遼寧
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翻譯：李遠(yuǎn)哲
校對：牧夫天文校對組
后期：胡永葳
責(zé)任編輯：王啟儒
一年以來， 科學(xué)家們一直在研究20年來襲擊地球的最大的電磁風(fēng)暴甘農(nóng)風(fēng)暴（gannon storm）。這些發(fā)現(xiàn)正幫助我們更好地理解并應(yīng)對這些太陽風(fēng)暴。
一年前的今天， NASA與30個國家航天機(jī)構(gòu)召開特別會議，只為應(yīng)對一來自太空中隱約逼近的威脅。該威脅并非來自小行星撞地球或外星人入侵，而是來自我們賴以生存的
太陽
太陽動力學(xué)天文臺在2024年5月7日捕捉的紫外波段影像，此時的風(fēng)暴已達(dá)17倍地球大小
太空天氣桌面推演是一個可被用來預(yù)測實(shí)時地磁風(fēng)暴（全球的地磁擾動）后果的項目。由太陽爆發(fā)引起的地磁風(fēng)暴可以破壞衛(wèi)星，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過載，讓宇航員暴露在危險的輻射之下。如何讓這種風(fēng)暴的影響最小化，是這次會議的核心議題。然而，沙盤推演終照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。
“這個方案推演一個理論的場景，找出我們現(xiàn)有流程中有效的部分以及需要改進(jìn)的地方”華盛頓 NASA 總部的太空天氣項目主任杰米?費(fèi)沃斯（Jamie Favors）如是說?！爸笪覀兊睦碚搱鼍氨灰粋€真實(shí)的太陽風(fēng)暴打斷了”2024年5月10日，20年來第一個G5的嚴(yán)重地磁風(fēng)暴打擊了地球。這個風(fēng)暴被命名為甘農(nóng)風(fēng)暴，以來紀(jì)念空間氣象物理學(xué)家 杰尼弗·甘農(nóng)（ Jennifer Gannon）。這場風(fēng)暴沒有造成任何災(zāi)難性的破壞，但一年過去了，從甘農(nóng)風(fēng)暴中獲得的關(guān)鍵信息正幫助我們了解它們并為新的風(fēng)暴做好準(zhǔn)備。
風(fēng)暴之后
甘農(nóng)風(fēng)暴在我們的行星之上和行星之外都有影響：地面上，一些高壓電線倒塌，變壓器過熱，美國中西部地區(qū)由GPS引導(dǎo)的拖拉機(jī)偏離了航線，讓本因大雨而推遲的種植進(jìn)度進(jìn)一步雪上加霜。
一些現(xiàn)代拖拉機(jī)可以使用GPS來幫助農(nóng)民種植并最大化糧食產(chǎn)出。
在空中，更有威脅的電磁輻射和通信信號確實(shí)迫使跨洋航班改變航線。
受太陽風(fēng)暴影響，地球上層大氣，熱層的溫度會出現(xiàn)陡增。在一百公里的高空，峰值溫度會有600多攝氏度。而在地磁風(fēng)暴的時候，這里的溫度會飆升至1100攝氏度。根據(jù)NASA的GOLD（Global-scale Observations of the Limb and Disk）任務(wù)收集的數(shù)據(jù)，大氣因受熱膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)，將沉重的氮粒子吹到更高的空中。
在軌道上，因熱膨脹的大氣使上千衛(wèi)星的阻力增加。例如NASA的?ICESat-2衛(wèi)星就損失了部分高度并進(jìn)入了安全模式。同時CIRBE（Colorado Inner Radiation Belt Experiment）立方體衛(wèi)星在此次太陽風(fēng)暴的五個月后也脫軌再入了大氣。其他一些衛(wèi)星像是歐洲航天局的 “哨兵”（Sentinel）任務(wù)需要更多電力來維持其軌道并執(zhí)行規(guī)避太空碎片的機(jī)動操作。
這張 GOLD 數(shù)據(jù)圖像中獨(dú)特的漩渦顯示了較輕的氧與氮的比例 —— 這是一個關(guān)鍵的大氣指標(biāo) —— 它揭示了地球熱層中一種前所未見的結(jié)構(gòu)。
甘農(nóng)風(fēng)暴還擾亂了地球的磁層。來自太陽的能量和粒子還在磁層內(nèi)催生了兩條新的臨時高能粒子帶。由 CIRBE（磁層內(nèi)輻射帶邊界探測器）發(fā)現(xiàn)的這些粒子帶，形成于永久環(huán)繞地球的范艾倫輻射帶之間。這一發(fā)現(xiàn)對航天器和宇航員至關(guān)重要，因?yàn)檫@些帶中的高能電子和質(zhì)子可能對他們構(gòu)成威脅。
這場風(fēng)暴還在全球范圍內(nèi)引發(fā)了極光現(xiàn)象，包括鮮有這些天體光影秀的地區(qū)。NASA的 “極光龍”（Aurorasaurus）項目收到了來自 55 個國家和七大洲的 6000 多份觀測報告。攝影師幫助科學(xué)家解開了為何在日本各地觀測到的極光呈品紅色而非典型紅色的謎題。研究人員分析了數(shù)百張照片后發(fā)現(xiàn)，這些極光出現(xiàn)的高度驚人 —— 約在地面上方 600 英里（比紅色極光通常出現(xiàn)的高度要高 200 英里）。
由風(fēng)暴所導(dǎo)致的額外輻射層像三明治一樣的結(jié)構(gòu)（紫色標(biāo)記）。這樣的結(jié)構(gòu)之前從未被觀測到過。
在《科學(xué)報告》雜志發(fā)表的一篇論文中，研究團(tuán)隊指出，這種奇特的顏色可能是紅色和藍(lán)色極光混合的結(jié)果。甘農(nóng)風(fēng)暴導(dǎo)致高層大氣受熱膨脹，使得氧分子和氮分子被推至比平時更高的高度，進(jìn)而產(chǎn)生了紅藍(lán)混合的極光。
在日本通?？吹降氖羌t色極光。然而在那段時間，眾多觀天者捕捉到了不同尋常的品紅色極光照片。
甘農(nóng)風(fēng)暴將極光推向異常低緯度的地區(qū)，被稱為歷史上記錄最詳盡的地磁風(fēng)暴。一年過去了，我們才剛剛開始揭開它的面紗。在這一歷史性事件中捕獲的數(shù)據(jù)將在未來數(shù)年被持續(xù)分析，并有望揭示地磁風(fēng)暴的本質(zhì)以及人類該如何最好地應(yīng)對此類風(fēng)暴。
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『天文濕刻』 牧夫出品
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日平說
來源: Reddit
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