9天11个X级耀斑

作者: 滕伟霖

来源: 中国科学院紫⾦⼭天⽂台

发布日期: 2024-05-14 11:40:27

2024年5月3日至11日,太阳上爆发了11个X级耀斑和60余个M级耀斑,这是第25个太阳活动周高峰期的信号。这些爆发对地球空间环境产生了显著影响,包括地磁暴和极光现象。夸父一号卫星通过其WST和HXI仪器对这些太阳活动进行了详细观测,揭示了太阳黑子群的复杂结构和磁场变化,以及这些变化如何导致高能耀斑的产生。

进⼊2024年以来,太阳活动明显增强,X级耀斑、太阳质⼦事件、⼤地磁暴等强爆发事件频发,这也是预期中的第25个太阳活动周⾼峰期到来的信号。特别是5⽉3⽇-11⽇短短9天时间⾥,太阳上共爆发了11个X级耀斑和60余个M级耀斑,爆发强度和频次历史罕⻅。随着太阳爆发产⽣的⽇冕物质抛射和⾼能粒⼦到达地球,⼤量的等离⼦体云冲击地球磁层,对地球空间环境产⽣了明显的影响。

国家空间天⽓监测预警中⼼5⽉11⽇9时发布地磁暴红⾊预警:北京时间2024年5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。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。受此影响,⼀场极光盛宴如期⽽⾄,11⽇凌晨开始,我国⿊⻰江、新疆等地出现了绚丽的极光。

这⼀切都被夸⽗⼀号“看在眼⾥”,⼀切尽在“预料之中”。夸⽗⼀号卫星上的WST望远镜最近9天观测到的⿊⼦群移动情况,可以看到在太阳的北半球有⼀个巨⼤的⿊⼦活动区(编号3663),⽽在南半球随后出现另⼀个毫不逊⾊的⿊⼦活动区(编号3664),这两个活动区的尺度都有⼗⼏个地球半径这么⼤,且内部布满了⼤⼤⼩⼩的复杂⿊⼦。在复杂的⿊⼦群背后,隐藏着暴躁的磁场。

上图分别展示了夸⽗⼀号上的FMG仪器观测到的活动区3663、3664的磁场,可以看到它们均展现出极其复杂的结构,其中不乏正极负极互相嵌⼊、“摩肩接踵”的区域。这种复杂的磁场结构正是孕育⼤爆发的温床。果不其然,这两个复杂的“巨⽆霸”活动区在最近9天上演了⼀连串的“烟花秀”,爆发了⼀系列最⾼等级——X级的耀斑。

活动区3663明显更为“内敛”⼀些,在它制造的耀斑中,⼤部分都没有向外抛出⽇冕物质抛射,⽽是在活动区内部“消化”磁场的能量,于是产⽣了级别很⾼的耀斑。这些耀斑往往具有较强的硬X射线流量,⽽这都被“夸⽗⼀号”的HXI仪器记录在册。5⽉8⽇,紧接着活动区3663的最后⼀个X级耀斑,活动区3664⽤⼀个X1.0级耀斑宣告了⾃⼰的接班。

与活动区3664的耀斑不同,这个耀斑⼀出场便伴随着向地球抛出的⼀记“炮弹”:⽇冕物质抛射。随后,3664不满⾜于⾃⼰X1.0的耀斑等级,不断挑战着⾃⼰的上限,X1.1、X2.3、X4.0……随着⼀个个⼤耀斑的爆发,⼀记记由⽇冕物质和磁场组成的“炮弹”也相继向地球袭来。

5⽉11⽇凌晨开始,它们陆续抵达地球,制造了20年来最强的地磁暴,在对航天器与通讯导航造成严峻考验的同时,也为⼈们献上了⼀场极光盛宴。活动区3664的表演似乎还没有结束。在北京时间5⽉11⽇上午9时许,⼀个X5.8级的耀斑从该活动区爆发,刷新了该活动区的耀斑强度记录。这⼀爆发产⽣了新⼀波的⽇冕物质抛射,可能会对地球造成持续的地磁暴影响。这说明这⼀活动区仍处在⾼度活跃之中。

“夸⽗⼀号”将联⼿⼈类的其它“观⽇利器”,对其进⾏持续不断的监测。

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