NASA發現太陽大耀斑爆發前的秘密警訊

長久以來，科學家一直苦於難以精準預測太陽耀斑。然而，近期運用美國國家航空暨太空總署（NASA）太陽動力天文臺（Solar Dynamics Observatory）的資料，有了突破性的發現：日冕環的閃爍現象。這些位於太陽大氣層中形似拱門的結構，會在耀斑爆發前數小時出現不規則的亮度波動，有望成為急需的早期預警系統。

太陽耀斑是太陽釋放的強大能量爆發，會將帶電粒子送入太陽系。多年來，科學家一直努力尋求精準預測之法。如今，研究人員透過太陽動力天文臺的資料，發現太陽大氣層（日冕）中的閃爍環，可能是即將發生太陽耀斑的早期跡象。這一發現有助於NASA及其他組織保護太空人、衛星和地面技術裝置，免受太空天氣的潛在危害。

由加州聖地牙哥預測科學公司（Predictive Sciences Inc.）的太陽物理學家艾米莉・梅森（Emily Mason）領導的研究團隊，聚焦於日冕環，也就是從太陽表面延伸出來的拱形結構。這些日冕環形成於磁場活躍區域，而太陽耀斑也正是源自這些區域。研究團隊觀察了50次強烈太陽耀斑附近的日冕環，分析它們在耀斑爆發前數小時內，極紫外光亮度的變化，並與非耀斑區域上方的日冕環進行比較。結果發現，耀斑區域上方的日冕環亮度變化，比非耀斑區域上方的日冕環要劇烈得多，就像閃爍的警示燈。

梅森解釋道：「我們發現，活躍區域上方的某些極紫外光，會在太陽耀斑爆發前數小時不規則地閃爍。這一結果對於理解耀斑非常重要，也可能提升我們預測危險太空天氣的能力。」該研究成果於2024年12月發表在《天體物理學快報》（Astrophysical Journal Letters）上，並於2025年1月15日在美國天文學會第245次會議的新聞釋出會上公佈。研究結果還顯示，較強的耀斑，其日冕環閃爍會更早達到峰值，但研究團隊表示，還需要更多觀測來證實這一關聯。

其他研究人員曾嘗試透過檢測太陽磁場，或尋找日冕環其他特徵的一致趨勢，來預測太陽耀斑。然而，梅森及其同事認為，測量日冕環的亮度變化，可能比這些方法提供更精準的預警，能夠提前2至6小時預測耀斑，準確率達到60%至80%。

研究團隊成員、俄亥俄州賴特・帕特森空軍基地空軍技術學院的塞思・加蘭（Seth Garland）表示：「許多已開發的預測方案，仍然只是預測某段時間內耀斑發生的可能性，而不一定能確定精確的時間。」論文第一作者、空軍技術學院研究生卡拉・克涅澤夫斯基（Kara Kniezewski）也指出：「太陽的日冕是一個動態環境，每一次太陽耀斑都像雪花一樣獨一無二。我們發現，尋找日冕環輻射中『混亂』行為的時段，而非特定趨勢，能提供更一致的衡量標準，也可能與耀斑的強度相關。」

科學家們希望，他們關於日冕環的研究成果，最終能用於保護太空人、太空船、電網和其他資產，使其免受太陽耀斑伴隨的有害輻射威脅。例如，可以建立一個自動化系統，即時分析太陽動力天文臺拍攝的影象，尋找日冕環的亮度變化並發出警報。論文共同作者、NASA戈達德太空飛行中心的瓦迪姆・尤里茨基（Vadim Uritsky）表示：「其他研究人員先前的工作報告了一些有趣的預測指標，我們可以在此基礎上，開發出一個經過充分驗證、理想情況下更簡單的指標，使其從研究階段過渡到實際應用。」

參考文獻：Kara L. Kniezewski、E. I. Mason、Vadim M. Uritsky和Seth H. Garland所著的《太陽耀斑爆發前數小時131和304 Å輻射變異性增加》，2024年12月6日，《天體物理學快報》。DOI: 10.3847/2041-8213/ad94dd