日冕物質(zhì)拋射是大尺度的太陽爆發(fā)現(xiàn)象,以每小時(shí)數(shù)百萬公里的速度從太陽拋出。其產(chǎn)生的高能粒子輻射會(huì)危及太空飛船、衛(wèi)星和航天員,而一旦撞到地球會(huì)造成衛(wèi)星導(dǎo)航、大面積電力和通訊中斷等,極大危及到現(xiàn)代科技社會(huì)。日冕物質(zhì)拋射直接催生了一個(gè)新的研究領(lǐng)域——空間天氣,并是空間天氣的主要驅(qū)動(dòng)者。
探討日冕物質(zhì)拋射在整個(gè)日地空間的傳播規(guī)律對(duì)于空間天氣研究和預(yù)報(bào)極其重要,并是空間物理學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)。近日,來自中國、美國和歐洲的科學(xué)家首次揭示了日冕物質(zhì)拋射在整個(gè)日地空間的傳播規(guī)律,該項(xiàng)工作有助于提高太陽風(fēng)暴研究和空間天氣預(yù)報(bào)。
基于美國國家航空航天局(NASA)雙子星的觀測,即“日地關(guān)系天文臺(tái)”(STEREO),科學(xué)家發(fā)展了一個(gè)獨(dú)特的三角測量技術(shù),該三角測量法可以連續(xù)跟蹤日冕物質(zhì)拋射在行星際空間的傳播并判定其傳播方向、距離和速度。利用該測量技術(shù),科學(xué)家成功歸納出快速日冕物質(zhì)拋射在整個(gè)日地空間的傳播規(guī)律,即脈沖加速相、快速減速相和近常速傳播相三個(gè)階段。其中,快速減速相的發(fā)現(xiàn)出乎意料,可能會(huì)改變空間物理學(xué)家對(duì)太陽風(fēng)暴能量在行星際空間耗散的物理機(jī)制的理解。
研究組還進(jìn)一步提出,在日地系統(tǒng)的第四和第五個(gè)引力平衡點(diǎn)(即L4和L5)各放置一顆衛(wèi)星,形成對(duì)太陽和日地空間的實(shí)時(shí)監(jiān)控和三角測量?!半m然我們不能判定日冕物質(zhì)拋射何時(shí)、何地在太陽上爆發(fā),但日冕物質(zhì)拋射一旦爆發(fā),利用該三角觀測我們可以實(shí)時(shí)地跟蹤它在日地空間的傳播并判定它的傳播路徑和速度,從而實(shí)時(shí)地做出預(yù)報(bào),就如同地面天氣預(yù)報(bào)一樣?!蔽恼碌谝蛔髡摺⒅锌圃簢铱臻g科學(xué)中心空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉潁研究員說。
(供稿:空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)
圖:STEREO衛(wèi)星觀測到的一個(gè)巨大的太陽風(fēng)暴如何橫穿行星際空間。其中帶豎條的斑點(diǎn)是地球的像。