墨西哥 - 艾赫巴里通讯社
空间天气预报革命：揭示隐藏的太阳周期以预测重大爆发
我们的太阳，这颗我们通常视为光和热恒定来源的恒星，是一个动态且有时不稳定的天体。作为其力量的严峻提醒，今年二月的头四天见证了六次强大的X级太阳耀斑的惊人冲击。其中包括一个X8.1级的事件，这是多年来记录到的最强烈的事件。虽然对公众来说，这些爆发主要表现为无线电信号中断和壮观的极光景象，但它们起到了关键的警示作用。对于太阳物理学家来说，这种强烈的活动证实了人类正经历着一代人以来太阳产生的最危险时期之一。
太阳耀斑按强度分类，最极端的被称为“超级耀斑”或S级事件，分类等级高于X10。此类事件直接击中地球人口稠密地区可能造成的后果是严重的：大范围电网故障、关键卫星失灵、GPS导航系统中断以及高纬度地区飞机乘客遭受严重辐射。这些超级耀斑虽然罕见，却构成了切实威胁，直到最近，提前数小时以上预测它们几乎是不可能的。
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然而，现在，由墨西哥国立自治大学的Victor Velasco Herrera领导的国际团队的开创性工作正在弥合这一预测差距。他们设计了第一个预测系统，旨在识别超级耀斑的高风险窗口期，提供提前数月甚至一年的预测。此外，该系统还能精确指出太阳表面最有可能成为这些高能事件来源的特定区域。这项研究发表在《地球物理学研究：空间物理学》杂志上，其基础是来自地球静止运行环境卫星（GOES）长达五十年的X射线观测数据，时间跨度从1975年到2025年。
通过仔细分析这半个世纪的数据，该团队发现了太阳复杂行为中两个先前未被识别的节律性周期。一个周期大约为1.7年，另一个周期每七年重复一次。这两个周期都与太阳表面特定区域的磁能积累密切相关。研究表明，当这两个周期在特定配置下对齐时，发生超级耀斑的可能性会急剧增加。利用这些周期性模式以及先进的机器学习技术，该团队现在不仅能够预测危险增加的时间，还能精确预测风险最集中的太阳区域。
对于当前的第25个太阳周期，该模型已确定了两个关键的危险高峰窗口。第一个窗口预计从2025年中期持续到2026年中期，重点关注太阳的南半球。第二个窗口预计在2027年初至年中，中心位于更靠北的区域。这一分析强烈表明，我们目前正处于一个太阳危险加剧的时期。
鉴于这些发现，Victor Velasco Herrera评论了NASA将Artemis II月球任务推迟到三月的决定。他指出，虽然推迟是明智的，但考虑到当前的太阳活动和团队的预测，将发射推迟到2026年底可能会提供一个更安全得多的轨迹。
也许对新预测方法最令人信服的验证，是在该团队研究论文的同行评审过程中偶然发生的。提交论文后不久，分析欧洲空间局“太阳探测器”（Solar Orbiter）航天器数据的科学家们报告说，在太阳的远侧——即地球永远无法看到的半球——爆发了一系列大规模的超级耀斑。这些事件发生在2024年5月，包括X11.1、X9.5、X9.7以及一次巨大的X16.5级耀斑。由于它们发生在地球仪器无法观测到的区域，因此当时一直未被发现。当预测团队将这些先前未知的远侧爆发与他们的预测模型进行交叉比对时，他们发现了一个惊人精确的匹配。
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尽管研究人员将其描述为“纯粹的运气”，但也极具启发性。该预测是在对远侧超级耀斑一无所知的情况下开发的。然而，随后对其进行的发现以及与模型预测模式的完美吻合，证明了这种基于物理学的方法不仅适用于面向地球的半球，而且适用于整个太阳。这项突破有望使卫星运营商能够提前获得预警，从而调整轨道；使电网管理者能够实施保护措施；并使航天机构能够围绕太阳危险的日历更具战略性地规划任务，而不是仅仅寄希望于好运。在过去四十五亿年里，太阳一直按照自己的时间表运行；我们现在才刚刚开始学会解读它。
