长期以来，科学家们一直在努力准确预测太阳耀斑，但最近利用美国宇航局的太阳动力学天文台取得的一项突破发现了一个很有希望的新迹象：闪烁的日冕环。

美国国家航空航天局的太阳动力学天文台于 2012 年 1 月中旬捕捉到了这张太阳活跃区上方的日冕环图像。 该图像是在波长为 171 埃的极紫外光下拍摄的。 资料来源：美国国家航空航天局/太阳动力学天文台

太阳大气中的这些拱形结构在耀斑发生前几小时会出现不稳定的亮度波动，这有可能提供一个急需的预警系统。 这一发现有可能大幅准确地预测耀斑，它将彻底改变我们保护宇航员、卫星和电网免受危险空间天气影响的方式。

多年来，科学家们一直在努力准确预测太阳耀斑--来自太阳的强大能量爆发，可使带电粒子在太阳系中飞驰。 现在，研究人员利用美国宇航局太阳动力学天文台（SDO）的数据，发现了太阳大气层（即日冕）中闪烁的环路，这可能是即将发生太阳耀斑的早期预警信号。

这一发现可以帮助美国国家航空航天局（NASA）和其他组织保护宇航员、卫星和地面技术免受空间天气的潜在危害。

研究小组由加利福尼亚州圣迭戈市 Predictive Sciences Inc.公司的太阳物理学家 Emily Mason 领导，重点研究日冕环--从太阳表面延伸出来的拱形结构。 这些环形结构形成于磁活跃区域，也就是太阳耀斑的发源地。

研究小组观察了 50 次强烈太阳耀斑附近的日冕环，分析了与非耀斑区上方的日冕环相比，它们在耀斑发生前几小时在极紫外光下的亮度是如何变化的。就像闪烁的警示灯一样，耀斑区域上方日冕环的亮度变化远大于非耀斑区域上方日冕环的亮度变化。

影片中的四幅图展示了 2011 年 12 月太阳耀斑发生前，日冕环在四种不同波长的极紫外光（131、171、193 和 304 埃）下的亮度变化。 这些图像由美国宇航局太阳动力学天文台上的大气成像组件（AIA）拍摄，经过处理后显示出日冕环的闪烁。 图片来源：NASA/太阳动力学天文台/JHelioviewer/E. 梅森

梅森解释说："我们发现，在太阳耀斑发生前的几个小时里，活跃区域上方的一些极紫外光会不规则地闪烁。这些结果对于理解耀斑确实非常重要，并可能提高我们预测危险空间天气的能力。"

该研究成果于2024年12月发表在Astrophysical Journal Letters上，并于2025年1月15日在美国天文学会第245次会议期间的新闻发布会上公布。 不过，研究小组表示还需要更多的观测来证实这一联系。

其他研究人员曾试图通过研究太阳磁场或寻找其他日冕环特征的一致趋势来预测太阳耀斑。 然而，梅森和她的同事们认为，测量日冕环的亮度变化可以提供比这些方法更精确的警告--提前2到6个小时发出即将发生耀斑的信号，准确率达到60%到80%。

美国宇航局的过渡区和日冕探测器（TRACE）航天器观测到的明显日冕环。 资料来源：NASA/TRACE

"很多已经开发出来的预测方案仍然是预测在特定时间段内发生耀斑的可能性，而不一定是准确的时间，"团队成员、俄亥俄州赖特-帕特森空军基地空军技术研究所的塞斯-加兰说。

"日冕是一个动态环境，每个太阳耀斑就像一片雪花--每个耀斑都是独一无二的，"团队成员、空军技术研究所研究生、论文第一作者卡拉-克尼泽夫斯基（Kara Kniezewski）说。"我们发现，在日冕环发射中寻找'混乱'行为的周期，而不是特定的趋势，能提供更一致的衡量标准，还可能与耀斑的强度相关联。

科学家们希望他们关于日冕环的研究成果最终能用于帮助宇航员、航天器、电网和其他资产免受伴随太阳耀斑而来的有害辐射。 例如，自动系统可以从太阳动力学天文台的实时图像中寻找日冕环的亮度变化，并发出警报。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心和位于华盛顿特区的天主教华盛顿大学的合著者瓦迪姆-乌里茨基说："其他研究人员之前的工作报告了一些有趣的预测指标。我们可以在此基础上提出一个经过充分测试的指标，最好是更简单的指标，为从研究到运行的飞跃做好准备。"

编译自/scitechdaily