什么是冠状质量弹出？

太阳于2012年8月31日以大约900英里/秒（近1,500 km/s）发射了这种冠状质量弹射。图像仅用于规模。（图片来源：NASA）

冠状质量弹出（CME）是来自太阳上层大气或电晕的巨大电荷颗粒，它被加热至巨大的温度，并通过释放的能量以巨大的速度发射耀斑。这些血浆的热斑点可能会对其道路上的行星产生壮观的影响，尽管CMES不会对地球上的生命构成直接威胁，但它们可能会损害人类社会所依赖的技术。

英国伦敦大学学院的太空天气专家斯蒂芬妮·Yardley（Stephanie Yardley）告诉《现场科学》，“ CMES到达近地环境时可能会导致地磁风暴。” “这些产生地面诱导的电流会降解电网，并且也会影响GPS和GNSS卫星导航系统的准确性。”

是什么导致CMES？

CME源自创建的相同过程太阳耀斑- 当太阳的磁场的巨大环路通过可见的表面或光球推出，在其底座附近捏合在一起，突然在较低级别重新连接时，它们就会形成。这个过程以高能形式释放了大量的过量能量电磁辐射，还将重新连接部位周围的气体加热到3600万华氏度（2000万摄氏度）或更多的温度。这使颗粒在现场周围，包括上面磁场现已分离的环，速度和能量的巨大提升，产生了巨大的膨胀热气气泡，从太阳的重力拉力中逸出，并在太空中奔跑。 CME可以以每秒数百英里的速度行驶 - 根据国家海洋和大气管理局的说法，最快，最有活力的时间可能需要不到一天的时间才能到达地球轨道，但是它们平均需要84小时太空天气预测中心。

冠状质量弹出2022

这是Sun在2022年推出的CME的列表，该列表是根据软件收集的数据，该数据检测到SoHo Craft（太阳能和地球仪天文台）上所谓的LASCO仪器（光谱冠状动脉）的图像。

地磁风暴

当地球位于CME的射击线上时，结果可能是戏剧性的。 CME中包含的材料是电动带电的，并带有切断的磁环的纠结残余物，因此它可以强烈扭曲地球自身的磁场，称为磁层。

通常，该磁场会偏向于从太阳流出时被称为太阳风的稳定流。这会压缩阳光面上的磁层，但会产生一个长长的尾巴（称为磁尾），该尾巴伸展到月亮夜间的轨道。大多数太阳风完全在磁层周围转移，但是带有某些能量的带电颗粒可能会被困在地球形状的多头区域中，高于地球表面上的数千英里，称为van allen辐射带，而其他则将其引导到杆上的大气中。在这里，带电的颗粒与地球上层大气中的气体碰撞，使这些分子充满活力，以创造出极光的光泽，例如北极光。

CME的到来会破坏这种微妙的平衡。扫过地球的颗粒数量的激增导致其中许多被引导到杆上上方的大气中，从而产生了强烈的极光，从而延伸到较低的纬度。同时，磁层中的压力增加以及与CME内纠结的磁场相互作用暂时翘曲了磁层，使其更接近地球。

而且，效果不仅是磁性。一个被称为的物理现象电磁诱导意味着不断变化的磁场通常会导致电流流过附近的物质。

这意味着电流流过并弄乱电网，并且可以争夺基于卫星的导航系统。

卡林顿活动

这些电气效果是1859年发现的第一个，也是最有力的地磁风暴。那一年，英国天文学家理查德·卡林顿（Richard Carrington）和理查德·霍奇森（Richard Hodgson）在阳光下发现了爆发（有史以来的第一次和最亮的太阳火焰），此后不久，越来越多地遍及整个世界各地的磁性磁力。在最近建造的电报网络的电线周围转移磁性，创造了强大的电流，从而导致塔塔引起火花，给电报操作员冲击，甚至可以在没有外部电源的情况下发送消息。同时，壮观的Aurorae延伸到热带地区，照亮了夜空，足以阅读报纸，连线报告。

“这卡灵顿活动在有记录下产生了最强大的地磁风暴。 Yardley说：“这也是观察到的CME最快的CME，只有17.5小时才能到达地球。从理论上讲，CME的速度限制可能具有约3000 km/s/s [670万mph]的速度限制，这与从产生它们的强磁场的区域可用的能量一致。”

CME如何影响地球和宇航员？

幸运的是，磁层和大气在地球上的生命结合在一起，形成了一个有效的屏障，该障碍偏转并阻止了CME颗粒到达我们行星的表面NASA。尽管按日常标准以极快的速度移动，但CME颗粒的能量太低而无法穿透磁层。在杆子上方，其中一些颗粒向下引导，它们与稀疏的气体原子和分子相撞并充满活力 - 通常在约50至90英里（80至145公里）的高度（80至145公里）之间，以产生极光。陆地磁性和大气电力。

低地轨道中的宇航员（例如在船上国际空间站）保留在磁层内，还可以从其屏蔽效果中受益 - 实际上，CME的通过提供了令人惊讶的好处NASA。

然而，对于磁层外的宇航员（例如，在未来的火星任务中，CME中的较高能量颗粒都可能带来健康风险。 NASA科学家和工程师很忙调查各种选择提供屏蔽。

技术风险

尽管CME可能不会对生命构成重大的直接威胁，但由于Carrington事件，技术的巨大进步意味着人类社会更容易受到CMES间接影响的影响。例如，在2003年，由现代最大的太阳耀斑触发的地磁风暴影响了瑞典和南非的电力供应，而飞机则被重新穿线以避免在极点上方飞行高空飞行。根据一个人的说法皇家工程学院关于太阳天气的报告。

太阳耀斑还可以以另一种方式缩短卫星的寿命 - CME的主要火炬或能量的颗粒可以加热地球的上层大气层，并导致其大大膨胀，从而增加卫星在轨道上的拖动，并使它们向内螺旋式螺旋螺旋，使其向内螺旋，以重新进入气氛并燃烧。 2022年2月，SpaceX 失去了40多个星际链接迷你卫星的车队据麻省理工学院Technology Review报道，这样的方式与太阳风暴相吻合。

可以预测CME吗？

一个2008年美国国家科学院的报告据估计，一场严重的地磁风暴可能会产生直接损害和连锁效应的最高2万亿美元的影响，全世界占据了十年的恢复。但是，即使没有办法避免朝着地球前进的主要CME，预防措施也可以减轻影响。可以将卫星放置在安全模式下，在这种模式下，卫星遭受持久伤害的可能性较小，也可以保护电网。

Yardley说：“例如，[英国]国家电网可以通过打开尽可能多的电源线和高压设备来减少对电源系统的影响，从而减少过量电流的负担，从而不会被淹没。”

由于这些和其他原因，跟踪CMES至关重要，以便在到达之前可以采取各种预防措施。 Yardley说：“一旦观察到CME，它们的传播就会建模以预测其到达地球的到来。” “我们的到达预测目前是准确的，即在加上12小时的左右。但是，很难确定它们的影响（通过磁场的方向来衡量），直到它们穿过它们非常接近地球的航天器，从而使我们大约对它们是否会受到1小时的警告。”