美国宇航局新拍摄的令人毛骨悚然的太阳风暴袭击了火星

2024 年 5 月，一场强大的太阳风暴在火星上产生了极光，并为科学家提供了重要信息，可以帮助未来前往这颗红色星球的载人任务。

5月中旬，同一个巨大的太阳黑子在地球上引发了一场历史性的地磁风暴，几天后，它又在火星上引发了一场传奇性的地磁风暴。

5 月 20 日，来自欧洲太阳轨道飞行器的数据显示，太阳黑子 AR3664（在第二次绕太阳运行时更名为 AR3697）爆发了估计为 X12 的太阳耀斑（耀斑分类等级中最强的类型）。随后发生了强大的日冕物质抛射（CME），以每小时数百万英里的速度将巨大的超热太阳等离子体云送向火星。

这次太阳事件的影响为观察一切展开的科学家提供了相当多的教育。 NASA 的 MAVEN 轨道器、2001 火星奥德赛轨道器和好奇号火星探测器的研究人员在从该事件捕获数据方面发挥了关键作用，这些数据将帮助我们更好地了解我们的邻近星球并为未来的载人访问制定计划。

“我们确实获得了 5 月 11 日至 20 日火星的全方位太空天气，包括大型耀斑、日冕物质抛射和极端的太阳高能粒子爆发，而我们只是开始分析数据的表面。5 月 14 日的耀斑确实确实达到了预期的效果，”科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室（LASP）的太阳物理学家埃德·蒂曼（Ed Thiemann）在一封电子邮件中告诉Space.com。 

“正如预期的那样，耀斑确实使火星大气显着膨胀和加热，由此产生的日冕物质抛射确实产生了极光，”蒂曼补充道。

MAVEN（“火星大气和挥发性演化”的缩写）坐在前排观看火星上空壮观的极光表演。但火星大气层中极光的产生方式与地球上发生的极光有很大不同。

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地球有一个磁场，可以保护我们免受带电粒子的侵害。这个场将这些粒子引导到两极，这就是为什么极光通常只能在高纬度地区看到的原因。另一方面，火星在远古时期就失去了磁场，因此无法免受这些粒子的影响。因此，当粒子撞击火星大气层时，产生的极光遍布整个星球。 

好奇号的辐射评估探测器（RAD）仪器可以拾取能量最高的粒子，这些粒子一直到达红色星球的表面，但正是能量较低的粒子创造了令人惊叹的极光。这就是 MAVEN 的太阳能高能粒子仪器发挥作用的地方，它使科学家能够测量极光产生的能量并重现该事件。

加州大学伯克利分校空间科学实验室 MAVEN 空间天气负责人克里斯蒂娜·李 (Christina Lee) 在 NASA 最近发布的一份新闻稿中表示：“这是 MAVEN 所见过的最大的太阳高能粒子事件。” “过去几周发生了几次太阳事件，所以我们看到一波又一波的粒子撞击火星。”

好奇号的 RAD 仪器也发挥了重要作用，它收集信息以更好地教育科学家了解太阳风暴如何对火星表面造成影响。 

例如，RAD 数据显示了粒子风暴在好奇号附近产生了多少辐射——剂量约为 8,100 微戈瑞。如果当时一个人站在火星车旁边，他们所吸收的辐射量相当于 30 次胸部 X 光检查的辐射量！这是好奇号在火星上 12 年寿命中检测到的最大的一次激增。为了让您了解这一事件产生了多少太阳能，只需查看好奇号上导航相机的黑白相机图像（如上图所示）。当风暴袭击火星表面时，威力如此之大，当带电粒子撞击相机时，白色的“雪”斑点洒满了照片！ 

与此同时，当奥德赛号在火星轨道上遇到高能粒子时，它的星相机（用于为轨道飞行器定向）受到撞击，暂时离线。即使经历了短暂的挫折，轨道飞行器仍然能够通过其高能中子探测器收集带电粒子以及 X 射线和伽马射线的详细信息。 

不仅仅是技术可以从粒子爆炸中观察到这种现象；人类也可以。

“好奇号上的相机中观察到的‘斑点’和‘条纹’与宇航员的眼睛受到辐射风暴粒子轰击时看到的情况相差不远。事实上，国际空间站上的宇航员经常描述他们闭上眼睛时看到的‘烟花’航空航天公司退休研究科学家、宾夕法尼亚州米勒斯维尔大学空间气象教授塔米莎·斯科夫(Tamitha Skov)在一封电子邮件中告诉Space.com。 

“这是因为高能粒子在穿过相机中的 CCD 传感器或眼睛的视网膜时会沉积一些能量，而沉积的能量会产生错误信号，使相机或眼睛错误地认为它看到的是物体。斑点或一道光，”斯科夫补充道。

科学家表示，这么多的辐射不会对人类致命，但它仍然提醒我们，未来前往这颗红色星球的游客将需要适当的防护。研究人员表示，收集到的信息使我们能够更好地了解如何在发生强大太阳风暴时确保火星宇航员的安全。

“悬崖边或熔岩管将为宇航员提供额外的防护，使其免受此类事件的影响。在火星轨道或深空，剂量率会明显更高，”西南研究所太阳系科学与探索部门的 RAD 首席研究员唐·哈斯勒 (Don Hassler) 说道。科罗拉多州博尔德市的美国宇航局在同一份新闻稿中说道。 

除了红色星球上人类的安全之外，科学家们还担心那里的农业发展。像上个月那样的强大太阳风暴可能会使在地球本已充满挑战的环境中种植和种植足够的粮食变得更加困难。

斯科夫说：“由于种植植物需要阳光、能源和大量空间，因此即使殖民者能够提供足够的人造光来维持植物的生长，在熔岩管或洞穴中也很难种植足够的食物。” “与地球不同，火星上的大气层非常稀薄，高能粒子可以一直穿透到地面。这意味着，无论哪种形式的辐射风暴，都是火星上持续存在的问题。它们就像一场小雨，不断地落在火星上。”表面，始终。”

随着太阳黑子区域 AR3697 现在第二次出现在火星上，研究人员期待着有机会看看他们还能从这个不想退出的太阳黑子中学到什么。

蒂曼说：“本周这个太阳黑子群仍然活跃，并向火星旋转，可能会提供更多事件来帮助我们了解火星大气层的演变和消失。”