的可见度并不是完美的衡量标准，但它使我们能够进行几个世纪以来的比较。”

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，对于帮助科学家了解该事件的严重程度也很有价值。

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

警告帮助美国宇航局的许多任务为风暴做好了准备，一些航天器先发制人地关闭了某些仪器或系统以避免出现问题。NASA的ICESat-2(研究极地冰盖)进入安全模式，可能是因为风暴导致阻力增加。

关于太阳事件如何影响地球高层大气的更好数据对于了解太空天气对卫星、载人任务以及地球和太空基础设施的影响至关重要。迄今为止，该地区仅存在一些有限的直接测量。但更多的事情即将到来。未来的任务，例如美国宇航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)，将能够准确地观察和测量地球大气层对像这样的太阳风暴期间发生的能量流入的反应。当美国宇航局通过阿耳忒弥斯任务将宇航员送上月球，以及随后送上火星时，此类测量也将很有价值。

造成最近暴风雨天气的太阳区域现在正在绕太阳背面转动，其影响无法到达地球。然而，这并不意味着风暴已经结束。NASA的太阳地球关系观测站(STEREO)目前位于其轨道上，距地球约12度，在从地球上看不到该活动区域后，将继续观察该活动区域一天。

“活跃区域才刚刚开始进入火星视野，”美国宇航局华盛顿总部太空天气项目主任杰米·费沃斯说。“我们已经开始在火星上捕获一些数据，所以这个故事只会继续。”