利用美国国家航空航天局(NASA)太阳动力学观测台(SDO)的数据，科学家们开发了一个新模型，成功地预测了上个太阳活动周期中最大的耀斑中的7次。随着更多的发展，该模型可以用于某一天对这些强烈的太阳辐射爆发进行预报。

 

在其11年的自然周期中，太阳从高活跃期到低活跃期，然后再回到高活跃期。科学家们将注意力集中在x级耀斑上，这是太阳耀斑中威力最大的一种。与较小的耀斑相比，像这样的大耀斑相对较少;在上一个太阳活动周期中，大约有50个太阳周期。但它们也会产生巨大的影响，从干扰无线电通信和电网运行，到——在最严重的情况下——在太阳辐射路径上危及宇航员。研究耀斑模型的科学家们希望有一天他们的努力可以帮助减轻这些影响。

 

在日本名古屋大学空间-地球环境研究所所长Kanya Kusano的带领下，杏耀流水一组科学家在一种磁图上建立了他们的模型:SDO对太阳表面磁场的观测。他们的研究结果发表在2020年7月30日的《科学》杂志上。

 

众所周知，耀斑是由太阳表面磁场活动的热点爆发的，称为活动区域。(在可见光下，它们表现为太阳黑子，一种使太阳上布满斑点的黑色斑点。)新模型的工作原理是确定活跃区域的关键特征，科学家们认为这些特征是引发大规模耀斑的必要条件。

 

第一个是初始触发器。太阳耀斑，尤其是x级耀斑，释放出巨大的能量。在火山爆发之前，这些能量包含在扭曲的磁场线中，在活跃区域形成不稳定的拱形。根据科学家的说法，高度扭曲的绳状线是太阳最大耀斑的前兆。通过足够的扭曲，两个相邻的拱可以合并成一个大的双拱。这就是所谓的磁重连的一个例子，其结果是一个不稳定的磁结构——有点像圆形的“M”——可以触发以耀斑的形式释放出大量的能量。

 

磁重连发生的地点也很重要，这也是科学家们建立模型来计算的一个细节。在一个活跃区域内，磁场有一个边界，磁场的一边是正的，另一边是负的，就像一个普通的冰箱磁铁。

 

“这类似于雪崩，”Kusano说。“雪崩从一个小裂缝开始。如果裂缝在陡峭的斜坡上，更大的碰撞是可能的。”在这种情况下，启动级联的裂纹是磁重联。当重连发生在边界附近时，就有可能发生大耀斑。在远离边界的地方，可利用的能量较少，而且萌芽的耀斑可能会逐渐熄灭——不过，Kusano指出，太阳仍可能释放出一种被称为日冕物质抛射的快速太阳物质云。

 

Kusano和他的团队观察了上个太阳活动周期中在太阳对地一侧产生最强耀斑的七个活跃区域(他们还集中观察了太阳最接近地球的部分耀斑，那里的磁场观测效果最好)。SDO对活动区域的观测帮助他们定位正确的磁场边界，并计算出热点的不稳定性。最后，他们的模型预测了9次耀斑中的7次， 杏耀平台 ，其中3次为误报。Kusano解释说，这个模型没有考虑到的两个星体是其他星体的例外:与其他星体不同的是，它们爆炸的活跃区域要大得多，并且没有伴随着耀斑产生日冕物质抛射。

 

“预测是NASA与恒星计划和任务一起生活的一个主要目标，”Dean Pesnell说，他是位于马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心的SDO首席研究员，他没有参与这项研究。SDO是第一个执行星际计划任务的人。“像这样能够预测重大太阳耀斑的准确前兆，显示了我们在预测这些可能影响到每个人的太阳风暴方面所取得的进展。”

 

虽然需要做更多的工作和验证，杏耀游戏才能使模型能够预测航天器或电网运营商可以采取的行动，但科学家们已经确定了他们认为对大型耀斑是必要的条件。Kusano说他对第一个有希望的结果感到很兴奋。

 

他说:“我很高兴我们的新模式能够为这一努力做出贡献。”