我们是否低估了太阳风暴的威胁？科学家称，值得考虑”千年一遇”的灾难
撞击地球的最强太阳风暴可能比科学家意识到的更具破坏力，一项新研究表明，极端太空天气的影响一直被系统性低估。
这项于7月15日发表在《自然》杂志上的研究挑战了一个长期存在的关于地磁暴的假设：即其强度存在上限。研究团队发现，这个表观上限并非物理约束，而是测量位置造成的人为假象。
测量的不足之处
大多数太阳风测量数据来自部署在日地拉格朗日点L1的航天器，该点位于地球上游约150万公里（约93万英里）处，正好处在地球和太阳之间。在这个距离上，最强的太阳风在到达地球附近之前就已经开始减弱和消散。因此，L1的数据使得地球高层大气似乎在超过某一阈值后停止响应——而新研究显示这一结论是错误的。
研究团队分析了NASA在更接近地球的轨道上运行的航天器采集的超过100万个太阳风测量数据，这些航天器位于太阳风与地球磁场直接相互作用的高度。结果很清楚：高层大气中的电流随着太阳风增强而持续加强，没有任何上限的迹象。
“我们的地球磁场在保护我们免受许多太空天气影响方面做得非常出色，因此这些影响通常只表现为小故障或美丽的极光，”该研究的合著者、兰卡斯特大学的玛丽亚·沃拉赫说。”然而，确实存在极端情况。”
这对现代技术意味着什么
一场千年一遇的太阳风暴现在可能产生比早期模型预测的强得多的地磁扰动。对于一个日益依赖卫星、电网和通信网络的社会来说，这一发现具有现实意义。
1859年的卡林顿事件是有记录以来最强的地磁暴，它扰乱了全球的电报系统，并在远至热带地区产生了可见的极光。今天发生类似强度的风暴可能会使卫星电子设备失效，使GPS导航瘫痪数天，并导致大范围的电网故障。1989年由一场温和得多的风暴引发的魁北克电网瘫痪曾使数百万人断电。2003年的万圣节风暴扰乱了卫星和通信。
2024年5月的地磁暴是20多年来最强的一次，在美国和欧洲大部分地区产生了壮观的极光，但只造成了间歇性的干扰——这提醒人们，即使是中等强度的风暴也可能影响现代基础设施。
“幸运的是，这些非常极端的情况很罕见，但这也意味着我们可用的数据有限，只有时间才能告诉我们千年一遇的极端事件究竟会发生什么，”沃拉赫说。
及时的提醒
太阳目前正处于大约11年太阳周期的峰值附近，太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射发生频率升高。这项研究并不表明前所未有的风暴即将来临，但它指出，科学家和政策制定者可能需要重新思考他们如何评估最罕见事件的严重性——随着人类对太空技术的依赖日益加深，这一挑战变得更加紧迫。
Image credit: NASA/SDO
婷 翻译