探索太空天气的起源 - 用 Wolfram 技术重现太空宇宙的骤变

dannie

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2023 年 7 月 24 日，太阳背面发生爆炸。这次爆炸是由看不见的太阳耀斑引发的，将大量太阳物质抛入太空，即日冕物质抛射（CME）。

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几天后的 7 月 28 日，太阳释放了一次非常上镜的太阳耀斑:

上述动画使用 SolarImage Wolfram 函数存储库 (WFR) 项目，可以轻松可视化这些爆炸以及触发我们在地球上经历的太空天气的其他太阳事件。

在上面的动画中，太阳表面被 SOHO 航天器上的掩模遮挡，以便可以观察到较暗的日冕区域。虽然从动画中看不出来，但大部分物质是从地球对面喷射出来的，因此预计不会产生重大的地球效应。

尽管地球不在这一事件影响的视线范围内，但从地球的角度来看，欧洲的太阳轨道飞行器位于太阳的另一侧。地球和太阳轨道器的相对位置可以使用另一个 WFR 看到。太阳轨道飞行器在事件发生 32 小时后检测到了该事件。

巴士底日事件 (Bastille Day Event)

SpaceWeatherData WFR 已经推出一段时间了，它使我们能够探索太空天气的定量影响。例如，历史记录允许对太阳黑子进行“计数”，这些计数的结果得出官方太阳黑子数量，该数量将单个太阳黑子与加权的太阳黑子组相加。自 1600 年代以来，太阳黑子数使我们能够认识到太阳有 11 年的太阳黑子周期，在太阳黑子数较少的时期出现太阳极小期，在太阳黑子数较多的时期出现太阳极大期。

与太阳黑子数量相关，太阳耀斑通常源自太阳黑子群。例如，2000 年 7 月 14 日发生了一次强烈的太空天气事件，称为巴士底日事件。这甚至发生在太阳活动极大期附近，如下图所示。

SpaceWeatherData 还使我们能够可视化与强大的太阳耀斑相对应的太阳 X 射线发射。

借助 SolarImage，现在可以直观地看到太阳在这一事件期间的样子。下图显示了从  SOHO  太空船看到的太阳。中心上方和左侧的太阳黑子簇是巴士底日事件的起源。

在这张磁图中可以看到，来自这个太阳黑子群的相应磁场变得不稳定。

由于不稳定，磁力线重新连接并释放出强大的太阳耀斑，可以在下面的动画中看到，该动画提供了 195 埃的太阳视图，该位置处于极紫外范围。

2003 万圣节风暴

巴士底日事件三年后，2003 年万圣节附近发生了另一次太阳事件。SpaceWeatherData  显示来自太阳的 X 射线出现双尖峰。

在极紫外线下观察，可以看到一对强大的太阳耀斑来自中心下方和左侧的太阳黑子群。

耀斑后图像中出现的“静电”是来自太阳的粒子加速到接近光速然后撞击 SOHO 探测器的结果。

长丝 (Filaments)

除了太阳耀斑之外，太阳上复杂磁场可以产生的另一个特征是太阳细丝。这些是太阳表面上方长跨度的太阳等离子体，通常形成巨大的弧线。气体通常比周围的气体温度低，因此它们通常看起来更暗。这是一根于 2023 年 1 月形成并爆发的太阳长丝。

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