美科学家发现日冕物质抛射(CMEs)形状的新信息

科技工作者之家  |   2018-09-03 15:06

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俗话说,一切旧事物都可重焕生机。虽然这一常见习语通常指的是时尚、设计或技术,但美国新罕布什尔大学的科学家们发现,即使是在研究领域,这句话也有一定道理。在回顾一些较旧的数据时,研究人员发现了日冕物质抛射(CMEs)形状的新信息。日冕物质抛射是太阳等离子体和磁场的大规模爆发,在将来的某一天,日冕物质抛射可能有助于保护太空中的卫星和地球上的电网。研究于8月29日发表在《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。

新罕布什尔大学太空科学中心研究助理教授Noe Lugaz说:“自20世纪70年代末以来,人们一直认为,日冕物质抛射(CMEs)就像一个两端都固定在太阳上的巨大彩虹圈(一种弹簧玩具),日冕物质在喷发后大约一到三天到达地球。但我们的研究表明,它们的形状可能并非如此。”

了解CMEs的形状和大小很重要,因为这有助于更好地预测它们会在何时以及如何影响地球。虽然CMEs是产生美丽而强烈的极光的主要源头之一,但它们也会损坏卫星,扰乱无线电通信,对电力传输系统造成严重破坏,造成大规模的长期断电。现在,对于CMEs我们只能进行单点的测量,这使得科学家们难以判断它们的形状。但这些测量结果对太空预报员很有帮助,可以在撞击前30到60分钟发出预警。我们的目标是将通知时间延长到几个小时(最好是24小时),以便就是否关闭卫星或电网做出更明智的决定。

《天体物理学杂志通信》载文称,研究人员对美国国家航空航天局(NASA)的两艘通常绕地球运行的航天器——Wind和ACE——的数据进行了深入观察。他们分析了2000年到2002年之间的21个CMEs数据,当时Wind从ACE中分离出来,分离距离只有1%个天文单位(AU)(1AU=9300万米)。因此,Wind当时并不是与ACE一起位于地球前面,而是垂直于日地线,或者在日地线侧面。

Lugaz说:“因为它们之间的距离通常很近,所以很少有人会把Wind和ACE的数据进行比较。但15年前,它们是分开的,而且位置合适,使我们可以回溯并注意到测量结果之间的差异,而且随着分离程度的增加,差异也越来越大,这让我们对彩虹圈形状产生了疑问。”

这些数据表明,可能存在着其他一些形状:CMEs不是简单的彩虹圈形状(它们可能是变形的或者完全是其他的形状),或者CMEs就是彩虹圈形状,只不过它要比以前想象的小得多(大约小四倍)。

虽然研究人员认为,还需更多的研究,但Lugaz表示,这些信息对于未来的太空天气预报很重要。因为NASA和NOAA正在考虑其他任务,研究人员说,这项研究表明,未来的航天器可能首先需要调查它们与日地线之间的距离,才能做出有益的、更先进的预测。

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  编译:冰融   审稿:阿淼  责编:张梦

期刊来源:《天体物理学快报》

期刊编号:2041-8205

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180830113041.htm

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