超級太陽「龍捲風」來襲？美國提出四衛星聯隊提早警告計畫

記者林育如／編譯

面對太陽風暴可能對地球衛星與電網造成威脅，美國研究團隊提出一項大膽構想：派遣四顆深空衛星組成聯隊，提前偵測這些神秘「太陽龍捲風」，讓地球有更多防護時間。這項計畫被稱為 Space Weather Investigation Frontier（SWIFT），有望將太陽風警報速度提升 40%。

SWIFT 系統由 四顆衛星組成，其中三顆採用傳統燃料，第四顆則配備一張巨型太陽帆，面積約為足球場的三分之一。這張巨大太陽帆能讓衛星在特殊軌道上穩定懸浮，更靠近太陽，觀察太陽活動的細微變化。研究人員表示，這個設計雖然挑戰大，但能大幅提高對快速、類龍捲風等太陽等離子體結構的警示能力，進而保護衛星、電網及其他關鍵基礎設施。

這些衛星尚未取得資金，也未正式設計，因此發射時間與成本仍不確定。該構想的研究結果於 10月6日發表於《天體物理學期刊》，由 NASA 與美國國家科學基金會提供資金。

目前 NASA 與歐洲太空總署已有數顆衛星駐守在地日拉格朗日點 L1，以監測太陽活動。L1 是地球與太陽之間的穩定重力點，可減少燃料消耗。然而，現有衛星無法捕捉所有太陽活動——如果太陽爆發方向偏離地球，或者磁場指向北方，這些「龍捲風」可能仍悄悄朝地球來襲，而 L1 衛星無法偵測到。

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這些「太陽龍捲風」實際上是稱為 磁通索（flux ropes） 的結構，大小從 3,000 英里到 600 萬英里不等。它們的形成非常特殊：當快速的日冕物質拋射（CME）遇到較慢的太陽風時，就會像雪犁般推擠旋轉的等離子體，形成短暫或持續的「龍捲風」。

SWIFT 計畫中，四顆衛星將排列成金字塔形飛行隊，每邊約 20 萬英里（322,000 公里），幾乎等於地球與月球的平均距離。三顆衛星放置在金字塔底面三角角落，第四顆衛星位於頂點靠近太陽，透過巨大太陽帆穩定位置，無需燃料即可運作。研究團隊表示，這個設計能讓衛星觀測太陽風變化的速度更快，提前警告地球潛在風暴。

研究負責人、密西根大學氣候與太空科學與工程教授 Chip Manchester 強調：「模擬顯示，這些磁通索的磁場足以引發地磁風暴，造成現實中的重大影響。」SWIFT 若能實現，將成為守護地球的重要天文哨兵。

資料來源：Space.com、news.engin.umich.edu、Phys.org、universemagazine.com、SpaceZE