交匯點訊 記者近日從中國科學院紫金山天文臺獲悉，“悟空”號暗物質衛星觀測到2017年9月一次巨大的太陽耀斑後發生的“福布斯下降”事件。過去對“福布斯下降”的研究通常透過地面佈設的中子監視器進行間接探測，透過衛星實驗進行直接觀測具有重要的科學意義。
什麼叫“福布斯下降”？紫金山天文臺訪問學者、臨沂大學教授藏京京科普道，這是行星際空間中比較常見的一種空間天氣現象，於1937年由美國物理學家S. Forbush（福布斯）發現。該現象具體表現為，在地磁暴發生的過程中，地球附近的宇宙線粒子的強度會在十幾個小時左右的時間快速下降，又在一到兩週左右的時間逐漸恢復到正常水平。
後來，科學家們逐漸認識到“福布斯下降”是與太陽活動相關的。一些劇烈的太陽活動會拋射出大量日冕物質。這些帶有磁場的等離子體物質在行星際空間中運動速度非常快，會產生激波，並增強其附近的磁場。當日冕物質裹挾著激波和磁場穿過地球附近時，就像一個掃把，把地球附近的宇宙線粒子都掃走了，導致了宇宙線粒子的強度快速降低；當它離開地球后，宇宙線粒子的強度又緩慢恢復到正常水平。
“對‘福布斯下降’事件的精確觀測，可以幫助我們理解宇宙線粒子在太陽系中的輸運方式，對現有的輸運理論進行更加精確的檢驗和修正。”藏京京說。
2017年9月，發生了第24個太陽週期中級別最高的一次太陽耀斑事件，並伴隨著劇烈的日冕物質拋射。事件發生時，很多在軌執行的衛星都選擇了安全模式執行或直接關機。相對於其他軌道傾角小的衛星，作為一顆極軌衛星的“悟空”號受這種空間天氣事件的影響更為嚴重。然而，藉助於優秀的設計和可靠的質量，“悟空”號正常執行並採集資料，觀測到了此次“福布斯下降”事件。
透過分析“悟空”號的資料，“悟空”號國際合作組獲得了正負電子從2 GeV到20 GeV能段的“福布斯下降”的精細行為，時間解析度達到6小時。這是國際上迄今為止對宇宙線正負電子福布斯下降進行的最高時間解析度和最高能量覆蓋的測量。作為比較，PAMELA衛星對2006年的一次電子福布斯下降的觀測最高能量僅為5 GeV，時間解析度為2天。
此次探測不僅證實了福布斯下降幅度隨能量降低的事實，同時還發現宇宙線電子流量下降後的恢復時間呈現出複雜的能量依賴性。“這需要我們進一步完善現有的理論模型。”藏京京說。
新華日報·交匯點記者 蔡姝雯 供圖 視覺中國
