【簡(jiǎn)介：】磁暴觀測(cè)早已成為各地磁臺(tái)站的一項(xiàng)常規(guī)業(yè)務(wù)。在所有空間物理觀測(cè)項(xiàng)目中，地面磁場(chǎng)觀測(cè)最簡(jiǎn)單可行,也易于連續(xù)和持久進(jìn)行,觀測(cè)點(diǎn)可以同時(shí)覆蓋全球陸地表面。因此磁暴的地面觀測(cè)

磁暴觀測(cè)早已成為各地磁臺(tái)站的一項(xiàng)常規(guī)業(yè)務(wù)。在所有空間物理觀測(cè)項(xiàng)目中，地面磁場(chǎng)觀測(cè)最簡(jiǎn)單可行,也易于連續(xù)和持久進(jìn)行,觀測(cè)點(diǎn)可以同時(shí)覆蓋全球陸地表面。因此磁暴的地面觀測(cè)是了解磁層的最基本、最有效的手段。在研究日地空間的其他現(xiàn)象時(shí)，往往都要參考代表磁暴活動(dòng)情況的磁情指數(shù)，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和相關(guān)性研究。
磁暴引起電離層暴，從而干擾短波無線電通訊；磁暴有可能干擾電工、磁工設(shè)備的運(yùn)行；磁暴還有可能干擾各種磁測(cè)量工作。因此某些工業(yè)和實(shí)用部門也希望得到磁暴的預(yù)報(bào)和觀測(cè)資料。
磁暴研究除了上述服務(wù)性目的之外，還有它本身的學(xué)科意義。磁暴和其他空間現(xiàn)象的關(guān)系，特別是磁暴與太陽風(fēng)狀態(tài)的關(guān)系，磁暴與磁層亞暴的關(guān)系，以及磁暴的誘發(fā)條件，供應(yīng)磁暴的能量如何從太陽風(fēng)進(jìn)入磁層等等問題，至今仍是磁層物理最活躍的課題。磁暴作為一種環(huán)境因素，與生態(tài)的關(guān)系問題也開始引起人們的注意和興趣。25年來最強(qiáng)太陽磁暴
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，尤利塞斯號(hào)太陽探測(cè)器捕捉到如今25年來最強(qiáng)的一次太陽耀斑活動(dòng)。設(shè)想你徒步穿過南極，遭遇了冰雪、寒風(fēng)和數(shù)月的艱辛，最終南極點(diǎn)的就在你的前面，這時(shí)一場(chǎng)撒哈拉沙漠的大風(fēng)暴卻突然襲來……
這一場(chǎng)景就是科學(xué)家們描述歐洲航天局和美國(guó)國(guó)家航空航天局的尤利塞斯號(hào)太陽探測(cè)器上一年12月份時(shí)遭遇的情況。美國(guó)國(guó)家航空航天局總部尤利塞斯號(hào)太陽探測(cè)器計(jì)劃科學(xué)家阿里克?波斯納說，“正當(dāng)尤利塞斯號(hào)接近太陽南極時(shí)，它遭遇了高能粒子云形成的“沙塵暴”，這些高能粒子包括質(zhì)子、電子和重離子。高能粒子云出現(xiàn)在太陽的南極點(diǎn)就像是撒哈拉沙漠風(fēng)暴出現(xiàn)在南極一樣令人感到突兀。
這一奇特的事件開始于2006年12月5日。
波斯納說，太陽東部邊緣突然出現(xiàn)的巨大而猛烈的太陽黑子活動(dòng)讓天文學(xué)家們十分興奮。這一黑子出現(xiàn)于12月5日，并產(chǎn)生了25年來最強(qiáng)的一次太陽耀斑活動(dòng)。按照太陽耀斑的“里氏分別”劃分，1級(jí)的程度就很強(qiáng)烈，而12月5日這次的級(jí)別是9級(jí)。地球軌道上的傳感器探測(cè)到了X射線暴，不久由質(zhì)子、電子和重離子組成的高能粒子云從噴發(fā)點(diǎn)噴射出來。這就尤利塞斯號(hào)探測(cè)器遭遇的高能粒子云。
這一過程在12月6日和12月13日又再次出現(xiàn)，強(qiáng)度有所不同，分別為6級(jí)和3級(jí)。每一次暴發(fā)都會(huì)形成自己的高能粒子云。阿里克?波斯納說，“我們將這些云稱為‘磁暴’，在大型耀斑活動(dòng)后通常會(huì)出現(xiàn)這種情況?！?br>新漢普郡大學(xué)物理學(xué)家布魯斯?麥克吉本說，“這三次磁暴均被尤利塞斯號(hào)探測(cè)器捕捉到。12月6日的磁暴強(qiáng)度特別大，以重離子為主?！辈剪斔?麥克吉本是尤利塞斯號(hào)探測(cè)器上攜帶的探測(cè)高能粒子宇宙及太陽粒子研究?jī)x的主要研究人員。
德國(guó)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用物理學(xué)院的伯恩德?赫伯（音）教授說，12月6日的磁暴強(qiáng)度之大，“如果地球處于尤利塞斯號(hào)探測(cè)器的位置上的話，我們?cè)诘孛嬉矔?huì)感受到這一事件的影響?！睋Q句話說，高能粒子會(huì)穿過地球的大氣層直達(dá)地面。赫伯是尤利塞斯號(hào)探測(cè)器的上攜帶的基爾電子望遠(yuǎn)鏡 (KET)的主要研究人員，這一傳感器可以探測(cè)得到超高能電子、質(zhì)子和離子。
麥克吉本說，這些觀測(cè)資料讓科學(xué)家也感到非常疑惑。太陽黑子的位置靠近太陽赤道，而尤利塞斯號(hào)探測(cè)器位于太陽南極上空。太陽磁場(chǎng)應(yīng)該把磁暴限制在較低的緯度。磁暴是如何抵達(dá)尤利塞斯號(hào)探測(cè)器的呢？
美國(guó)國(guó)家航空航天局非常希望解開這個(gè)謎團(tuán)。太陽磁暴能夠引起地球上的通信中斷，地球軌道上的衛(wèi)星失靈，在極端情況下還能給宇航員帶來致命傷害。波斯納說，“我們需要預(yù)報(bào)出這些磁暴的軌跡?！?br>關(guān)鍵問題是太陽的磁場(chǎng)。就像地球上的磁場(chǎng)指引指南針的指針一樣，太陽的磁場(chǎng)也指引著磁暴的方向。磁暴是由帶電粒子組成，帶電粒子自動(dòng)遵循著磁力線的軌跡。
科學(xué)家在過去預(yù)測(cè)磁暴的方法是依賴于“帕克螺旋線”，是芝加哥大學(xué)物理學(xué)家尤金?帕克提出的磁場(chǎng)模型。根據(jù)這一模型，太陽的磁場(chǎng)是從太陽表面曾螺旋線狀向太陽系延伸。波斯納說，“這就像是草坪上回轉(zhuǎn)噴水器噴出的螺旋水流那樣?！?br>帕克螺旋線理論做出了一個(gè)直接的預(yù)測(cè)：磁暴開始于赤道并保持在赤道附近。一次磁暴可能會(huì)擴(kuò)展到太陽系并襲擊到地球，它不會(huì)遠(yuǎn)離太陽赤道平面。但是，它不應(yīng)該襲擊到太陽南極上空的尤利塞斯號(hào)探測(cè)器。
顯然，一個(gè)完美的螺旋線理論還無法解釋這件事。現(xiàn)實(shí)中的太陽磁場(chǎng)能夠發(fā)生一些扭轉(zhuǎn)并形成一個(gè)從赤道通向兩極的通道。 此前的一個(gè)證據(jù)可以印證這個(gè)想法，在2000年和2001年間，在上一個(gè)太陽活動(dòng)極大年時(shí)，太陽的磁場(chǎng)完全扭在一起，而非帕克結(jié)構(gòu)。麥克吉本說，在那段時(shí)間里尤利塞斯號(hào)探測(cè)經(jīng)經(jīng)歷了六次大范圍的磁暴。
如果這些通道存在的話，發(fā)現(xiàn)并了解這些通道就是未來要面臨的工作。波斯納說：“同時(shí)，有一點(diǎn)是清楚的，那就是在太陽系內(nèi)部沒有避免磁暴而絕對(duì)安全的地方?！?/p>