太阳动力学天文台提供的数据可帮助NASA预测大太阳耀斑

2012年3月7日，X5.4级太阳耀斑在太阳边缘闪烁。这张图片是由NASA的太阳动力学天文台拍摄的，显示了171和131埃波长的光的混合。

科学家利用来自NASA太阳动力学天文台（SDO）的数据，开发了一种新模型，该模型成功地预测了上一个太阳周期中九个太阳中最大的七个耀斑。随着更多的发展，该模型可以用于一天通知这些强烈的太阳辐射爆发。

随着它经历其自然的11年周期，太阳从高活动期过渡到低活动期，然后又重新回到高活动期。科学家们专注于X级耀斑，这是这些太阳烟花中最强大的一种。与较小的耀斑相比，像这样的大耀斑很少见。在上一个太阳周期中，大约有50个。但是它们可能会产生巨大的影响，从破坏无线电通信和电网运行，到在最严重的情况下危及苛刻的太阳辐射路径中危及宇航员的方面。进行耀斑建模的科学家希望，有一天他们的努力可以帮助减轻这些影响。

在日本名古屋大学空间地球环境研究所所长草野宽弥（Kanya Kusano）的带领下，一组科学家在一种磁性地图上建立了他们的模型：SDO对太阳表面磁场的观察。他们的结果发表在2020年7月30日的《科学》杂志上。

2012年3月7日，X5.4级太阳耀斑在太阳边缘闪烁。这张图片是由美国国家航空航天局（NASA）的太阳动力学天文台在171埃波长的光线下拍摄的。

众所周知，耀斑是由太阳表面上被称为活动区域的磁活动热点爆发而来的。（在可见光下，它们表现为黑子，使太阳雀斑的深色斑点。）新模型通过识别活跃区域中的关键特征而起作用，科学家们推测出这些特征对于引发大规模的耀斑是必不可少的。

第一个是初始触发器。太阳耀斑，特别是X级耀斑，释放出大量能量。在喷发之前，该能量包含在扭曲的磁力线上，这些磁力线在活动区域​​上形成不稳定的弧形。根据科学家的说法，高度扭曲的绳状线是太阳最大耀斑的先兆。通过足够的扭曲，两个相邻的拱门可以合并为一个大的双拱形拱门。这是所谓的磁重新连接的一个示例，其结果是不稳定的磁结构（有点像圆形的“ M”）可以触发爆发形式的能量释放。

发生磁连接的地方也很重要，这是科学家建立模型进行计算的细节之一。在活动区域​​内，存在边界，其中磁场的一侧为正，另一侧为负，就像普通的冰箱磁铁一样。

2012年3月7日，X5.4级太阳耀斑在太阳边缘闪烁。这张照片是由美国国家航空航天局（NASA）的太阳动力学天文台在131埃波长的光线下拍摄的。

草野说：“这类似于雪崩。”雪崩从小裂缝开始。如果裂缝在陡峭的斜坡上较高，则可能发生更大的碰撞。在这种情况下，开始级联的裂纹是磁重新连接。当边界附近发生重新连接时，可能会产生大光斑。库萨诺指出，远离边界的地方，可用能量较少，发芽的耀斑可能会消散，尽管太阳仍然可以释放出快速的太阳物质云，这被称为日冕物质抛射。

Kusano和他的团队研究了上一个太阳周期中七个活动区域，这些活动区域在朝地球的太阳一侧产生了最强的耀斑（他们还着眼于最靠近地球的太阳部分的耀斑，在那儿，磁场观测到了最好）。SDO对活动区域的观察帮助他们找到了正确的磁边界，并计算了热点中的不稳定性。最后，他们的模型预测了九个总耀斑中的七个，其中三个为假阳性。Kusano解释说，模型没有考虑的两个是其余的例外：与其他爆炸物不同的是，它们爆炸的活动区域更大，并且不会随着耀斑产生日冕物质抛射。

“预测是NASA的“与星星共存”计划和任务的主要目标，未参加这项研究的马里兰州NASA戈达德太空飞行中心的SDO首席研究员Dean Pesnell说。SDO是第一个“带星生活”计划的任务。“诸如此类可以预料会发生强烈太阳耀斑的精确前兆，显示了我们在预测可能影响所有人的太阳风暴方面所取得的进展。”

虽然需要进行大量工作和验证才能使模型达到可以预测航天器或电网运营商可以采取行动的程度，但科学家们已经确定了他们认为发生大火炬所必需的条件。库萨诺说，他为取得令人鼓舞的第一个结果感到高兴。

他说：“我很高兴我们的新模式可以为这一努力做出贡献。”

参考：2020年7月31日，科学社，草野宽弥，伊豆智也，Yumi Bamba和Satoshi Inoue撰写的“一种可以预测即将到来的太阳耀斑的基于物理学的方法”，科学。DOI：
10.1126 / science.aaz2511