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科學家們已經學會預測對地球人有害的電漿發射的 3D 軌跡

2024-03-08科學

斯科爾科沃科學技術研究所的研究人員與西北研究協會、格拉茲大學和 Kanzelhöhe 天文台的同事一起開發了創新的 DIRECD(CME 方向調暗推斷估計)方法,該方法可以早期估計方向三維空間中日冕物質拋射的傳播。這些數據對於減少太陽事件對太空和地球上許多行業和技術系統的負面影響非常重要。

使用 DIRECD 方法對 2011 年 9 月 6 日的日冕物質拋射進行 3D 重建,並對其傳播方向進行了早期估計。黑色直線是 DIRECD 錐體的中心軸。球體上的黑色輪廓是太陽盤上的變暗區域 。

研究結果將發表在【天文學與天體物理學】雜誌上。該文章的預印本可以在 Arxiv.org 上找到。

日冕物質拋射是巨大的電漿磁性氣泡,以每秒數百至數千公裏的速度從太陽表面噴發到周圍空間。如果這樣一個帶電粒子氣泡沖向地球,那麽當穿過地球磁層時,它會引起地磁風暴和極光,這可能會導致太空和地球上技術系統的執行嚴重中斷,並產生放射線對太空人的危險。

不幸的是,目前在發展的早期階段檢測日冕物質拋射極其困難。一般來說,它只有在發展階段才能被檢測到,當它出現在特殊日冕儀的視野中時,這種日冕儀會產生人造日食的效果,但同時會隱藏太陽盤的幾個半徑。

為了解決在噴射發展的早期階段估計三維空間中噴射運動方向的難題,DIRECD 方法直接使用太陽上的噴射痕跡 - 日冕變暗。這些是日冕極紫外影像中的黑點。變暗的出現反映了電漿噴射過程中日冕中物質的損失。為了在這項研究中開發 DIRECD 方法,科學家們利用了之前的工作,證明了變暗與日冕物質拋射形態之間的關系,並且還展示了利用日冕變暗來檢測和研究其早期階段的拋射的前景。前進演化。

該研究的第一作者、Skoltech 研究生 Shantanu Jain 堅信,這種新方法為進一步研究開辟了廣闊的前景:「我們的方法使我們能夠在日冕物質拋射發展的早期階段估計其傳播方向。 ,甚至在機載日冕儀檢測到之前。「特別重要的是,僅憑從太陽噴射最初階段的影像中獲得的二維調光數據,我們就可以準確估計其三維參數,特別是其在三維空間中的運動方向」。

「我們的方法對於研究針對地球的排放特別有用。在這些情況下,該方法將解決與根據位於日地線上的日冕儀數據估計拋射參數的困難相關的問題,因為這些儀器主要觀察日冕物質拋射的膨脹,而不是其運動方向。現在我們正在接近 11 年太陽周期的峰值,此時太陽活動顯著增加,這意味著太陽黑子、耀斑和日冕物質拋射的數量增加。」該研究的合著者、斯科爾理工學院系統中心主任補充道工程學副教授 Tatyana Podladchikova。

科學家的這一開創性研究為空間天氣預報方法和技術的發展開辟了新的前景,從而為利用衛星通訊的工業以及航空、電網、通訊、交通、管道和應急服務的更穩定執行創造了條件。在太陽活動仍然是影響互連技術系統執行的關鍵因素的情況下,DIRECD 方法可以顯著擴充套件預測太陽風暴並減少其後果的能力。