夸父逐日 探寻太阳点燃极光的奥秘
2024年5月10日晚至11日凌晨，由于地球磁场爆发了特大地磁暴，新疆、内蒙古、黑龙江等地出现了极光现象。尤其是在黑龙江漠河和新疆阿勒泰两地，极光景色壮观，吸引了大量的游客观赏，许多摄影师与媒体单位记录了当时的画面，留下了宝贵的影像资料。 而这场极光盛宴的背后，其实蕴藏了太阳的秘密。 之所以这么说，要从极光的原理说起。极光是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子(太阳风)在地球磁场作用下，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。换言之日冕物质抛射是极光的诱因之一，极光是被太阳“点燃”的。而越华丽的极光现象背后自然也涉及到越复杂的太阳活动，这些活动往往也具备了重要的研究价值。 细心的读者这时候应该也意识到了，这次黑龙江漠河和新疆阿勒泰可以观测到的极光是不是也涉及到复杂的太阳运动呢？答案自然是肯定的。根据国科学院紫金山天文台(以下简称“紫金山天文台”)公开的消息，在极光发生前的一段时间，太阳活动可以用“愈演愈烈”来形容，而这个过程恰好又被“夸父一号”尽收眼底了。 根据记录，从5月3日至11日中午，太阳共爆发了11个X级耀斑和60余个M级耀斑。其中，11日2时至8时，地磁发生强烈扰动，Kp指数(地磁短期波动的指数)连续6小时达到最强地磁暴等级(Kp=9，9是最高级)，为2004年11月以来最强地磁暴。而这也构建起了地磁暴与极光之间的联系。 在地磁暴发生期间，太阳风中的高能粒子会冲击地球的磁场，这些太阳风中的高能粒子进入地球的内磁层后会发生散射，沿磁力线坠入地球大气并与大气中的原子和分子碰撞，从而将它们激发到较高能级。而当这些原子和分子从较高能级跃迁回来的时候，便会产生激光。 值得一提的是，能够完整的观测到此次太阳长达9天的运动，得益于“夸父一号”卫星搭载的全日面矢量磁像仪。与此同时，在激光发生时，我们的航天器与通讯导航仍然维持了正常的工作，也证明了我国在航天器、通讯导航上技术的成熟。 此外，此次“夸父一号”记录的研究样本对于太阳剧烈运动的发生机制和能量释放过程、太阳磁场与太阳耀斑和日冕物质抛射的关系、太阳磁场的演化历程，以及太阳耀斑和日冕物质抛射的背后诱因等课题的研究，也有重要的意义。
