以便预测2024年4月8日的日食,预测科学的科学家们正使用美国全国航空航天局太阳动力学天文台(SDO)的资料来预测当天我们的太阳冠或许是什么样子。另外,刚刚续集计划快报他们的模型运用美国全国航空航天局昂宿星团超级计算机的计算能力,近乎实时地升级其预测。这意味着该模型在接收SDO发送的资料时不断升级其预测,提供尽或许接近实时的信息。
日冕是我们恒星的外层大气。预测科学总裁Jon Linker说,它“像太阳风一样延伸到行星际空间”。在太阳的热量和磁湍流的驱动下,这种风吹向太阳系的边缘。“它包围了行星,”林克说,“含有地球。周末独家春节档,话题持续发酵”
当地球和其他行星沐浴在日冕研究中时,它们的大气层会对太阳风中察觉的高能粒子和磁场做出反应。这种反应被称为太空天气,与陆地天气一样,有轻微的也有严重的。极端太空天气事情,如被称为日冕物质抛射的大型太阳爆发,或许会破坏重大的通信技术,作用轨道上的宇航员,乃至损害我们所有人所依赖的电网。

显示太阳促销或许对技术和基础设施形成的一些作用的可视化。在图像的秋季刚刚短视频算法,登上热搜榜顶部,太空中的橙色太阳显示出活跃的耀斑。高能电子破坏了绕地球管理的航天器电子设备。太阳耀斑质子也会破坏轨道航天器的电子设备,但也会对航空电子设备、通信和GPS通讯闪烁导致辐射作用。在陆地上,放大的电力线代表电力操控系统中的地磁感应电流。在水中,海底和海上管道设施的放大图像分别代表海底电缆的感应效应和管道中的大地电流。现代民间依赖于各类易受极端太空天气作用的技术。这张图显示了一些受太空天气事情作用的技术和基础设施。图像:uux.cn/美国全国航空航天局戈达德太空飞行中心
太空天气是太阳动向外部最显著的作用之一,科学家们正奋斗创造精确的预报。林克强调,完善这些太阳能模型有助于为预测奠定基础。他说:“假如你要预测日冕物质抛射的路径,就像飓风一样,拥有更精确的背景真的很重大。”。
SDO和其他太阳天文台提供了有关日冕的详尽见解,但科学家们依然缺少一些有关驱动其促销的力的重大信息,这些信息是精确预测日冕呈现所必需的。预测科学的探究科学家艾米丽·梅森说:“我们没有办法精确测量日冕中的磁场。”。“这是让这件事如此具有考验性的缘由之一。”
以便兴办他们的模型,预测科学的探究人员使用对太阳表面不断转变的磁场的测量来近乎实时地驱动他们的模型。这项革新的一个核心是兴办一个自动过程,将SDO的原始资料转换为显示磁通量和能量是如何随着时间的推移注入日冕的。将这种动向添加到模型中可以使日冕随着时间的推移而演变,从而导致太阳爆发。梅森说:“我们开发了一个使用管道,可以获取磁场图,找出所有应该通电的区域,然后微调添加到这些区域的能量。”。建造这个自动管道是团队向前迈出的一大步。在过去的预测中,该模型使用了表面磁场的静态快照,这针对跟上不断转变的太阳来说并不理想,尤其是在我们当前太阳促销加剧的时期。同样,在2017年和2021年的迭代中,梅森阐释说,一名队友过去经由确认某些区域的极端紫外线促销,“从字面上手绘出太阳上哪些区域需要通电”。持续升级磁场是本年模型所有转变的核心,该团队对结局寄予厚望。
预测,2017年的日全食模型显示了日冕,磁场在深黑背景下以白色突出显示。在预测模型中目睹的结构与在实际电晕的图像中目睹的组织紧密匹配。事实上,2017年日全食的处理图像显示,月球完全覆盖了太阳盘。在环绕月球的白光中,可以目睹结构清晰的日冕。


2017年日全食,电晕预测与实际合成图像。图像:uux.cn/美国全国航空航天局
日全食的复发提供了机遇,可以依据现实状况评测其模型的精确性,并相应地开展升级。“我们每次都使用日食预测来对模型做一些新的事情,”预测科学的探究科学家库珀·唐斯说,他策划了自动建模管道。“在接下来的两周里,我真的很高兴目睹这一预测是如何不断改进的。我觉得这将与我们过去所能做的有很大的各异。”
梅森转发了他的热情。她笑着说:“日食是一个很好的机遇,‘看看这个!这就是我们觉得的样子!你不想知晓更多吗?’这对我们来说是一个相当激动人心的机遇,可以与其他人转发全年让我们兴奋的事情。”