「澳科一號」衛星成功觀測近日太陽X1級耀斑及地磁暴

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「澳門科學一號」衛星(以下簡稱「澳科一號」衛星)是內地與澳門合作研製的首顆空間磁場探測衛星。2023年5月21日下午4時,「澳科一號」衛星在酒泉衛星中心搭載長征二號丙運載火箭成功發射。目前,「澳科一號」衛星在軌運行穩定,功能、性能正常,於2023年11月正式投入使用。

「澳科一號」衛星採用「A星+B星」聯合觀測模式。A星搭載高精度磁場觀測載荷、能量電子譜儀、激光反射器等載荷,重點開展高精度地球磁場測量任務;B星搭載中能粒子探測器、太陽X射線探測器、激光反射器等載荷,重點開展太陽X射線和地球內輻射帶能量粒子探測任務。A星和B星聯合對南大西洋異常區高能粒子的時空分佈結構開展觀測。

今年3月23日至26日期間爆發了強烈的太陽活動,「澳科一號」衛星科學家團隊通過分析「澳科一號」衛星太陽X射線及高精度磁場觀測數據,發現了太陽活動對應的太陽耀斑及磁暴信號。

今年3月23日世界時間凌晨1時左右,太陽爆發了一個X1級耀斑,並伴隨著朝向地球的日冕物質拋射和强大的質子流。本次質子事件是進入太陽活動第25周以來的最強太陽質子事件,接近紅色警報級別。本次耀斑活動持續長達6個多小時,「澳科一號」衛星在軌期間對該耀斑活動有三個時間段的有效觀測,對耀斑區軟X射線能譜的演化進行了詳盡的描畫,其中幸運地觀測到了該耀斑的上升相階段。圖為「澳科一號」衛星觀測到的上升相階段的軟X射線能譜演化過程。

「澳科一號」衛星成功觀測近日太陽X1級耀斑及地磁暴信號

「澳科一號」衛星觀測到的X射線能譜

隨後3月24至26日,太陽爆發引起的日冕物質拋射導致地球磁場在短時間內發生劇烈變化,即地磁暴。在此次磁暴期間,描述地磁活動的Dst指數連續出現多個峰值,其中最大幅值大於100nT,指示此次磁暴強度為大磁暴。「澳科一號」衛星科學家團隊通過數據處理,成功提取出磁層環電流的磁場信號及其地球內部感應磁場信號,發現了和Dst指數同步的多個峰值,說明「澳科一號」衛星已成功監測到此次磁暴對應的磁場信號。

地磁活動Dst指數(上)及「澳科一號」衛星觀測到的磁層環電流磁場信號及其地球內部感應磁場信號(下),對應峰值指示此次大磁暴事件

地磁暴爆發會對航空器和衛星軌道運行、電力系統、石油管道等造成影響,可能導致巨大的經濟損失。「澳科一號」衛星提供的高精度觀測數據將會對潛在地磁災害實時預警,在充分保障國家和人民財產安全等方面發揮重要作用。相關結果將會於地球與空間科學領域專業期刊上發表。