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加州大学洛杉矶分校新闻

研究人员发现了太空天气的新来源——离家太近研究人员发现了太空天气的新来源——离家太近

在地球大气层之外,是由带电粒子——离子和电子——组成的漩涡云那来自太阳。这“;太阳能wind”缓冲了磁层,即环绕地球的磁场。

就像风和风暴在我们的大气层中创造天气一样,强烈的太阳风穿过磁气圈可以产生磁暴,产生强大的电流,影响我们的生活。

美国宇航局忒弥斯任务小组的一项新研究由加州大学洛杉矶分校空间物理学教授瓦西里斯·安杰洛普洛斯领导;这是第一次证明这样的风暴可以比之前认为的离地球更近,与关键天气、通信和GPS卫星的轨道重叠。研究小组的发现发表在《自然物理》杂志上。

磁暴会产生耀眼的北极光,或者产生危险的粒子,它们会向宇宙飞船和宇航员倾斜,使他们无法工作。在某些情况下,磁暴会使电网瘫痪,破坏无线电通讯,腐蚀管道,甚至在赤道附近产生可见的极光。

“通过研究磁气圈,我们提高了应对人类冒险进入太空的最大危险——由太阳驱动的风暴——的机会。”上地说。

1921年发生的一起事件说明了磁暴的巨大威力。当时,磁暴扰乱了电报通信,导致电力中断,导致纽约市的一个火车站被夷为平地。1972年,阿波罗16号和17号宇航员差一点就发生了致命的太阳喷发。这些事件强调了在更多的人类冒险进入轨道时应该评估的潜在危险。另一项研究估计,如果今天发生类似的风暴,美国每天因停电造成的经济损失可能会超过400亿美元。

空间电流如何影响极光和磁暴,在空间物理学界一直争论不休。由于风暴很少发生,卫星覆盖也很少,研究人员很难探测到这些风暴的动力过程。

当太阳风的磁能被转移到磁气圈时,它会不断累积,直到通过一个称为磁重联的过程将其转化为热量和粒子加速度。经过几十年的研究,研究人员仍然不清楚磁力线在风暴期间的确切位置。

最近多颗卫星的观测结果表明,磁暴可以通过磁极重连在离地球更近的地方引发,这比之前认为的可能性要大得多。美国宇航局的三颗THEMIS卫星观测到的磁场重连距离地球只有三到四倍直径。研究人员没有料到这种情况会发生在地球附近相对稳定的磁场结构中。

后来,一颗在地球静止轨道上离地球较近的气象卫星探测到与磁暴有关的带电粒子。

气象卫星证明,这种近地重连刺激了离子和电子加速到高能量,对在这一共同轨道上运行的数百颗卫星构成了威胁。这些粒子会破坏电子设备和人体DNA,增加宇航员辐射中毒和癌症的风险。一些粒子甚至可以进入大气,影响飞机乘客。

只有通过直接测量磁重联及其产生的能量流,我们才能令人信服地证明这种意想不到的风暴发电机制。论文的主要作者安杰洛普洛斯说。“捕捉到这一罕见的、比以往任何时候都更接近地球的事件,迫使我们修正之前关于重新连接过程的假设。”

这一发现将最终帮助科学家完善磁气圈对太阳风反应的预测模型,为卫星、宇航员和能源网的下一次“大风暴”提供宝贵的额外时间,甚至几天。在太空中。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/releases/space-weather-discovered-too-close-to-home