引发超级风暴的太阳黑子群再次面向地球。接下来会发生什么?

这个巨大的太阳黑子区域,曾在五月初为地球人带来了令人惊叹的极光景象,现在已完成其在太阳远端的旅行,重新回到我们的视野中

Strong Solar Flare Erupts from Sun

美国宇航局的太阳动力学天文台捕捉到这张太阳耀斑的图像,在2024年5月27日,太阳边缘的明亮闪光即为耀斑,插图为地球以作比例参考。该图像显示了极紫外光的一个子集,突出了耀斑中极热的物质,并以红色着色。

NASA/SDO

地球可能将迎来几个空间天气多变的星期,因为巨大的太阳黑子群,正是这个黑子群引发了本月早些时候令人惊叹的极光秀,已经旋转回到我们星球的视野范围内。甚至在此之前,该太阳黑子群就释放了一个相当大的太阳耀斑,于5月27日在太阳边缘之外的视野中弧形喷发,科学家们现在正热切地关注着接下来会发生什么。

“这个活跃区似乎没有衰减太多,”国家太阳天文台的太阳物理学家基兰·贾恩说。“活跃区通常会发生这种情况:它们会稍微衰减,然后又会重新增强力量。”

这个巨大的太阳黑子群因其编号为活跃区3664 (AR3664) 而闻名,尽管在它绕太阳运行之后,它获得了新的编号:AR3697。在五月初和中旬,最初的AR3664与第二个活跃区合并,并从随之而来的太阳磁场混乱中释放出令人震惊的活动。“这次合并形成了一个更大的星团,”美国宇航局的太阳物理学家马杜丽卡·古哈塔库塔说。“当这种情况发生时,你绝对知道这将产生耀斑。区域越复杂,耀斑就会越强烈。”


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科学家将被称为太阳耀斑的辐射爆发分为五个等级,其中X级耀斑是最强大的,仅次于M级耀斑。总而言之,在五月上半月,AR3664产生了65次被归类为M级和X级耀斑的爆发,这是自1976年以来任何活跃区中第四高的总数。两位科学家都表示,仅该星团的耀斑就足以使其非常引人注目。“连续的X级耀斑不是很常见,”贾恩说。“这个活跃区有些不寻常。”

但这还不是全部:AR3664还喷射出几个巨大的太阳带电等离子体团,即所谓的日冕物质抛射,或CME。耀斑和CME的猛烈袭击引发了一场强大的地磁暴,其强度足以将通常仅限于北极和南极圈的极光带到接近赤道的波多黎各和印度。

然而,即使AR3664上演了一场令人眼花缭乱的表演,太阳的自转也迅速地将这个活跃区带到了我们从地球上看到的圆盘边缘。由于太阳不是固态的,它的自转速度随纬度而变化,两极的完整环绕比赤道慢一周以上。但科学家们表示,平均而言,太阳大约每27天自转一周。

因此,假设这个巨大的太阳黑子群能够在太阳远端存活下来并返回,这并不是一个特别神秘的问题。然而,科学家们可以做的不仅仅是等待:他们可以借助一种名为日震学的惊人技术来追踪AR3664的进展。类似于地震波可以用来绘制地球隐藏的内部结构,在太阳中传播的声波会在太阳黑子缠结的磁场周围改变速度,这为科学家提供了一种揭示太阳远端活跃区的方法。

专门研究日震学的贾恩追踪了AR3664在太阳远端的旅程,并知道这个巨大的特征将会在轨道上存活下来。甚至在现在被称为AR3697的太阳黑子群出现之前,它就在5月27日美国东部时间凌晨3点刚过释放了一个相当大的X2.8级耀斑。在它旋转进入视野后,它还在5月29日上午产生了X1.4级耀斑。

也就是说,我们不一定需要像AR3664最初过境期间那样,期待这个巨大星团的爆发程度。 “我认为我们可能会得到更多的耀斑,但我不期望会像三周前那样活跃,”贾恩说。“随着时间的推移,活跃区会失去力量,它们不像前一次自转时那么活跃。” 尽管如此,她说,该区域不一定会很快解体:一些特别巨大的太阳黑子群已经持续了多达四个自转周期。

科学家们还在努力了解AR3664/AR3697如何融入太阳当前活动周期(被称为第25太阳周期)的更广泛图景中。太阳会产生自己的磁场,磁场会在大约11年的过程中翻转,而现在,它正处于其活动周期中的一个棘手点——要么仍在升温,要么正处于峰值。

这是一个科学家们期望看到大量活动的时期。“在太阳周期的上升阶段,就像七月四日的烟花一样,”古哈塔库塔说。“字面意思是到处都在爆发。” 所有这些嘈杂的波动意味着太阳周期的精确进展无法在当下进行评估——它的最大值(和最小值)只能通过分析大约六个月的数据在事后才能确认。

无论如何,更多的太阳烟花正在预测中,但我们是否会看到像今年春天那样的历史性景象,这只能由任何人猜测。“在我们看到活动下降之前,我们永远不知道我们是否已经达到了活动高峰,”古哈塔库塔说。“我们是否接近达到顶峰,或者它是否会继续上升?我们不知道。”

梅根·巴特尔斯 是一位常驻纽约市的科学记者。她于 2023 年加入大众科学,现任高级新闻记者。此前,她在 Space.com 担任作家和编辑超过四年,并在新闻周刊担任科学记者近一年,专注于太空和地球科学。她的作品也曾发表在奥杜邦、鹦鹉螺、天文学史密森尼等出版物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学科学、健康与环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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