太阳温暖我们,沐浴我们在光芒中,并且还定期向我们喷射数十亿吨快速移动的电离气体。这些被称为日冕物质抛射 (CME) 的爆炸,产生令人惊叹的极光,如南极光和北极光,但也可能摧毁电力和通信系统,因为它们严重破坏地球的磁场。
图片来源:SOHO/NASA/ESA 火焰吞噬者。 不要被来自 SOHO 的 LASCO 仪器的这些图像的冷蓝色所迷惑。它们显示了一个强大的日冕物质抛射从太阳爆发(左上),随后是第二个(右上)吞噬了它(左下)并迅速移动到太空(右下)。 |
如今太阳正值太阳活动极大期——其 11 年活动周期的最新峰值——预计日冕物质抛射将变得更加频繁,每天可能发生多次。根据最近的一份报告,一种特别具有破坏性的日冕物质抛射类型,它吞噬速度较慢的抛射物以增强威力,也可能在未来几个月内更频繁地发生。
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“日冕物质抛射吞噬是日冕物质抛射之间最剧烈的相互作用形式,” 美国天主教大学的 Natchimuthuk Gopalswamy 说,他本周与来自 NASA 戈达德太空飞行中心和海军研究实验室的同事在法国尼斯举行的欧洲地球物理学会会议上展示了新的发现。“这种情况发生在从太阳上的同一大致区域快速日冕物质抛射之前,先喷射出缓慢的日冕物质抛射时。快速日冕物质抛射只是吞噬了缓慢的日冕物质抛射,从而在相互作用区域之外形成了一个单一的日冕物质抛射。”
左侧的图像系列描绘了一个正在发生的吞噬性日冕物质抛射。在第一帧中,一个巨大的等离子体气泡从太阳的外层大气中喷发出来,并在第二帧中开始冲向太空。在第三帧中,另一个日冕物质抛射从同一区域以更快的速度爆发出来。事实上,日冕物质抛射的加速速度可达每小时五百万英里。在第四帧中,第二个日冕物质抛射逼近第一个,并在第五帧中超越了它。最后一张图片显示了一个新的混合日冕物质抛射。
来自太阳的奇怪射电辐射爆发——使用太阳和太阳层观测台 (SOHO) 航天器探测到——首先提醒科学家们注意这些吞噬性云团。当 Gopalswamy 和他的同事们寻找声音的来源时,他们发现它们的时间与日冕物质抛射的图像相吻合。进一步的分析表明,射电辐射发生在特定的情况下,即当一个快速移动的日冕物质抛射与另一个日冕物质抛射相互作用并吞噬了另一个日冕物质抛射时。
因为这些相互作用改变了爆发的速度,它们改变了地球上由此产生的磁暴的估计到达时间,从而打乱了科学家们最好的太空天气预报。研究人员还认为,吞噬性爆发可能解释了更大的所谓复杂喷射物日冕物质抛射云。当这些复杂喷射物日冕物质抛射撞击地球磁场时,它们会更剧烈地扭曲其形状,从而产生特别持久的磁暴。
自从大约四年前首次发现吞噬性日冕物质抛射以来,科学家们已经目睹了另外 21 次此类爆发。但他们怀疑,更多的事件发生了,只是因为缺乏产生射电爆发所需的能量而未被探测到。“日冕物质抛射之间的碰撞可能比以前认为的更常见,”Gopalswamy 指出,“并且可能在决定日冕物质抛射的行星际交通中发挥关键作用。”