▲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。
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。
极光刷屏!为何发生在中国的是红色?
5月11日晚间,我国新疆阿勒泰地区,甚至北京的部分地区,天空中出现了绚丽的极光,美轮美奂的照片“ 刷屏 ”朋友圈,也将极光话题送上微博热搜 。
但有细心的网友发现,以往看到的极区内的极光大多是绿色,为什么发生在我国的极光主要是红色?难不成大家看了一个“假极光”?
事实上,极光并非只有一种颜色,而是会像鸡尾酒一样分层。
5月12日凌晨,北京八达岭长城出现极光景象。图片来源:视觉中国
极光是地磁暴的“副产品”,当太阳活动产生的高能粒子与地球相遇后,会和地球大气发生高速撞击,这一过程会产生微观的能量交换。国家空间天气监测预警中心空间天气技术研发室主任 宗位 国介绍,以大气中的氧原子为例,它们会从撞击中接收一份能量,但由于原子核外电子的特性,电子与原子核之间只能容纳一定额度的能量, 超 过 的部分都会再被释放出来,而释放的形式就是发光。
大部分极光集中在地球上方的90—400千米。据《中国国家地理》杂志绘制的人类观测极光示意图显示:
在300千米以上,极光以浅红色为主;
200—300千米以深红色为主;
100—200千米以绿色为主;
100千米以下则是蓝色、紫色或多种颜色混合。
由于地球磁场等因素作用,在两极地区,太阳活动产生的高能粒子可以深入到距地面约100千米的大气中。国家空间天气监测预警中心工程师韩大洋曾向媒体介绍,在该区域,粒子碰撞频繁,受激发的分子氮通过碰撞将能量传递给原子氧,此时微观粒子 跃迁 会发射波长为557.7纳米的光,呈现出绿色。 要想在我国看到绿色极光,则要等到太阳活动更加强烈,高能粒子轰击到中纬度地区距地面100千米左右的大气中时才有可能。去年12月,我国漠河地区就曾出现过绿色极光,间接说明了当时地磁暴事件的强烈程度。
而在中纬度地区,极光一般发生在距地面250—400千米的高空大气中,其波长为630纳米,呈现出红色,人眼对这个波长并不敏感,只有在太阳活动引发强烈地磁暴、红光足够亮时,才能看到。