科研团队揭示太阳超级耀斑辐射扰动地球空间

围绕太阳耀斑对地球空间影响的研究，中美两国的研究人员最近取得了新的成果——太阳耀斑可以影响整个地球空间，包括广大的磁层。这一研究成果已于近日发表在国际学术期刊《自然物理学》上。

这一成果由山东大学“太阳喷发及其对行星空间环境的影响”攀登队、美国国家大气研究中心、中国科学院地质与地球研究所、美国达特茅斯学院等国际单位共同完成团队。山东大学刘静教授是本文的第一作者和通讯作者。

据刘静介绍，耀斑是太阳大气局部地区最猛烈的喷发。大量能量在短时间内爆发，导致几乎全波段的电磁辐射突然增强，如X射线和极端紫外线辐射。太阳耀斑的最大强度为x级。2017年9月，太阳在数小时内爆发了x2.2级和x9.3级耀斑，导致地球一侧朝向太阳的高频无线电通信瘫痪近一个小时。

“高频无线电通信的干扰是由于耀斑爆发期间太阳辐射电离显著增强引起的电离层突然扰动造成的。”刘静说，经过对比和模拟，科学研究小组发现，耀斑还影响了离地面较远的磁层。太阳辐射通量的突然增加削弱了“太阳风-磁层-电离层”的能量耦合效率，削弱了太阳风和磁层向地球高层大气的能量注入。

研究小组的进一步研究表明，耀斑使地球极地电离层的电导率发生剧烈变化，从而使磁层等离子体对流重新分布，并影响高能粒子的沉积和极地电离层的电场。可以看出，耀斑引起的电离层效应可以通过电动力学耦合扩展并影响整个地球空间，而不仅仅局限于以前认为的高层大气区域。