2月17日星期五，太阳的一部分发生了爆发。一道刺眼的强光——一次太阳耀斑——从我们恒星的左边缘短暂闪耀，并被NASA的太阳动力学天文台航天器拍摄的紫外线图像捕获。
“它绝不是有史以来最大的，但这是一次重大的X级耀斑，”科罗拉多大学博尔德分校太空天气技术、研究和教育中心主任、太阳物理学家托马斯·伯杰（Thomas Berger）说道。（“X”指的是太阳耀斑强度的字母分级系统，范围从微小的A类到严重的X类耀斑。“该级别的太阳耀斑通常会在日照地球的一侧引起一两个小时的无线电干扰，”他说。最终，这次耀斑相当温和——与2003年记录的最强太阳耀斑相比，这次耀斑的威力只有其百分之一强，并未造成任何重大问题。
尽管如此，我们即将进入太阳11年磁活动周期中一个更不稳定的篇章。根据伯杰的说法，太阳耀斑是三种主要的太阳爆发活动之一，另外两种是日冕物质抛射和辐射风暴，预计在未来几年内其频率将会增加。
“我们正处于第25个太阳活动周的上升阶段，预计活动将会增加，”他说。（之所以称为第25个太阳活动周，是因为科学家们首次开始详细记录太阳黑子是在1755年，从那时起已经过去了25个周期。）这个时期的峰值，称为太阳极大期，预计将在2025年左右发生。上一次太阳极大期是在2014年。
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这种可能对计划中的太空活动产生重大影响的活动增加，例如快速增长的近地轨道卫星星座。而2025年的太阳极大期将与NASA的Artemis III任务同时发生，该任务旨在将人类送回月球表面——在太阳辐射风暴期间，月球表面并非最安全的地方。
“如果我们在这个太阳活动周中遭遇一次极端风暴，那将是一个非常有趣的时期，”伯杰说。
什么是太阳磁场周期？
太阳是一个巨大的、翻滚的、过热的等离子体球，本质上是带有强大磁场的带电气体。
出于天文学家尚不理解的原因，这些磁场的活动在11年的周期中会增加和减少。该周期还包括恒星表面暗区（也称为太阳黑子）的变化，在太阳接近太阳极大期时，会出现更多的太阳黑子。
“太阳黑子是太阳磁场爆发的源头，”伯杰说。“太阳黑子越大，爆炸就越大。太阳越活跃，太阳黑子越多，太阳黑子也越大。”
到目前为止，当前的太阳活动周期非常突出：它比美国国家海洋和大气管理局空间天气预测中心等机构的预测更为活跃，并且出现在太阳上的太阳黑子数量比预测的要多。
“我们不知道它是否会继续比预测的更活跃，”伯杰说。“现在还处于早期阶段，任何时候都可能回到疲弱的预测水平。”
2025年太阳爆发会干扰地球吗？
伯杰说，当太阳黑子中的磁场线扭曲并断裂时，会发生太阳爆发，导致三种可能的后果。
第一种是太阳耀斑，就像2月17日看到的，主要是光子的释放。第二种是日冕物质抛射，即大量等离子体被抛射到行星际空间。第三种是辐射风暴，由加速的能量粒子（如质子、电子和离子）驱动。日冕物质抛射有时也可以通过在传播过程中推动带电粒子来产生辐射风暴。
足够强烈的太阳耀斑会引起日照地球一侧的无线电干扰。日冕物质抛射是真正引起问题的爆发。当带电等离子体撞击地球的磁层时，会产生地磁风暴，导致极地上空出现壮丽的极光，同时也会对电网技术和卫星技术造成严重破坏，伯杰说。一次大的地磁风暴会加热大气层使其膨胀，阻碍低飞的卫星，甚至将一些卫星拖离轨道，正如2022年2月4日40颗新发射的星链卫星的厄运一样。
然而，并非所有的日冕物质抛射都会到达地球。许多，如与2月17日爆发相关的抛射，都飞向了远离我们星球的太空。问题在于，在我们冲向太阳极大期之际，是否会有更多的日冕物质抛射指向我们。
“近期研究开始证实，几乎每个太阳活动周都会发生一次非常非常大的爆发，”伯杰说。“所以问题只在于它朝向太空的哪个方向。”
我们如何为太阳不可预测的未来做计划？
非常强大的太阳爆发可能导致地磁风暴，破坏地面上的电子设备，例如1989年导致部分电网瘫痪的风暴。但如今的风险比1989年更高，仅仅是因为太空中的技术和人员比以往任何时候都多。例如，截至2022年底，轨道上有5700多颗卫星，而1989年只有不到500颗。
“如果我们现在遭遇一次极端地磁风暴，那里会有太多东西会到处乱飞，”伯杰说。“我们担心下一次风暴会带来碰撞的风险增加。”
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随着NASA计划重返月球并最终登陆火星，科学家们需要大大提高预测太阳爆发的能力。像伯杰这样的物理学家和空间天气预测中心的 शोधकर्ता们目前能够预测太阳爆发，但与10天的晴雨预报相比，其准确性和详细程度可以说是相当差劲的。
“我们大概能告诉你日冕物质抛射何时会到达，误差在10小时左右，”伯杰解释说。“但我们没有好的方法来预测近地轨道环境会发生什么。”换句话说，很难说地磁风暴会对卫星的运行和轨道以及地面的常规电力运行产生多大影响。
改进预报的症结在于，尽管NOAA运行着对地球高层大气的持续模拟，但该模型尚不能像地面天气预报模型那样同化实时数据。“这是一个需要数年才能成熟的研究项目，”伯杰说。
与此同时，太阳将继续朝着2025年的太阳极大期攀升。但即使在那之后，卫星和宇航员也不意味着就摆脱了太阳风暴的威胁。“实际上，从现在到2028年或2029年之间的任何时候，我们都有可能发生一次大型爆发并开始袭击地球，”伯杰说。这可能不会影响日常生活，但NASA和卫星运营商需要密切关注太阳。
