「萬聖節事件」期間NASA的SOHO衛星在不同波段拍攝到的一次耀斑爆發現象。(圖片來源:NASA)
2003年10月18日至11月8日,太陽上的三個大黑子群總共產生了143次耀斑爆發和80次日冕物質拋射(CME)爆發。在這143次耀斑爆發中,11月4日爆發的X28級耀斑是有耀斑衛星觀測以來記錄到的最強耀斑。實際上,這個耀斑的巨大輻射超過了相關衛星上測量設備的量程,X28的級別並非來自準確的探測,而是根據探測曲線外推做出的推斷。
有研究者根據地球受該耀斑襲擊後的反應推測,該耀斑的實際級別可能高達X45。在80次CME爆發中,對地球影響最為嚴重的是10月28日和10月29日相繼爆發的兩次CME。這兩個CME每個的威力都十分強大,而他們在「相互配合」侵襲地球的過程中,第一個CME為第二個掃清了前進道路上的障礙,使得第二個CME能夠以更加劇烈的方式,影響地球附近的空間天氣狀況。
耀斑和CME所帶來的高能粒子,像是太空中看不見的「子彈」,威脅著航天員的生命安全和衛星器件的正常工作。在航天領域,在類似「卡靈頓事件」的情況下,為了防止在國際空間站上工作的太空人遭受高能粒子帶來的過量輻射,地面控制人員命令太空人們進入防護能力更強的艙段避險,並關閉了國際空間站上的一些設施。
MeV能級以上的高能粒子能夠擊穿衛星的外殼,使衛星電子器件中的信號狀態發生變化,引發衛星工作的異常。在磁層亞暴期間,中等能量的電子還可能使衛星表面出現充電現象,進而引發阻礙衛星正常工作的信號噪聲,甚至可能通過放電在對衛星期間造成物理損壞。
ACE衛星是部署在太陽和地球連線上一個固定位置的空間天氣探測任務,它就像一位警覺的「哨兵」,為人類源源傳來太陽風暴即將吹拂地球警報。但在本次事件中,這位「哨兵」卻在高能粒子的侵襲下不幸"受傷"了。ACE衛星的SWEPAM儀器在此次爆發期間,由於耀斑高能粒子對觀測數據的汙染而無法正常產生太陽風等離子體觀測數據。
此外,日本的地球觀測衛星ADEOS-2與因地面失去聯繫而報廢,在火星附近工作的美國科學探測衛星火星奧德賽號的MARIE儀器報廢。還有諸多衛星採取關機或進入安全模式等方式,暫停正常工作以規避惡劣空間天氣帶來的危險。
磁層是地球抵禦太陽風侵襲的「保護罩」,它的存在使太陽風無法直接吹拂靠近地面的區域。火星由於缺乏內稟磁場,沒有形成結構明顯的磁層「保護罩」,其大氣層在太陽風的吹拂下不斷被剝離,因此火星的大氣相當稀薄,其密度還不到地球大氣密度的百分之一。
在「卡靈頓事件」中,由於太陽風暴的速度和動能非常大,使磁層這個「保護罩」向後節節敗退,被壓縮到了地球靜止軌道以內。靜止軌道是轉播電視信號的通信衛星及一些氣象衛星所在的軌道,磁層的壓縮使這些衛星直接暴露在了太陽風的吹拂之下,工作環境變得相當危險。
此外,這些氣象衛星在正常工作時需要依靠與地球磁場的相互作用來調整衛星的姿態。磁場環境的巨大變化使這種姿態維持功能不能繼續正常工作。