「澳科一号」卫星成功观测近日太阳X1级耀斑及地磁暴信号

「澳门科学一号」卫星(以下简称「澳科一号」卫星)是内地与澳门合作研制的首颗空间磁场探测卫星。2023年5月21日下午4时,「澳科一号」卫星在酒泉卫星中心搭载长征二号丙运载火箭成功发射。目前,「澳科一号」卫星在轨运行稳定,功能、性能正常,于2023年11月正式投入使用。

「澳科一号」卫星采用「A星+B星」联合观测模式。A星搭载高精度磁场观测载荷、能量电子谱仪、激光反射器等载荷,重点开展高精度地球磁场测量任务;B星搭载中能粒子探测器、太阳X射线探测器、激光反射器等载荷,重点开展太阳X射线和地球内辐射带能量粒子探测任务。A星和B星联合对南大西洋异常区高能粒子的时空分布结构开展观测。

今年3月23日至26日期间爆发了强烈的太阳活动,「澳科一号」卫星科学家团队通过分析「澳科一号」卫星太阳X射线及高精度磁场观测数据,发现了太阳活动对应的太阳耀斑及磁暴信号。

今年3月23日世界时间凌晨1时左右,太阳爆发了一个X1级耀斑,并伴随着朝向地球的日冕物质抛射和强大的质子流。本次质子事件是进入太阳活动第25周以来的最强太阳质子事件,接近红色警报级别。本次耀斑活动持续长达6个多小时,「澳科一号」卫星在轨期间对该耀斑活动有三个时间段的有效观测,对耀斑区软X射线能谱的演化进行了详尽的描画,其中幸运地观测到了该耀斑的上升相阶段。图为「澳科一号」卫星观测到的上升相阶段的软X射线能谱演化过程。

「澳科一号」卫星成功观测近日太阳X1级耀斑及地磁暴信号

「澳科一号」卫星观测到的X射线能谱

随后3月24至26日,太阳爆发引起的日冕物质抛射导致地球磁场在短时间内发生剧烈变化,即地磁暴。在此次磁暴期间,描述地磁活动的Dst指数连续出现多个峰值,其中最大幅值大于100nT,指示此次磁暴强度为大磁暴。「澳科一号」卫星科学家团队通过数据处理,成功提取出磁层环电流的磁场信号及其地球内部感应磁场信号,发现了和Dst指数同步的多个峰值,说明「澳科一号」卫星已成功监测到此次磁暴对应的磁场信号。

地磁活动Dst指数(上)及「澳科一号」卫星观测到的磁层环电流磁场信号及其地球内部感应磁场信号(下),对应峰值指示此次大磁暴事件

地磁暴爆发会对航空器和卫星轨道运行、电力系统、石油管道等造成影响,可能导致巨大的经济损失。「澳科一号」卫星提供的高精度观测数据将会对潜在地磁灾害实时预警,在充分保障国家和人民财产安全等方面发挥重要作用。相关结果将会于地球与空间科学领域专业期刊上发表。