一次强烈的太阳喷发最近引发了地球罕见的“强地磁风暴”警报，美国海军研究实验室捕捉到日冕物质抛射以每秒 1700 公里的速度向我们袭来。这些来自地球的太阳辐射会对卫星、GPS系统甚至电网造成严重破坏。

5月31日，一次强烈的太阳爆发引发了罕见的严重地磁风暴警报。科学家利用实时太空工具追踪日冕物质抛射，强调了它对卫星和通信系统构成的风险。图片来源：美国海军研究实验室

随着极光意外地出现在遥远的南方，科学家们强调了实时数据在保卫基础设施和军事战备方面的关键作用。海军研究实验室数十年来的空间天气研究，包括使用LASCO和CCOR-1等仪器，已被证明在预测和减轻空间天气危害方面发挥着至关重要的作用。

我们都习惯了局部天气预警，但并非每天都有覆盖全球的预警。5月31日，科学家探测到太阳的一次强烈爆发，引发了地球罕见的“强地磁风暴”警告。

美国海军研究实验室（NRL）利用先进的太空仪器实时捕捉到了这一戏剧性事件。他们目睹的是一次强大的日冕物质抛射（CME），即巨大的太阳等离子体和磁能爆发，直直地向我们袭来。

美国海军研究实验室日光层科学部的计算科学家卡尔·巴塔姆斯博士表示：“我们的观测表明，这次喷发是所谓的‘晕日冕物质抛射’，也就是说，它是从地球发出的，我们对数据的初步分析显示，这次喷发的视速度超过每秒 1700 公里。”

美国国家海洋和大气管理局（NOAA ）CCOR-1日冕仪拍摄的图像 ，显示了2025年5月31日的“晕”日冕物质抛射。CCOR-1日冕仪于去年发射升空，由海军研究实验室（NRL）设计和建造，是第一台为NOAA提供关键实时观测数据的可运行日冕仪，用于发布空间天气预报和风暴警报。图片来源：NOAA CCOR-1了解地磁风暴及其触发因素

这类太阳风暴会将太阳风的巨大能量输送到地球周围的太空，扰乱地球磁场。当太阳磁场指向南时，它会剥离地球的保护性磁层，使带电粒子涌入，引发强烈的地磁活动。

美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 将此次太阳风暴评定为五级中的 G4 级，属于“严重”类别。

像这样的日冕物质抛射可能会对科技造成巨大的破坏。它们可能会暂时摧毁卫星，扰乱GPS信号，并干扰无线电通信。在极端情况下，它们甚至会损坏航天器，增加卫星的大气阻力，使其偏离轨道。

巴塔姆斯说：“这种干扰可能会损害态势感知，妨碍指挥和控制，影响精确制导系统，甚至影响电网，直接影响军事准备和作战效能。”

来自美国海军研究实验室（NRL）LASCO C3日冕仪的图像，显示了导致2025年5月31日G4级地磁风暴的“晕”日冕物质抛射。NRL的LASCO仪器自1996年以来一直在太空运行，并促进了空间天气领域的发展。图片来源：NRL

日冕物质抛射是太阳日冕中等离子体和磁场的巨大喷发，通常携带数十亿吨物质。日冕物质抛射通常需要几天时间才能到达地球，但据观测，最强烈的事件最快仅需18小时即可到达地球。

“日冕物质抛射是太阳低日冕的爆炸性释放，是空间天气的主要驱动因素，在了解地球磁层、电离层和热层的状况方面发挥着核心作用，”海军研究实验室空间科学部先进传感器技术部门的研究物理学家 Arnaud Thernisien 博士解释道。

5月30日的事件中，太阳朝向地球的一侧爆发了一次相对缓慢但威力强大的耀斑。其释放的能量将日冕物质抛射直接击向地球，引发了一场地磁风暴，并在远至新墨西哥州南部的地方产生了极光。

NRL的太空仪器（运行于NASA和NOAA的航天器上）为此次事件提供了至关重要的实时观测。值得一提的是，NRL自1996年以来一直运行的备受赞誉的大角度光谱日冕仪（LASCO）以及2024年发射的紧凑型日冕仪1号（CCOR-1）都传递了关键数据。

此类观测对于实际的空间天气监测至关重要，使预报员能够预测事件到达地球的时间以及它可能引发的地磁风暴。虽然准确预测地磁风暴的严重程度、确切时间或持续时间仍然具有挑战性，但这些预警对于国防部 (DoD) 和其他机构做好准备至关重要。

严重的地磁风暴对国防部和海军部的任务可能造成重大而深远的影响。这些事件可能会破坏或削弱关键系统和能力，包括卫星通信、全球定位系统 (GPS) 导航和授时以及各种遥感系统。

“自该领域诞生以来，NRL一直是太阳物理学和空间天气研究的先驱，其历史可以追溯到1971年NRL通过太空观测首次发现日冕物质抛射，”巴塔姆斯说道。“自那时起，NRL凭借一系列突破性的仪器，始终保持着日冕成像领域的前沿地位，推动了日球层和空间天气的研究。”

其中包括：

LASCO 日冕仪自 1996 年起在 ESA-NASA 太阳和日光层探测器 ( SOHO )联合任务中运行

自 2006 年以来，NASA 太阳地关系观测站 (STEREO) 双航天器上安装的日地连接日冕和日球层调查 (SECCHI) 仪器组

自 2018 年起，NASA 帕克太阳探测器 (PSP) 上的帕克太阳探测器宽场成像仪(WISPR)

太阳轨道器日球成像仪 (SoloHI) 自 2019 年起在欧空局的太阳轨道器任务中运行

NOAA 的 CCOR-1 由 NRL 设计和建造，自 2024 年起在 NOAA 的 GOES-19 上运行

这些资产，特别是像 LASCO 和 CCOR-1 这样的仪器，对于提供预报员分析和评估日冕物质抛射、确定地球撞击可能性以及及时发出警告所需的关键实时图像是必不可少的。

“它们构成了我们预测和减轻太空天气影响能力的支柱。随着G4强地磁风暴预警持续进行，我们鼓励公众和关键基础设施运营商访问美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的空间天气预报中心，获取最新信息和更新，”瑟尼森说道。

日冕物质抛射从其在太阳上猛烈爆发到抵达约9300万英里外的地球，其历程凸显了太阳系的动态特性，以及海军研究实验室对太阳物理学研究和空间天气防备的持续重要贡献。从此类事件中收集的数据将有助于未来的研究，进一步增强我们的理解和预测能力，并最终增强国家安全和关键基础设施的韧性。

编译自/ScitechDaily