图1:出现在芬兰南部的极光。版权:Lehtikuva Oy/Rex Features。
一天几次,巨大的爆炸会震颤地球的磁场,触发一系列的事件,并最后以耀眼的极光照亮两极的天空。这些爆炸被称为“亚暴”,它们是如何产生的长久以来一直是一个谜。直到最近,还没有人能解释它们是如何聚集能量进而产生如此壮观的景象的,或者是什么引发它们的。
现在美国宇航局(NASA)的一系列卫星终于找到了答案。它们不仅帮助我们认识了这些大自然最壮丽景象的本质,还帮助我们预报更为重要的空间天气。恶劣的空间天气会危及人造卫星和宇航员,甚至还会破坏地面上的电网。
图2:2001年3月20日出现在芬兰南部的五彩极光,通常它们只能在更靠近北极的地方才能被看到。版权:Lehtikuva Oy/Rex。
贯穿人类的历史,极光始终让我们着迷,这其中也不乏对它的解释。伽里略认为极光是从地球上升起的蒸汽反射阳光而成的,而笛卡尔则认为是冰晶反射阳光形成了极光。17世纪末,哈雷第一个把极光和地球磁场联系了起来。不过直到20世纪50年代科学家才确认了极光是由于磁场将电子输入上层大气而产生的。
极光、亚暴和更具有破坏力的某些空间天气状况都源自于太阳风。太阳风是由太阳抛射出的一团稀薄高温带电粒子,其中还夹杂着磁场和电流。太阳风“刮”过地球时的速度可以达到每小时160万千米,但是给我们的感觉却像是“轻风拂面”。原因就是地球的磁场会使得绝大部分的太阳风发生偏转,由此在地球周围形成了一个空间天气相对平静的区域,被称为“磁层”。当太阳风吹过地球的时候,磁层就会被挤压,并且犹如微风吹拂秀发一般地在地球背向太阳的一侧张开它的“保护网”。
图3:1996年6月出现在挪威的极光。版权:Norsk Presse/Rex。
虽然有了这层保护,但是太阳风还是可以干扰磁层,并且向地球上层大气输入高能粒子。于是它们就会像点亮氖管中的气体一样产生极光,而缓慢舞动的绿色光幕正是带电粒子轰击大气上层氧原子的产物。这些“宁静的极光弧”通常是十分暗弱的。“人们经常意识不到它们是极光。天空会弥漫着些许的亮光,看上去可能会有点奇怪,”加拿大卡尔加里大学监测极光的埃里克·多诺万(Eric Donovan)说。
