預測人員警告稱,由于一個巨大的日冕洞正在將太陽風吹向我們,可能會發生G2級地磁暴。
(圖片來源:左:NOAA GOES。右:Canva Pro)一個巨大的蝴蝶形日冕洞已經出現在太陽大氣層中,目前正向地球噴射一股快速移動的太陽風,這可能會在本周末引發中度地磁暴和令人眼花繚亂的極光。
預計來自這一引人注目的特征(跨度約為 310,000 英里,即 500,000 公里)的高速太陽風將于 9 月 14 日左右到達地球。
美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的空間天氣預測中心發布了稍微謹慎的預測,預計峰值僅為 G1 級。但如果太陽的嵌入式磁力線與地球的磁力線有利地對齊,則仍然存在更強活動的潛力。
地磁暴的強度分為五個等級,從 G1(輕微)到 G5(極端)。當地球磁場與太陽風相互作用時,就會發生地磁暴。來自太陽風的帶電粒子與上層大氣中的氣體(如氧氣和氮氣)碰撞,將能量傳遞給它們。這種能量以光的形式釋放出來,產生了夜空中看到的五彩繽紛的景象。太陽風越強,極光就會變得越活躍,分布范圍也越廣。NOAA 的 WSA-Enlil 太陽風模型顯示了預測的等離子體密度(頂部)和徑向速度(底部)在整個太陽系中的情況。太陽位于中心(黃色),地球是綠色,STEREO A 是紅色。這些預測有助于追蹤太陽風流和潛在的 CME 影響。(圖片來源:美國國家海洋和大氣管理局空間天氣預測中心)
羅素-麥克菲倫效應
本周末的暴風雨預警恰逢極光觀測的特殊時期。在春分和秋分前后,地球在太空中的方向使地球的磁場更容易與太陽風攜帶的星際磁場連接。這種對地磁活動的季節性增強被稱為羅素-麥克菲倫效應,由地球物理學家克里斯托弗·羅素和羅伯特·麥克菲倫于 1973 年首次描述。
在春秋分時,太陽直射地球赤道,使兩個半球的晝夜相等。與此同時,地球的磁極排列的方式使入射的太陽風流可以更有效地與磁層連接。在一年中的大部分時間里,地球的傾斜導致地球和太陽的磁場略微錯位,這有助于偏轉一些入射的帶電粒子。但在二分點前后,這種天然緩沖會減弱。因此,空間天氣擾動(例如來自日冕洞或日冕物質拋射 (CME))可能會產生更強的沖擊。
長期研究表明,在春分和秋分月份發生地磁暴的可能性大約是 6 月和 12 月冬至前后發生地磁暴的兩倍。隨著秋分在 9 月 22 日到來,即使是適度的太陽風流也已準備好產生比其他情況更明亮、更廣泛的極光。