探索太空天氣的起源 - 用 Wolfram 技術重現太空宇宙的驟變
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2023 年 7 月 24 日,太陽背面發生爆炸。這次爆炸是由看不見的太陽耀斑引發的,將大量太陽物質拋入太空,即日冕物質拋射(CME)。
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幾天后的 7 月 28 日,太陽釋放了一次非常上鏡的太陽耀斑:
上述動畫使用 SolarImage Wolfram 函數存儲庫 (WFR) 項目,可以輕松可視化這些爆炸以及觸發我們在地球上經歷的太空天氣的其他太陽事件。
在上面的動畫中,太陽表面被 SOHO 航天器上的掩模遮擋,以便可以觀察到較暗的日冕區域。雖然從動畫中看不出來,但大部分物質是從地球對面噴射出來的,因此預計不會產生重大的地球效應。
盡管地球不在這一事件影響的視線范圍內,但從地球的角度來看,歐洲的太陽軌道飛行器位于太陽的另一側。地球和太陽軌道器的相對位置可以使用另一個 WFR 看到。太陽軌道飛行器在事件發生 32 小時后檢測到了該事件。
巴士底日事件 (Bastille Day Event)
SpaceWeatherData WFR 已經推出一段時間了,它使我們能夠探索太空天氣的定量影響。例如,歷史記錄允許對太陽黑子進行“計數”,這些計數的結果得出官方太陽黑子數量,該數量將單個太陽黑子與加權的太陽黑子組相加。自 1600 年代以來,太陽黑子數使我們能夠認識到太陽有 11 年的太陽黑子周期,在太陽黑子數較少的時期出現太陽極小期,在太陽黑子數較多的時期出現太陽極大期。
與太陽黑子數量相關,太陽耀斑通常源自太陽黑子群。例如,2000 年 7 月 14 日發生了一次強烈的太空天氣事件,稱為巴士底日事件。這甚至發生在太陽活動極大期附近,如下圖所示。
SpaceWeatherData 還使我們能夠可視化與強大的太陽耀斑相對應的太陽 X 射線發射。
借助 SolarImage,現在可以直觀地看到太陽在這一事件期間的樣子。下圖顯示了從 SOHO 太空船看到的太陽。中心上方和左側的太陽黑子簇是巴士底日事件的起源。
在這張磁圖中可以看到,來自這個太陽黑子群的相應磁場變得不穩定。
由于不穩定,磁力線重新連接并釋放出強大的太陽耀斑,可以在下面的動畫中看到,該動畫提供了 195 埃的太陽視圖,該位置處于極紫外范圍。
2003 萬圣節風暴
巴士底日事件三年后,2003 年萬圣節附近發生了另一次太陽事件。SpaceWeatherData 顯示來自太陽的 X 射線出現雙尖峰。
在極紫外線下觀察,可以看到一對強大的太陽耀斑來自中心下方和左側的太陽黑子群。
耀斑后圖像中出現的“靜電”是來自太陽的粒子加速到接近光速然后撞擊 SOHO 探測器的結果。
長絲 (Filaments)
除了太陽耀斑之外,太陽上復雜磁場可以產生的另一個特征是太陽細絲。這些是太陽表面上方長跨度的太陽等離子體,通常形成巨大的弧線。氣體通常比周圍的氣體溫度低,因此它們通常看起來更暗。這是一根于 2023 年 1 月形成并爆發的太陽長絲。
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