【日冕物质抛射】
日冕物质抛射（CME）是从太阳的日冕释放电浆和磁场到日球的重大事件。CME通常与闪焰和其他形式的太阳活动有关，但对这些关系能被广泛接受的理论与理解尚未建立。
如果CME进入行星际空间，则称为行星际日冕物质抛射（ICME）。ICME能够到达地球的磁层并与其发生碰撞，在那里它们会导致磁暴、极光，在极少数情况下还会损坏输电网路。据记录，由CME引起的最大地磁扰动，可能是1859年太阳风暴。它也被称为卡灵顿事件，在当时新创建的美国电报网络有的部分瘫痪，引发火灾，并震惊了一些电报运营商。
在太阳极大期，太阳每天大约产生三次CME，而在极小期大约每五天产生一次CME。
== 叙述 ==
电脑模拟日冕物质抛射在通过金星之后抵达地球，并探索它如何驱动地球的风和海洋。
从太阳表面活跃区升起了弧。
日冕物质抛射从太阳表面的区域释放出大量的物质与电磁辐射进入太空，包括邻近日冕的称为日珥的区域，或是进入更遥远的行星际空间（行星际日冕物质抛射）。抛射出的物质是磁化电浆，其主要成分是电子和质子。相较之下，闪焰的速度极快（是电磁辐射），而日冕物质抛射的速度相对较慢。
日冕物质抛射与日冕磁场的巨大变化和干扰有关，通常用白光日冕仪来观察它们。
== 历史 ==
=== 第一次的足迹 ===
推测是有纪录以来最大的地磁扰动，与1859年9月1日第一次观测到的太阳闪焰吻合；由此产生的1859年太阳风暴现在被称为卡灵顿事件。肉眼就可以看见这次的闪焰和相关联的太阳黑子（闪焰本身和在太阳面上的投影结合成太阳盘面上明亮的斑点），并且闪焰被英国天文学家理查·卡灵顿和R. Hodgson分别独立观测到。地磁风暴是在邱园从磁像仪的记录观测到。同一个仪器记录到一个"钩针"，这是软X射线通过地球电离层时造成的暂态扰动。因为这发生在威廉·伦琴发现X射线和奥利弗·黑维塞与Arthur E. Kennelly辨识出电离层之前，因此在当时对此现象难以理解。这次的风暴摧毁了一部分新近创建的美国电报网路，并引发火灾，因而震惊了一些电报营运商。
1953至1960年间，太平洋天文协会收集了新的观测和历史记录，并收录在年度摘要中。
=== 第一次明确的检测 ===
在1971年12月14日，Naval Research Laboratory的图西（R. Tousey，1973年） 在SOS-7 首次检测到日冕物质抛射（CME）。发现的影像（256 X 256图元）是先在次级电子传导（SEC）摄像管上成像，经过数位化成7位元后，转移到电脑仪器上。然后，使用简单的运行长度编码方案对其进行压缩，并以每秒200比特的速度将其发送到地面。在那个年代，一幅完整、未压缩的图象需要44分钟才能传送到地面。这个遥测装置被送到地面的支援设备（GSE），将影像建立在宝丽来印刷成像。大卫·罗伯茨是在NRL工作的电子技术员，负责测试SEC摄像管相机，并负责日常的操作。因为影像的某些部份比正常情况亮得多，他认为是他的相机坏了。但在下一张影像中，明亮的区域已经远离了太阳，他立刻意识到这很不寻常，并将这些影像带给他的主管，Guenter Brueckner博士，然后给太阳物理学分院的主管，图西博士。 早期观测到的"日冕瞬变"或是在日食期间观测到的现象，现在被认为在本质上是一样的。
=== 1989年迄今 ===
在1989年3月9日发生的日冕物质抛射，是一场袭击地球的严重地磁风暴。它使短波无线电受到干扰和造成加拿大魁北克的大停电。
2010年8月1日，在第24太阳周期中，哈佛-史密松天体物理中心（CfA）的科学家观测到来自太阳朝向地球这一面一系列的4个日冕物质抛射。最初的一个日冕物质抛射是由8月1日的一次喷发引起的，喷发的区域是NOAA的1092活动区。这个区域够大，无需使用太阳望远镜对准就能看见。三天后，此一事件在地球上产生了引人注目的极光。
在2012年7月23日，发生了大规模、具有潜在破坏性，但错过了地球的超级太阳风暴（太阳闪焰、日冕物质抛射、太阳EMP）。许多科学家认为，此一事件的强度与卡灵顿事件同一等级。
在2012年8月31日，一次与地球磁场环境或磁层有关的日冕物质抛射，造成9月3日出现炫丽的极光。地磁风暴在NOAA的Space Weather Prediction Center的地磁扰动规模达到G2（Kp = 6）的水准。
在2014年10月14日， 欧洲太空总署（ESA）观测太阳的PROBA-2、ESA/NASA的SOHO、和太阳动力学天文台都拍摄到一个行星际日冕物质抛射（ICME）离开太阳；STEREO-A直接观测到其在ul=AU造成的影响；欧洲太空总署的 金星快车也搜集到资料。这个日冕物质抛射在10月17日抵达火星，也被"火星特快车"、MAVEN、2001火星奥德赛号和火星科学实验室观测到。在10月22日，距离ul=AU处，它抵达与太阳和火星完美对齐的楚留莫夫－格拉希门克彗星，也被罗塞塔号观测到。在11月12日，距离ul=AU处，被在土星的卡西尼号观测到。在这个日冕物质抛射喷发3个月后，接近冥王星的新视野号可能也在ul=AU处侦测到它。在喷发17个月之后，航海家2号的资料可以解释为这个日冕物质抛射的通过。好奇号漫游者的Curiosity (rover)、2001火星奥德赛号、罗塞塔号和卡西尼号都显示，随著日冕物质抛射气泡的通过，星系宇宙射线（Forbush decrease）都突然减少。
2012年10月8日清晨，跨越魁北克和安大略的极光。
== 起因 ==
科学的研究已经表明磁重联的现象与日冕物质抛射和闪焰密切相关。在磁流体动力学的理论中，当两个相反的磁场聚集在一起时，磁力线突然的重新排列称为"磁重联"。重联释放出原本储存在磁场张力中的能量。这些磁力线在螺旋结构中被扭曲，有"左旋扭曲"也有"右旋扭曲"。随著太阳磁场的磁力线越来越扭曲，日冕物质抛射似乎是释放正在累积中磁能的"阀门"，日冕物质抛射的螺旋结构就证明了这一点。如果不是每个太阳周期都不断的自我更新，否则，最终将会撕裂太阳自身。
在太阳上，磁重联可能发生在太阳的拱圈上（拱圈是一系列紧密依存的磁力线环圈）。这些磁力线迅速的重新连结形成一个较低的环状新拱圈，没有连接到拱圈，还留存在日冕中的部份形成螺旋状的磁场。在这个过程中突然被释放的能量会产生闪焰并释放日冕物质抛射：螺旋磁场及其包含的物质猛烈地向外膨胀，称为日冕物质抛射。这也解释了为什么日冕物质抛射和闪焰通常会从太阳上，磁场比平均要强的多被称为活跃区的活动区域爆发。
== 理论模型 ==
起初，假设日冕物质抛射可能是由耀斑爆炸的热量驱动。然而，很快就看出许多日冕物质抛射与闪焰无关，特别是那些在闪焰之前就发生的日冕物质抛射。由于日冕物质抛射在发生在太阳的日冕（以磁能为主），因次它们的能量来源必须是来自磁能。
由于日冕物质抛射的能量非常巨大，它们不太可能由光球中新出现的磁场驱动（然而不能完全排除可能性）。因此，大多数的日冕抛射模型都假设能量已经在日冕的磁场中储存很长的一段时间，然后由于磁场中某种的不稳定或平衡的丧失而突然释放。这些释放的机制是哪一种，目前的观测无法很好的制约这些模式，因而迄今仍然未能达成共识。同样的考量也适用在耀斑，但这种现象可以观察到的特征不同Wikipedia:列明来源|来源请求。
== 观测 ==
日冕物质抛射穿越行星际空间，朝向日球层顶移动的图解。
自1962年起，在专职观测的太空船被发射，日冕物质抛射由搭载于上面的日冕仪观测，一种用于用于遮挡太阳的亮光以显示日冕及色球层的仪器。在日冕物质抛射发生时，太阳会产生密度结构的改变，带来日冕和色球层上自由电子的汤姆孙散射。日冕仪便能据此变化，发现日冕物质抛射。因为此方法受观察角度的限制，日冕仪便被搭载于太空船发射后，以取得不受观察角度的观测。在2000年开始，日光层成像仪(heliospheric imager)也被加入于观测之中。另一种观察方法是由电磁波的变化而观察，日冕物质抛射之中会带来巨大的电子加速，产生电磁波。在1944年开始，无线电成像光谱仪(radio imaging spectrometers)便被用作观察日冕物质抛射。以下是其中一部份发射的太阳探测器：
=== 风 ===
1994年11月1日，NASA发射了探测器「风」(Wind)，运行在地球轨道的 拉格朗日点，作为监测太阳风的仪器。它是国际日地物理学(International Solar Terrestrial Physics)项目其下的全球地球空间科学计划(Global Geospace Science)的一部分。「风」借由一个自旋轴稳定的卫星，上面搭载了8台仪器，测量热能达至百万电子伏特(Mev)能量的太阳风粒子，观测范围从直流到13MHz到0.3Hz无线电波。尽管「风」已经运作超过20年，但它仍然提供太阳风时间、角度和能量资讯解析。仅至2008年以来，就为150多份的出版物做出了贡献date=November 2011。
=== 日地关系天文台 ===
2006年10月25日，NASA发射了「日地关系天文台」（Solar Terrestrial Relations Observatory，缩写为STEREO），由两艘几乎一模一样的太空船组成，分别于地球绕太阳公转的轨道前方和后方位，因此首度能够在轨道上观测到日冕物质抛射的立体影像，和进行其它太阳活动现象的测量。他们在轨道上相对的位置上。
=== 派克太阳探测器 ===
派克太阳探测器 （Parker Solar Probe）于2018年8月12日发射，用以测量加速和传输高能粒子的机制，也就是太阳风的起源。
== 物理性质 ==
2010年8月初日冕物质抛射的一系列影片。日冕物质抛射会从太阳表面，释放出大量的物质到太阳风和外层空间。被释放的物质是一种主要由电子和质子组成的等离子体。
典型的日冕物质抛射有三种显著特征的任意一个或者全部特征：低电子密度的空腔、致密的核心（日珥，它会出现在日冕仪的影像中，显示像是崁入在空腔中的明亮区域），以及一个明亮的前缘。在现有的观察中，日冕物质抛射对磁场及太阳风影响都是以泡状或者环状呈现的。
大多数的抛射发生在太阳表面的活跃区域，比如太阳黑子群。这些区域的磁力线呈封闭，令其中的磁场强度足够大，可以容纳等离子体。这些磁力线打被打断或削弱时，便会抛出物质，产生日冕物质抛射。然而，日冕物质抛射也可能发生在表面活动宁静，但曾经很活跃的区域。在太阳极小期的期间，日冕物质抛射主要形成于太阳赤道的日冕流带；在太阳极大期，日冕物质抛射的来源是在纬度上分布较为平均的活跃区域。
以SOHO卫星在1996年至2003年间的测量为基础，日冕物质抛射的速度从abbr=on，平均速度是 abbr=on。约13小时至86天（极端值）内，抛射物质便能前进1天文单位的距离，平均时间是3.5天；抛出的质量平均为1.6×1012 kg。但是因为日冕仪的测量只能提供平面的数极，因此对日冕物质抛射的质量估计值只是下限。抛射的频率取决于太阳周期的阶段：从接近太阳极小期的大约每五天1次，到太阳极大期附近的每天3.5次。 因为日冕仪通常观测不到来自太阳背面的日冕物质喷发，这个值也是下限。
在目前对日冕物质抛射的运动中，日冕物质有一个预加速阶段，缓慢的离开光球层；然后是快速地加速，远离太阳；直到达到恒定的速度。但有例外，有些气泡状的日冕物质抛射，一直维持在最慢的速度，没有明确的速度变化，而是在整个飞行过程中缓慢而持续的加速。即使有著明确加速阶段的一些日冕物质抛射，预加速阶段也常常不存在，或者未能观测到。
=== 行星际日冕物质抛射 ===
日冕物质抛射通常在1至5天内就会从太阳抵达地球。在传播过程中，日冕物质抛射会与太阳风和行星际磁场(interplanetary magnetic field,IMF)产生相互作用。行星际磁场会令慢速的日冕物质加速接近太阳风的速度；高速的抛射物质也会减速至接近太阳风的速度。在靠近太阳的地方具有最强的速度改变，但是即使在超过1天文单位外，甚至在火星也可以测量抛射物质的速度改变；甚至超出尤利西斯号太空船的观测，日冕物质抛射的速度大约超过abbr=on，会带动终端震波。当日冕物质抛射的速度，在与太阳风移动的参考系中的速度，超过当地的快速磁声波时，就会发生这种状况。使用日冕仪可以直接观察到这种震波。在日冕，还会释出第二型的无线电爆发(type II radio bursts)，它们被认为发生在2r s（太阳半径）以内，也与太阳高能粒子的加速密切关连。
=== 星冕物质抛射 ===
在其它恒星上观察到少量的星冕物质抛射，lc=y发现的所有恒星都是红矮星。这些都是通过光谱学检测到的，最常见的是通过研究巴耳末线：由于都卜勒频移，向观测者而来的谱线在蓝移上导致不对称的外形。这种吸收出现在恒星圆盘（比周围物质的温度低）时会被增强，当它辐射至圆盘外时，可以被观测到。 星冕物质抛射的投影速度从≈abbr=on。与太阳的活动来比较，其他恒星上的星冕物质抛射活动似乎并不是很普遍。
== 关联太阳现象 ==
一段日珥正在发展阶段的影片。
日冕物质抛射经常与其他的太阳活动现象同时发生，包括：
* 闪焰
* 爆发日珥(Eruptive prominences)
* X-射线的偏振
* 日冕昏暗（在太阳表面长时期的亮度衰减）
* 莫尔顿波
* 日冕波动（来自喷发地点的明亮扩散前缘）
* 爆发后等离子体环（post-eruptive arcades）
日冕物质抛射与这些现象的很常同时发生，但是还没有充分了解。例如，日冕物质抛射和闪焰经常是同时发生的。但发生日冕物质抛射时，经常未能检测到太阳闪焰。大多数微弱的太阳闪焰和日冕物质抛射无关，只有强大的太阳闪焰（M级和更强的）才和日冕物质抛射相同时发生。有些较弱和较慢的日冕物质抛射发生时，则不会产生类似闪焰的现象；现在认为。日冕物质抛射和太阳闪焰是由共同的原成因造成的（日冕物质抛射事件加速度的峰值，与闪焰辐射之峰值经常是一致的）。一般而言这些现象（包括日冕物质抛射）都被认为是太阳磁场结构大规模变动所衍生的结果；是否造成日冕物质抛射，反映出太阳周期的日冕环境（即喷发可以被磁场结构所限制，或者它可以突破而成为太阳风）。
对地球的冲击这段影片也两种模型。一种适合2006年的日冕物质抛射，第二种验证了像1859年卡灵顿事件那种等级的日冕物质抛射结果。只有一部份日冕物质抛射会令击中地球。如果地球被击中，便会形成行星际日冕物质抛射（ICME），伴随著日冕物质的激波，会引发磁暴，令地球的磁场被扰动，并可能进而破坏地磁场。如果在日冕物质击中日间一侧，会令的磁场被压缩；如果在日冕物质击中晚间一侧，则拖出磁尾。当在夜晚侧的磁层磁重联时，会在地球的高层大气层内释放出功率达到兆瓦级规模的能量。其中一次最著名的事件是1989年3月磁暴，造成魁北克水力发电厂断电。
抛射物质中的太阳高能粒子可以地球磁极周围广大的区域引起特别强烈的极光。日冕物质抛射，与来自其它来源的闪焰，可能会干扰无线电传输，并对人造卫星和电力系统等设施造成损害，产生持久和大范围的停电的风险。抛射物质中释放的高能质子会导致电离层中的自由电子数量增加，特别是高纬度的极地。自由电子的增加，尤其是在电离层的D层，会增强对无线电波的吸收，引发极帽吸收（Polar Cap Absorption，PCA）事件，同样干扰无线电通讯。
在高海拔地区、飞机上和太空站的人类，有可能暴露在相对更强烈的太阳质子事件，它可能由日冕物质抛射引发。太空人吸收的能量不会因为太空船的遮罩而减少，如果提供了任何的保护，则有可能导致吸收能量微量不均匀。
=== 未来的风险 ===
根据预测科学公司的物理学家皮特·莱利（Pete Riley）在2012年发表的一份报告，在2012年至2022年这10年间，地球遭受等同于1859年太阳风暴水平的日冕物质抛射事件袭击的机率是12%。
在2019年，研究人员使用韦伯分布的方式，估计地球在未来十年被等同于1859年太阳风暴水平的日冕物质抛射事件的几率为0.46%至1.88%。
== 大众文化 ==
在麦可·克莱顿的长篇小说刚果中，太阳物质抛射打断了刚果研究小组的电脑将资料经由卫星传回休斯顿的传输作业。第二型的无线电辐射是1996年，完美艺术团体假情报的记录和展览，用来布置看台和通道的「星门」LP和CD的主题（参见假情报 (艺术和音乐计划)条目）。
特别巨大的日冕物质抛射出现在《亚特兰提斯》剧情的《星门的回响》中。
== 相关条目 ==
* 日冕物质抛射列表
* 太阳风暴列表
* 闪焰
* 磁暴
* 磁化云
* 太空天气
* Forbush decrease
* Health threat from cosmic rays
* K-指标
* 轨道太阳天文台
* 太阳和太阳风层探测器