2012年的一次强烈太阳耀斑。
2012年的一次强烈太阳耀斑。NASA戈达德太空飞行中心/CC BY 2.0

1972年8月4日,近在北越海防港,数十枚藏在水中的水雷瞬间爆炸。美国军队在与北越接壤的海域布设了数千枚水雷,等待船只通过。但在这次事件中,并没有船只引爆它们。

在8月的头几个星期里,这种神秘的现象在海岸上反复出现,据估计,有4000枚地雷被引爆,就好像幽灵船在水域里拖网捕鱼,寻找危险。

然而,有一种无形的力量在引爆这些地雷,它起源于9300万英里之外。当月初,太阳产生了一系列强烈的耀斑,比典型的太阳耀斑强近4个数量级。在太阳活动周期的高峰期,集中的磁能会从太阳喷发出来,冲向地球。它们是如此强大,以至于它们饱和了用于测量此类事件的粒子探测器,并使磁力计偏离了刻度。明亮的极光出现在美国和欧洲上空,南至西班牙。如果这次太阳风暴与美国宇航局的登月任务同时发生,那么与宇宙飞船相撞的粒子就会产生强到足以使人丧失行动能力的核效应可能还会杀死里面的宇航员。

美国军队在越南港口外投放的水雷有磁触发器——传感器可以测量磁场的振幅、极性或梯度,等待一艘铁重船通过,调整磁场并触发炸弹。当太阳耀斑扭曲了地球的磁场时,地雷就会产生反应。他们了。

在某种程度上,科学家们一直知道这次太阳风暴是一个值得注意的事件。表征耀斑的一种方法是测量太阳高能粒子发射的水平,从这一点来看,这被认为是太空时代最极端的此类事件。但在最常用于分类和比较太阳风暴的指数上这一次被评为“强烈”——值得注意,但每年可能会发生几次。

然而,地雷爆炸暗示了这是一个更加引人注目的现象。在一篇新发表的论文中描述空间天气在美国,地雷爆炸的细节“长期埋藏在越南战争档案中”,以及当时收集的数据有助于表明,这场风暴比之前所了解的要严重得多。科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程研究教授德洛丽丝·克尼普(Delores Knipp)是这篇论文的主要作者,她现在认为1972年的太阳风暴与有记录以来最强的1859年卡灵顿事件属于同一级别。

“我完全吃了一惊,”她说。她知道1972年的事件是一场巨大的辐射风暴,太阳释放的磁云在创纪录的时间内到达了地球,不到15小时。但是,用于对此类事件进行分类的指数遗漏了使这场风暴如此极端的一些特征。

1973年,作为扫雷行动的一部分,一枚水雷爆炸。
1973年,作为扫雷行动的一部分,一枚水雷爆炸。美国海军/公共领域

Knipp的好奇心始于一个交换布莱恩·弗雷泽是这篇论文的合著者,他在20世纪70年代初在后来的博尔德太空天气预测中心工作。他记得当时海军士兵来找他的老板谈话;他只知道这次谈话涉及到太阳风暴、军事利益,也许还有一个爆炸性事件。一个星期天,克尼普开始在网上搜索有关当时海军爆炸的任何信息。很快,她就找到了海军士兵和一名女子的描述,描述了水雷及其在海战中的用途。弗雷泽传递过来的零碎信息开始有了意义。

为了寻找更多的细节,Knipp和她的同事们发现了来自美国、欧洲和亚洲的被遗忘已久的科学报告。他们连同工程杂志上关于风暴对电网影响的报道,描述了一次功率和影响都不寻常的事件。当耀斑撞击地球时,美国处于地球的夜间一侧,但日本正面向太阳,并记录了x射线撞击的数据。这些数据也被用来重建这一事件,但这些报告几乎没有得到日本以外科学家的关注。太阳耀斑也可以通过它们的x射线发射来分类,根据这种测量方法,1972年的风暴被记录为一个令人难以置信的大耀斑。

克尼普说:“两天前的晚上,我收到了一位现已退休的海军指挥官的电子邮件,他说他当时是一名无线电员,他的船当时在东京湾。”“他刚来上班,用他的话来说,‘天塌下来了。在接下来的12到18个小时里,他们试图与他们的组织和总部建立无线电联系。这正是我对日本重建所描述的事件水平的预期。”

1973年,搜寻水雷的船只。
1973年,搜寻水雷的船只。美国海军/公共领域

像Knipp这样的科学家对这些极端太阳事件感兴趣的部分原因是它们对人类技术的影响,正如这位退休指挥官所经历的那样。联邦官员已经要求科学家帮助确定10年、100年和500年一遇的太阳风暴是什么样的。一个非常糟糕的情况会破坏我们日常活动所依赖的太空资产。例如,1972年的风暴重创了一艘宇宙飞船,导致它在几天内失去了5%的发电能力,这种下降通常发生在五年之内。

从那时起,宇宙飞船制造商已经建造了可以应对更强烈的太阳活动的机器,但他们可能还没有为最严重的灾难做好准备。例如,在GPS卫星的轨道上,“我们已经尽了最大的努力,但他们从未见过像1972年那样的事件,”克尼普说。