（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局（Rachel Lense）：我們的太陽，像許多恒星一樣，都有一頂王冠。它被稱為日冕（拉丁語中“皇冠”或“花環”的意思），由從太陽表麵噴出的長長的線狀等離子體組成。太陽強大的磁場定義了這些股線，使它們產生波紋並不斷進化其結構。然而，這些線很微弱，所以用肉眼觀察日冕的唯一方法是在日全食期間。
為了預測2024年4月8日的日食，預測科學的科學家們正在使用美國國家航空航天局太陽動力學天文台（SDO）的數據來預測當天我們的太陽冠可能是什麽樣子。此外，他們的模型利用美國國家航空航天局昂宿星團超級計算機的計算能力，近乎實時地更新其預測。這意味著該模型在接收SDO發送的數據時不斷更新其預測，提供盡可能接近實時的信息。
日冕是我們恒星的外層大氣。預測科學總裁Jon Linker說，它“像太陽風一樣延伸到行星際空間”。在太陽的熱量和磁湍流的驅動下，這種風吹向太陽係的邊緣。“它包圍了行星，”林克說，“包括地球。”
當地球和其他行星沐浴在日冕流出中時，它們的大氣層會對太陽風中發現的高能粒子和磁場做出反應。這種反應被稱為太空天氣，與陸地天氣一樣，有輕微的也有嚴重的。極端太空天氣事件，如被稱為日冕物質拋射的大型太陽爆發，可能會破壞重要的通信技術，影響軌道上的宇航員，甚至損害我們所有人所依賴的電網。

顯示太陽活動可能對技術和基礎設施產生的一些影響的可視化。在圖像的頂部，太空中的橙色太陽顯示出活躍的耀斑。高能電子破壞了繞地球運行的航天器電子設備。太陽耀斑質子也會破壞軌道航天器的電子設備，但也會對航空電子設備、通信和GPS信號閃爍造成輻射影響。在陸地上，放大的電力線代表電力係統中的地磁感應電流。在水中，海底和海上管道設施的放大圖像分別代表海底電纜的感應效應和管道中的大地電流。現代社會依賴於各種易受極端太空天氣影響的技術。這張圖顯示了一些受太空天氣事件影響的技術和基礎設施。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心
太空天氣是太陽動態外部最明顯的影響之一，科學家們正在努力創造準確的預報。林克表示，完善這些太陽能模型有助於為預測奠定基礎。他說：“如果你要預測日冕物質拋射的路徑，就像颶風一樣，擁有更準確的背景真的很重要。”。
SDO和其他太陽天文台提供了關於日冕的詳細見解，但科學家們仍然缺少一些關於驅動其活動的力的重要信息，這些信息是準確預測日冕出現所必需的。預測科學的研究科學家艾米麗·梅森說：“我們沒有辦法準確測量日冕中的磁場。”。“這是讓這件事如此具有挑戰性的原因之一。”
為了建立他們的模型，預測科學的研究人員使用對太陽表麵不斷變化的磁場的測量來近乎實時地驅動他們的模型。這項創新的一個關鍵是創建一個自動過程，將SDO的原始數據轉換為顯示磁通量和能量是如何隨著時間的推移注入日冕的。將這種動態添加到模型中可以使日冕隨著時間的推移而演變，從而導致太陽爆發。梅森說：“我們開發了一個軟件管道，可以獲取磁場圖，找出所有應該通電的區域，然後微調添加到這些區域的能量。”。建造這個自動管道是團隊向前邁出的一大步。在過去的預測中，該模型使用了表麵磁場的靜態快照，這對於跟上不斷變化的太陽來說並不理想，尤其是在我們當前太陽活動加劇的時期。同樣，在2017年和2021年的迭代中，梅森解釋說，一名隊友過去通過分析某些區域的極端紫外線活動，“從字麵上手繪出太陽上哪些區域需要通電”。持續更新磁場是今年模型所有變化的核心，該團隊對結果寄予厚望。
預測，2017年的日全食模型顯示了日冕，磁場在深黑背景下以白色突出顯示。在預測模型中看到的結構與在實際電暈的圖像中看到的組織緊密匹配。事實上，2017年日全食的處理圖像顯示，月球完全覆蓋了太陽盤。在環繞月球的白光中，可以看到結構清晰的日冕。


2017年日全食，電暈預測與實際合成圖像。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局
日全食的複發提供了機會，可以根據現實情況測試其模型的準確性，並相應地進行更新。“我們每次都使用日食預測來對模型做一些新的事情，”預測科學的研究科學家庫珀·唐斯說，他策劃了自動建模管道。“在接下來的兩周裏，我真的很高興看到這一預測是如何不斷改進的。我認為這將與我們過去所能做的有很大的不同。”
梅森分享了他的熱情。她笑著說：“日食是一個很好的機會，‘看看這個！這就是我們認為的樣子！你不想了解更多嗎？’這對我們來說是一個非常激動人心的機會，可以與其他人分享全年讓我們興奮的事情。”

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