小編整理: 極光是一種自然現象,在地球的南北兩極地區的高空,夜間會(huì )出現燦爛美麗的光輝。這是由于太陽(yáng)帶電粒子流進(jìn)入地球磁場(chǎng),激發(fā)高層大氣分子或原子而產(chǎn)生的。
極光 極光( Aurora ),是一種絢麗多彩的等離子體現象,其發(fā)生是由于太陽(yáng)帶電粒子流(太陽(yáng)風(fēng))進(jìn)入 地球磁場(chǎng) ,在地球南北兩極附近地區的高空,夜間出現的燦爛美麗的光輝。在南極被稱(chēng)為 南極光 ,在北極被稱(chēng)為 北極光 。地球的極光是來(lái)自地球磁層或太陽(yáng)的高能帶電粒子流(太陽(yáng)風(fēng))使高層大氣分子或原子激發(fā)(或電離)而產(chǎn)生。
基本信息
外文名
Aurora,Aurora Borealis,Polar light
極光形態(tài) 根據關(guān)于極光分布情況的研究,極光區的形狀不是以地磁極為中心的圓環(huán)狀,而是卵形。極光的光譜線(xiàn)范圍約為3100~6700埃,其中最重要的譜線(xiàn)是5577埃的 氧原子 綠線(xiàn),稱(chēng)為極光綠線(xiàn)。 大多數極光出現于地球上空90-130千米處。1959年,一次北極光所測得的高度是160千米,寬度超過(guò)4800千米。但有些極光要高得多,高度可達560-1000千米以上。
分布區域 由于地磁場(chǎng)的作用,這些高能粒子轉向極區,所以極光常見(jiàn)于高磁緯地區。在大約離 磁極 25°~30°的范圍內常出現極光,這個(gè)區域稱(chēng)為極光區。在地磁緯度45°~60°之間的區域稱(chēng)為弱極光區,地磁緯度低于45°的區域稱(chēng)為微極光區。 在北半球觀(guān)察到的極光稱(chēng)北極光, 南半球 觀(guān)察到的極光稱(chēng)南極光,經(jīng)常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區域內,阿拉斯加的費爾班克斯一年之中有超過(guò)200天的極光現象,因此被稱(chēng)為“北極光首都”。而 冰島 由于整個(gè)國家都在極光帶上,也是北半球受歡迎的觀(guān)測極光地點(diǎn)。南極光與北極光是同時(shí)變化的(可視為北極光的鏡像)。在高緯度的 南美洲 、澳大利亞、新西蘭和南極洲可以看見(jiàn)南極光。
基本分類(lèi) 極光依性質(zhì)可分為擴散極光和分立極光兩種類(lèi)型。即使在黑暗的天空中,肉眼可能還是看不見(jiàn)擴散極光散發(fā)出彌漫在天空中的微光和形狀,但它定義出了極光帶的范圍。分立極光是在幾乎看不見(jiàn)的 擴散極光中能夠明確看出形狀的部分,肉眼很容易就能看見(jiàn)它們,最亮時(shí)的亮度足以在夜晚閱讀書(shū)報。但分立極光還是只能在夜空中被看見(jiàn),因為它的亮度還不足以在陽(yáng)光下呈現。極光在極光帶中出現時(shí)通常是彌漫性的光斑或弧形,且通常是在裸眼可見(jiàn)的程度之下。分立極光通常會(huì )顯示出磁場(chǎng)線(xiàn)或像簾幕狀的結構,最常見(jiàn)的是綠色的螢光,并且可以在數秒鐘內發(fā)生變化,或是幾個(gè)小時(shí)光度都不變。 按照極光的形態(tài)分類(lèi),可分為勻光弧極光、射線(xiàn)式光柱極光、射線(xiàn)式光弧光帶極光、簾幕狀極光、極光冕等。
按照極光觀(guān)測的電磁波波段,可分為光學(xué)極光、無(wú)線(xiàn)電極光等。
按激光激發(fā)粒子類(lèi)型,可分為電子極光、質(zhì)子 極光等。 按照極光發(fā)生區域,可分為極蓋極光、極光帶極光 、中緯極光紅弧等。
現代潮流引導與推薦比照氣象學(xué)來(lái)區分極光的現象,但尚未被完全認同。
產(chǎn)生原因 極光出現于星球的高磁緯地區上空,是一種絢麗多彩的發(fā)光現象。而地球的極光,來(lái)自地球磁層和太陽(yáng)的高能帶電粒子流(太陽(yáng)風(fēng))使高層大氣分子或原子激發(fā)(或電離)而產(chǎn)生。極光產(chǎn)生的條件有三個(gè):大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。這三者缺一不可。極光不只在地球上出現,太陽(yáng)系內的其他一些具有磁場(chǎng)的行星 上也有極光。 極光一般只在南北兩極的高緯度地區出現,但是2010年8月1日的太陽(yáng)風(fēng)暴恰好面向地球爆發(fā),攜帶大量帶電粒子的太陽(yáng)風(fēng)準確無(wú)誤地“擊中”地球,與地球磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生“磁暴”,使美國密西密歇根州、丹麥和英國 等緯度稍低的地區都能夠看到美麗的北極光景觀(guān)。專(zhuān)家稱(chēng),這一次的太陽(yáng)風(fēng)暴并沒(méi)有像事先推測的那樣破壞全球的衛星和電信系統,卻給地球帶來(lái)一場(chǎng)壯麗的“焰火盛會(huì )”。 極光是地球周?chē)囊环N大規模放電的過(guò)程。來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子到達地球附近,地球磁場(chǎng)迫使其中一部分沿著(zhù)磁場(chǎng)線(xiàn)集中 到南北兩極。當他們進(jìn)入極地的高層大氣(>80km)時(shí),與大氣中的原子和分子碰撞并激發(fā),能量釋放產(chǎn)生的光芒形成圍繞著(zhù)磁極的大圓圈,即極光。 極光最易出現的時(shí)期是 春分 和秋分兩個(gè)節氣來(lái)臨之前,且 春秋 兩季出現頻率更甚夏冬。這是因為在春分和秋分兩節氣時(shí)地球位置與“磁索”交錯最甚。另外,在太陽(yáng)黑子多的時(shí)候或當太陽(yáng)周期在日冕大量拋射增加和太陽(yáng)風(fēng)強度增強的階段時(shí),極光出現的頻率和亮度也會(huì )增加。
早期觀(guān)點(diǎn) 許多世紀以來(lái),這一直是人們猜測和 探索的天象之謎。從前,愛(ài)斯基摩人以為那是鬼神引導死者靈魂上天堂的火炬。13世紀時(shí),人們則認為那是格陵蘭冰原反射的光。到了 17世紀,人們才稱(chēng)它為北極光——北極曙光(在南極所見(jiàn)到的同樣的光稱(chēng)為南極光)。 隨著(zhù)科技的進(jìn)步,極光的奧秘也越來(lái)越為我們所知——原來(lái),這美麗的景色是太陽(yáng)與大氣層合作 表演出來(lái)的作品。在太陽(yáng)創(chuàng )造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱(chēng)為“太陽(yáng)風(fēng)”。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子,是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流,因而屬于等離子態(tài)。太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng),以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng)。地球磁場(chǎng)形如漏斗,尖端對著(zhù)地球的南北兩個(gè)磁極,因此太陽(yáng)發(fā)出的帶電粒子沿著(zhù)地磁場(chǎng)這個(gè)“漏斗”沉降,進(jìn)入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到太陽(yáng)風(fēng)的轟擊后會(huì )發(fā)出光芒,形成極光。在南極地區形成的叫南極光,在北極地區形成的叫北極光。 在過(guò)去,有些理論被用來(lái)解釋這種現象,但都已經(jīng)過(guò)時(shí)了:
1.本杰明·佛蘭克林(Benjamin Franklin)的理論:神奇的北極光是濃稠的帶電粒子和極區強烈的雪和其他的濕氣作用造成的;
2.極光的電子來(lái)自太陽(yáng)發(fā)射的光束。這是克利斯蒂安柏克蘭在1900年提出的說(shuō)法,她在實(shí)驗室用真空室和磁化的地球模型,顯示電子是如何被引導至極區。這個(gè)模型的問(wèn)題包括本身缺乏在極區的極光、負電荷本身自行散射這些光束、而且仍然缺乏任何太空中的觀(guān)測證據;
3.破水桶理論:極光是溢流出的輻射帶,這是詹姆斯·范艾倫和工作伙伴大約在1962年首先提出的。他們指出在輻射帶內獲得的巨大能量很快就會(huì )在極光的漫射中耗盡。不久之后,很明顯地,陷在輻射帶內的都是高能的帶正電離子,而在極光內幾乎都是能量較低的電子;
4. 極光是太陽(yáng)風(fēng)中的粒子被地球的場(chǎng)線(xiàn)引導至大氣層頂端造成的。這適用于極光的尖點(diǎn),但在尖點(diǎn)之外,太陽(yáng)風(fēng)沒(méi)有直接的作用。另一方面,太陽(yáng)風(fēng)的能量主要都留駐在帶正電的離子,電子只有0.5eV,而在尖點(diǎn)上會(huì )上升至50~100eV,這仍然遠低于極光的能量。
現代觀(guān)點(diǎn) 許多科學(xué)家正在對極光作深入的研究。人們看到的極光,主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且,極光的顏色和強度也取決于沉降粒子的能量和數量。用一個(gè)形象比喻,可以說(shuō)極光活動(dòng)就像磁層活動(dòng)的實(shí)況電視畫(huà)面。沉降粒子為電視機的電子束,地球大氣為電視屏幕,地球磁場(chǎng)為電子束導向磁場(chǎng)。科學(xué)家從這個(gè)天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動(dòng)的大量信息。例如,通過(guò)極光譜分析可以了解沉降 粒子束 來(lái)源,粒子種類(lèi),能量大小,地球磁尾的結構,地球磁場(chǎng)與 行星磁場(chǎng) 的相互作用,以及太陽(yáng)擾亂對地球的影響方式與程度等。 極光雖然美麗,但是在地球大氣層中投下的能量,可以與全世界各國發(fā)電廠(chǎng)所產(chǎn)生電容量的總和相比。這種能量常常攪亂無(wú)線(xiàn)電和雷達的信號。極光所產(chǎn)生的強力電流,也可以集結在長(cháng)途電話(huà)線(xiàn)或影響微波的傳播,使電路中的電流局部或完全“損失”,甚至使電力傳輸線(xiàn)受到嚴重干擾,從而使某些地區暫時(shí)失去電力供應。怎樣利用極光所產(chǎn)生的能量為人類(lèi)造福,是當今科學(xué)界的一項重要使命。
產(chǎn)生原理 極光是地球周?chē)囊环N大規模放電的過(guò)程。來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子到達地球附近,地球磁場(chǎng)迫使其中一部分沿著(zhù)磁場(chǎng)線(xiàn)(Field line)集中到南北兩極。當他們進(jìn)入極地的高層大氣時(shí),與大氣中的原子和分子碰撞并激發(fā),產(chǎn)生光芒,形成極光。經(jīng)常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區域內,阿拉斯加的費爾班(Fairbanks)一年之中有超過(guò)200天的極光現象,因此被稱(chēng)為“北極光首都”。所以極光只能在地球的南北極被看見(jiàn)。
地球磁層 磁力線(xiàn) 攜帶太陽(yáng)風(fēng)的能量進(jìn)入地球內部,進(jìn)而驅動(dòng)了地磁場(chǎng)的形成。在這磁層磁力線(xiàn)閉合環(huán)路上除了有地球內部的導電體之外,另外還有大氣層的電離層這一弱導電體。當太陽(yáng)風(fēng)強烈時(shí),磁力線(xiàn)能量遇到地球內部的磁感抗,有許多能量消耗不掉,于是就在電離層處形成了極光。
典故傳說(shuō)
中國 傳說(shuō)一
相傳公元前兩千多年的一天,夜來(lái)臨了。隨著(zhù)夕陽(yáng)西沉,夜已將它黑色的翅膀張開(kāi)在神州大地上,把遠山、近樹(shù)、河流和土丘,以及所有的一切全都掩蓋起來(lái)。一個(gè)名叫 附寶 的年輕女子獨自坐在曠野上,她眼眉下的一灣秋水閃耀著(zhù)火一般的激情,顯然是被這清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像無(wú)邊無(wú)際的大海,顯得廣闊。安詳而又神秘。天幕上,群星閃閃爍爍,靜靜地俯瞰著(zhù)黑 魆 魆的地面,突然,在 北斗七星 中,飄灑出一縷彩虹般的神奇光帶,如煙似霧,搖曳不定,時(shí)動(dòng)時(shí)靜,像行云流水,最后化成一個(gè)碩大無(wú)比的光環(huán),縈繞在 北斗星 的周?chē)F鋾r(shí),環(huán)的亮度急劇增強,宛如皓月懸掛當空,向大地瀉下一片淡銀色的光華,映亮了整個(gè)原野。四下里萬(wàn)物都清晰分明,形影可見(jiàn),一切都成為活生生的了。附寶見(jiàn)此情景,心中不禁為之一動(dòng)。由此便身懷六甲,生下了個(gè)兒子。這男孩就是黃帝 軒轅氏 。以上所述可能是世界上關(guān)于極光的最古老神話(huà)傳說(shuō)之一。 傳說(shuō)二
在我國的古書(shū)《 山海經(jīng) 》中也有極光的記載。書(shū)中談到北方有個(gè)神仙,形貌如一條紅色的蛇,在夜空中閃閃發(fā)光,它的名字叫燭龍。關(guān)于燭龍《 大荒北經(jīng) 》有如下一段描述:“西北海之外,赤水之北,有 章尾山 。有神,人面蛇身而赤,直目正乘,其瞑乃晦,其視乃明。不食不寢不息,風(fēng)雨是竭。是 燭九陰 ,是謂燭龍。”這里所指的燭龍,實(shí)際上就是極光。
外國 極光這一術(shù)語(yǔ)來(lái)源于拉丁文伊歐斯一詞。傳說(shuō)伊歐斯是希臘神話(huà)中“黎明”(其實(shí),指的是晨曦和朝霞)的化身,是希臘神泰坦的女兒,是太陽(yáng)神和 月亮女神 的妹妹,她又是北風(fēng)等多種風(fēng)和黃昏星等多顆星的母親。極光還曾被說(shuō)成是獵戶(hù)星座的妻子。在藝術(shù) 作品中,伊歐斯被說(shuō)成是一個(gè)年輕的女人,她不是手挽個(gè)年輕的小伙子快步如飛地趕路,便是乘著(zhù)飛馬駕挽的四輪車(chē),從海中騰空而起;有時(shí)她還被描繪成這樣一個(gè)女神,手持大水罐,伸展雙翅,向世上施舍朝露,如同我國佛教故事中的觀(guān)音菩薩,普灑 甘露 到人間。 愛(ài)斯基摩人認為極光是鬼神引導死者靈魂上天堂的火炬,原住民則視極光為神靈現身,深信快速移動(dòng)的極光會(huì )發(fā)出神靈在空中踏步的聲音,將取走人的靈魂,留下厄運。
自然特征
極光之美 極光被視為自然界中最漂亮的奇觀(guān)之一。早在2000多年前,中國就開(kāi)始觀(guān)測極光,有著(zhù)豐富的極光記錄。極光多種多樣,五彩繽紛,形狀不一,綺麗無(wú)比,在自然界中還沒(méi)有哪種現象能與之媲美。任何彩筆都很難繪出那在嚴寒的兩極空氣中嬉戲無(wú)常、變幻莫測的炫目之光。 極光有時(shí)出現時(shí)間極短,猶如節日的焰火在空中閃現一下就消失得無(wú)影無(wú)蹤;有時(shí)卻可以在蒼穹之中輝映幾個(gè)小時(shí);有時(shí)像一條彩帶,有時(shí)像一團火像一張五光十色的巨大銀幕,仿佛上映一場(chǎng) 球幕電影 ,給人視覺(jué)上以美的享受。如果我們乘著(zhù)宇宙飛船 ,越過(guò)地球的南北極上空,從遙遠的太空向地球望去,會(huì )見(jiàn)到圍繞地球磁極存在一個(gè)閃閃發(fā)亮的光環(huán),這個(gè)環(huán)就叫做 極光卵 。由于它們向太陽(yáng)的一邊有點(diǎn)被壓扁,而背太陽(yáng)的一邊卻稍稍被拉伸,因而呈現出卵一樣的形狀。極光卵處在連續不斷的變化之中,時(shí)明時(shí)暗,時(shí)而向赤道方向伸展,時(shí)而又向極點(diǎn)方向收縮。處在午夜部分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長(cháng)期觀(guān)測統計結果表明,極光最經(jīng)常出現的地方是在南北 磁緯度 67度附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區域內,分別稱(chēng)作南極光區和北極光區。在極光區內差不多每天都會(huì )發(fā)生極光活動(dòng)。在極光卵所包圍的內部區域,通常叫做 極蓋區 ,在該區域內,極光出現的機會(huì )反而要比緯度較低的極光區來(lái)得少。在中低緯地區,尤其是近赤道區域,很少出現極光,但并不是說(shuō)壓根兒觀(guān)測不到極光。1958年2月10日夜間的一次特大極光,在熱帶都能見(jiàn)到,而且顯示出鮮艷的紅色。這類(lèi)極光往往與特大的 太陽(yáng)耀斑 暴發(fā)和強烈的地磁暴有關(guān)。在寒冷的極區,人們舉目瞭望夜空,常常見(jiàn)到五光十色,千姿百態(tài),各種各樣形狀的極光。毫不夸大地說(shuō),在世界上簡(jiǎn)直找不出兩個(gè)一模一樣的極光形體來(lái),從科學(xué)研究的角度,人們將極光按其形態(tài)特征分成五種:一是底邊整齊微微彎曲 的圓弧狀的極光弧;二是有彎扭折皺的飄帶狀的極光帶;三是如云朵一般的片朵狀的極光片;四是面紗一樣均勻的帳幔狀的極光幔;五是沿磁力線(xiàn)方向的射線(xiàn)狀的 極光芒 。 極光形體的亮度變化也是很大的,從剛剛能看得見(jiàn)的銀河星云般的亮度,一直亮到滿(mǎn)月時(shí)的月亮亮度。在強極光出現時(shí),地面上物體的輪廓都能被照見(jiàn),甚至會(huì )照出物體的影子來(lái)。最為動(dòng)人的當然是極光運動(dòng)所造成的瞬息萬(wàn)變的奇妙景象。我們形容事物變得快時(shí)常說(shuō):“眼睛一眨, 老母雞 變鴨。”極光可真是這樣,翻手為云,覆手為雨,變化莫測,而這一切又往往發(fā)生在幾秒鐘或數分鐘之內。極光的運動(dòng)變化,是自然界這個(gè)魔術(shù)大師,以天空為舞臺上演的一出光的話(huà)劇,上下縱橫成百上千公里,甚至還存在近萬(wàn)公里長(cháng)的極光帶。這種宏偉壯觀(guān)的自然景象,好像沾了一點(diǎn)仙氣似的,頗具神秘色彩。令人嘆為觀(guān)止的則是極光的色彩,早已不能用五顏六色去描繪。說(shuō)到底,其本色不外乎是紅、綠、紫、藍、白、黃,可是大自然這一超級畫(huà)家用出神入化的手法,將深淺濃淡、隱顯明暗一搭配、一組合,好家伙,一下子變成了 萬(wàn)花筒 啦。根據不完全的統計,能分辨清楚的極光色調已達一百六十余種。極光這般多姿多彩,如此變化萬(wàn)千,又是在這樣遼闊無(wú)垠的穹窿中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無(wú)人煙的極區,此情此景,此時(shí)此刻,面對五彩繽紛的極光圖形,親愛(ài)的讀者,你說(shuō)能不令人心醉,不叫人神往嗎?無(wú)怪乎在許許多多的極區探險者和旅行家的筆記中,描寫(xiě)極光時(shí)往往顯得語(yǔ)竭詞窮,只好說(shuō)些“無(wú)法以言語(yǔ)形容”,“再也找不出合適的詞句加以描繪”之類(lèi)的話(huà)作為遁辭。是的,普通的美麗、壯觀(guān)、奇妙等字眼在極光面前均顯得異常的蒼白無(wú)力,可以說(shuō),即使有生花妙筆也難述說(shuō)極光的神采、氣勢、秉性脾氣于萬(wàn)一。
神奇聲音 北極光是指常出現于地球高緯度地區高層大氣中的發(fā)光現象,是太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用的結果。北極光非常絢爛美麗,而伴隨北極光發(fā)生的,是一種很神秘的聲音。
一直以來(lái),有關(guān)這種神秘的北極光聲音流傳著(zhù)許多的傳說(shuō),也讓在荒野的人們感到恐懼和敬畏。
北極光發(fā)出的這種含混不清的爆裂聲的來(lái)源,終于首次在科學(xué)上得到了合理的解釋。
芬蘭阿爾托大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現了北極光神秘聲音的來(lái)源,這種聲音產(chǎn)生于距地面70米的空中。與此相比,由地球磁場(chǎng)干擾而產(chǎn)生的絢爛而變幻莫測的北極光,則是產(chǎn)生于距離地面120千米的高空。
為了找到聲音的來(lái)源,科學(xué)家們利用了三個(gè)互相獨立的麥克風(fēng),在觀(guān)測點(diǎn)記錄下了北極光的聲音。接著(zhù),科學(xué)家們對這些聲音進(jìn)行對比分析,從而最終確定了北極光聲音的來(lái)源。當北極光在觀(guān)測點(diǎn)出現的同時(shí),芬蘭氣象研究所也同步測量到了伴隨北極光產(chǎn)生了地磁干擾。
阿爾托大學(xué) 的萊恩(Unto K. Laine)教授表示,“我們研究發(fā)現,在北極光出現期間,人們可以聽(tīng)見(jiàn)一種伴隨極光自然產(chǎn)生的聲音。過(guò)去,我們認為極光離我們太遠,不可能會(huì )聽(tīng)到極光發(fā)出的聲音,這種推斷沒(méi)有錯,但事實(shí)是,極光是由太陽(yáng)產(chǎn)生的能量粒子干擾地球磁場(chǎng)而產(chǎn)生的,它們在很遠的天邊,伴隨極光的聲音也是由類(lèi)似原因而產(chǎn)生,只不過(guò)產(chǎn)生這種聲音的地方離地面更近。” 有關(guān)北極光神秘聲音產(chǎn)生的具體原因仍然是一個(gè)迷,這種聲音并不是每次都會(huì )伴隨極光而來(lái)。從被記錄下來(lái)的聲音來(lái)看,這種聲音聽(tīng)起來(lái)像是一種含混不清的爆裂聲,并往往只持續一小段時(shí)間。另外一些聽(tīng)到過(guò)極光聲音的人把這種聲音描述為一種噼啪聲,并且感覺(jué)聲音的距離很遠。通過(guò)這些不同的描述,科學(xué)家們推測北極光聲音產(chǎn)生的背后可能有著(zhù)若干不同的原理。
觀(guān)測地點(diǎn) 大多數極光發(fā)生在地球上空90~130千米處。美國匹茲堡磁緯高,就比在北京看到極光的機會(huì )大多了。2004年11月7日晚,較強極光匹茲堡出現過(guò)。 肉眼能看出綠色,紅色。2003年11月20日傍晚,極光出現于匹茲堡南方地平線(xiàn),一小時(shí)后消退。半夜時(shí)又發(fā)生于北方低空。2003年10月30日出在匹茲堡的極光,雖然是在光污染嚴重的市內,但仍能看到紅色的光芒。但有些極光要高得多。1959年,一次北極光 所測得的高度是160千米,寬度超過(guò)4800千米。在地平線(xiàn)上的城市燈光和高層建筑可能會(huì )妨礙我們看光,所以最佳的極光景象要在鄉間空曠地區才能觀(guān)察得到。美國的費爾班克斯一年有200多天能看到極光;而在佛羅里達州,一年平均只能見(jiàn)到4次左右。我國最北端的 漠河 ,也是觀(guān)看極光的好地方。18世紀中葉,瑞典一家地球物理 觀(guān)象臺 的科學(xué)家發(fā)現,當該臺觀(guān)測到極光的時(shí)候,地面上的 羅盤(pán) 的指針會(huì )出現不規則的方向變化,變化范圍有1度之多。與此同時(shí),倫敦的 地磁臺 也記錄到類(lèi)似的這種現象。由此他們認為,極光的出現與地磁場(chǎng)的變化有關(guān)。原來(lái),極光是太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用的結果。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子,當它吹到地球上空,會(huì )受到地球磁場(chǎng)的作用。高層大氣是由多種氣體組成的,不同元素的氣體受轟擊后所發(fā)出的光的前面色不一樣。例如氧被激后發(fā)出綠光和紅光,氮被激后發(fā)出紫色的光, 氬 激后發(fā)出藍色的光,因而極光就顯得絢麗多彩,變幻無(wú)窮。 由于與日地空間行星際磁場(chǎng)的 偶合作用 ,變形的地球磁場(chǎng)的兩極外各形成一個(gè)狹窄的、磁場(chǎng)強度很弱的極尖區。因為等離子體具“凍結”磁力線(xiàn)特性,所以,太陽(yáng)風(fēng)粒子不能穿越地球磁場(chǎng),而只能通過(guò)極尖區進(jìn)入地球磁尾。當太陽(yáng)活動(dòng)發(fā)生劇烈變化時(shí)(如耀斑爆發(fā)),常引起地球磁層亞暴。于是這些帶電粒子被加速,并沿磁力線(xiàn)運動(dòng)。從極區向地球注入,這些帶電粒子撞擊高層大氣中的氣體分子和原子,使后者被激發(fā)——退激而發(fā)光。不同的分子,原子發(fā)生不同顏色的光,這些單色光混合在一起,就形成多姿多彩的極光。事實(shí)上,極光的形成與太陽(yáng)活動(dòng)息息相關(guān)。逢到太陽(yáng)活動(dòng)極大年,可以看到比平常年更為壯觀(guān)的極光景象。在許多以往看不到極光的緯度較低的地區,也能有幸看到極光。2000年4月6日晚,在歐洲和美洲大陸的北部,出現了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區,甚至在美國南部的佛羅里達州和德國的中部及南部廣大地區也出現了極光。當夜,紅、藍、綠相間的光線(xiàn)布滿(mǎn)夜空中,場(chǎng)面極為壯觀(guān)。雖然這是一件難得一遇的幸事,但在往日平淡的天空突然出現了絢麗的色彩,在許多地區還造成了恐慌。據德國波鴻天文觀(guān)象臺臺長(cháng)卡明斯基說(shuō),當夜德國萊茵地區以北的警察局和天文觀(guān)象臺的電話(huà)不斷,有的人甚至懷疑又發(fā)生毒氣泄漏事件。這次極光現象被遠在160公里高空的觀(guān)測太陽(yáng)的宇宙飛行器ACE發(fā)現,并發(fā)出了預告。在北京時(shí)間4月7日凌晨零時(shí)三十分,宇宙飛行器ACE發(fā)現一股攜帶著(zhù)強大帶電粒子的太陽(yáng)風(fēng)從它旁邊掠過(guò),而且該太陽(yáng)風(fēng)突然加速,速度從每秒375公里提高到每秒600公里,一小時(shí)后,這股太陽(yáng)風(fēng)到達地球大氣層外緣,為我們顯示了難得一見(jiàn)的造化神工。
研究發(fā)展 1619年, 伽利略 以羅馬神話(huà)的 曙光女神 奧羅拉 (Aurora)之名創(chuàng )造出“aurora borealis”一詞。伽利略解釋極光是由反射從地球上上升蒸氣的太陽(yáng)光。法國數學(xué)家 皮埃爾·伽桑狄 在1621年以希臘語(yǔ)的北風(fēng)稱(chēng)之為“Boreas”。 沃爾特·威廉·布賴(lài)恩特在他的書(shū)《開(kāi)普勒》(1920)一書(shū)中寫(xiě) 第谷·布拉赫 “認為順勢療法醫師似乎有什么東西,他懷疑是硫,治愈了北極光的 硫磺 蒸氣帶來(lái)的傳染性疾病”。 1741年,歐羅夫·休爾特和 安德斯·攝爾修斯 觀(guān)測到出現在頭頂上方的極光,并描述為受到磁場(chǎng)控制。這表示(以后獲得證實(shí))大電流會(huì )與極光有所關(guān)聯(lián),流出的區域就是極光的源頭。 本杰明·富蘭克林 認為“神秘的北極光”是北極地區被水和其它的濕氣增強了濃度而強化的帶電粒子。 19世紀中后期,伊萊亞斯·羅密士(1860)和稍晚的赫爾曼·費茨(Hermann Fritz, 1881)先后詳細敘述極光與磁場(chǎng)的關(guān)系。
1882年,特隆歐爾(S. Tromholt)確定極光主要出現在圍繞地球磁極約2500公里半徑的環(huán)形“極光帶”。在距離磁極約2000公里的地理北極則幾乎不曾出現過(guò)極光。暫態(tài)分布的極光(“極光橢圓”)則稍有不同,中心會(huì )由磁極向夜側偏移3-5度,所以當磁極位于太陽(yáng)和觀(guān)測者之間對齊時(shí),毫無(wú)疑問(wèn)的 極光弧 在子夜會(huì )最偏向赤道的方向。這也是觀(guān)賞極光最佳的時(shí)段,稱(chēng)為磁性子夜。 1890年,挪威物理學(xué)家柏克蘭認為,離地球1.5億千米的太陽(yáng)幾乎連續不斷地向地球放射物質(zhì)點(diǎn)。而離地球5萬(wàn)千米至6.5萬(wàn)千米以外有一層磁場(chǎng)將地球罩住。當太陽(yáng)的質(zhì)點(diǎn)直射這層磁場(chǎng)而被擋住時(shí),它便向地球四周擴散,尋找鉆入的空隙,結果約有1%的質(zhì)點(diǎn)鉆入 北磁極 附近的大氣層。每顆太陽(yáng)質(zhì)點(diǎn)含有等于1000伏特的電力。它們在100千米外的高空大氣層中與原子和多半由氧和氮構成的分子相遇,原子吸收了太陽(yáng)質(zhì)點(diǎn)所含的一部分能量時(shí),立即又將這能量釋放出來(lái)而產(chǎn)生的強光,氧發(fā)出綠色和紅色的光,氮則發(fā)出紫、藍和一些深紅色的光。這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀(guān)的極光景象。 1896年,克里斯蒂安·伯克蘭提出極光起因于來(lái)自太陽(yáng)所發(fā)射的帶電粒子束。他在真空室中放入一個(gè)磁化的球(代表微型地球的“terrellas”球),以電子射束進(jìn)行實(shí)驗,表明電子將被引導至極區。這個(gè)模型的問(wèn)題是極光本身沒(méi)有極性,還有更多負電荷本身的自我分散性等,并且缺乏任何在太空中的觀(guān)測證據。極光是太陽(yáng)風(fēng)粒子受到地球磁場(chǎng)的導引,在地球大氣層頂的高處產(chǎn)生。這對極光尖點(diǎn)是正確的,但是在尖點(diǎn)之外,太陽(yáng)風(fēng)并未直接接近。此外,太陽(yáng)風(fēng)的能量主要是駐留在 正離子 ,電子只有0.5Ev( 電子伏特 ),而在尖點(diǎn)雖然會(huì )升高至50-100eV,但依然沒(méi)有達到極光的能量。 1908年,克里斯蒂安·伯克蘭推論電流是沿著(zhù)東西方向的極光弧流動(dòng)的,流向是從白天側朝向(大致)子夜,后來(lái)被稱(chēng)為“極光電流”(參見(jiàn)伯克蘭電流)。
約在1962年時(shí), 詹姆斯·范·艾倫 及其同事提出“漏桶理論”,認為極光是從范艾倫輻射帶溢出的,以反駁極光的高能量散逸會(huì )很快地耗盡輻射帶。不久之后,事實(shí)顯示被困在輻射帶中大份都是帶正電的離子,而極光中的粒子幾乎都是 相對能量 較低的電子。 1970年代,美國天體物理學(xué)家瓊·費曼推論極光是地球磁層和太陽(yáng)風(fēng)發(fā)生相互作用的產(chǎn)物。她的工作結果來(lái)自“探險家33號”(“Explorer 33”)太空船搜集的資料。
2007年2月,美國國家航空航天局“西蜜斯衛星任務(wù)”(“THEMIS”)的5個(gè)人造衛星群成功發(fā)射升空。3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現兩小時(shí),同一時(shí)間衛星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場(chǎng),并首度測到扭曲磁場(chǎng)的結構。美國加州大學(xué)洛杉磯分校的安吉羅波洛斯根據衛星傳回的數據推斷:太陽(yáng)釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球,碰到北極上空磁場(chǎng)時(shí)又形成若干扭曲的磁場(chǎng),帶電粒子的能量在瞬間釋放,以燦爛眩目的北極光形式呈現。其研究結果已于2007年12月9日在“ 美國地球物理學(xué)會(huì ) ”的學(xué)術(shù)會(huì )議中發(fā)表。 2008年2月26日,西蜜斯衛星任務(wù)得以確定,這是第一次,啟動(dòng)磁層副暴的觸發(fā)器距離三分之一處,測量的事件顯示磁場(chǎng)。根據“西蜜斯衛星任務(wù)”(傳回的新數據,科學(xué)家發(fā)現太陽(yáng)釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球,碰到北極上空磁場(chǎng)時(shí)又形成若干扭曲的磁場(chǎng),帶電粒子的能量在瞬間釋放,以燦爛眩目的北極光形式呈現,而地球的極光主要只有紅、綠二色是因為在 熱成層 的氮氣和氧原子被 電子碰撞 ,分別發(fā)出紅色和綠色光。瑟密斯衛星任務(wù)的5個(gè)人造衛星群于2007年2月成功發(fā)射升空,3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現兩小時(shí),同一時(shí)間衛星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場(chǎng)。而讓安吉羅波洛斯驚訝的是,帶電粒子和磁場(chǎng)接觸形成的 地磁風(fēng)暴 以每分鐘650公里的速度掠過(guò)空中,威力相當于 芮氏規模 5.5級的地震。科學(xué)家早就懷疑,北極光的能源來(lái)自帶電粒子與北極磁場(chǎng)接觸產(chǎn)生的扭曲磁場(chǎng),但這個(gè)理論一直到2010年5月才獲得證實(shí)。當時(shí)瑟密斯任務(wù)的衛星群從地球上空6萬(wàn)多公里首度測到扭曲磁場(chǎng)的結構。
其他行星 木星和 土星 這兩顆行星都有比地球更強的磁場(chǎng)( 木星 在赤道的磁場(chǎng)強度是4.3高斯,相較之下地球只有0.3高斯),而且兩者也都有強大的輻射帶。哈勃太空望遠鏡也很清楚的看見(jiàn)這兩顆行星的極光。在巨大氣體行星上的極光看起來(lái)與地球的相似,也是由太陽(yáng)風(fēng)提供能量,另外,木星的衛星,特別是埃歐,更是木星極光的能量來(lái)源。這些電流是沿著(zhù)場(chǎng)線(xiàn)(場(chǎng)準直電流)涌生出的,肇因于衛星繞著(zhù)行星公轉的相對運動(dòng),引起的發(fā)電機機制。有著(zhù)火山活動(dòng)和電離層的埃歐,是帶電粒子的強力來(lái)源,從1955年開(kāi)始就在研究由它的電流所發(fā)射出來(lái)的電波輻射。使用哈柏太空望遠鏡也在埃歐、 歐羅巴 和 甘尼米德 上觀(guān)測到極光,當木星 磁氣圈 的等離子撞擊到它們稀薄的大氣層時(shí),就會(huì )產(chǎn)生極光。在 金星 和火星上也曾觀(guān)測到極光。因為金星沒(méi)有內在(行星本身)的磁場(chǎng),金星的極光呈現不同的形狀和強度,看起來(lái)是明亮但彌漫的補丁,有時(shí)會(huì )分布在整個(gè)行星的盤(pán)面。金星的極光源自太陽(yáng)風(fēng)的粒子撞擊和陷入在夜晚側的大氣層。在2004年8月14日, 火星快車(chē)號 上的儀器SPICAM檢測到火星的極光。這道極光位于erra Cimmeria,東經(jīng)177°,南緯52°,輻射區域大約寬30公里,高度在8公里左右。經(jīng)由分析包括 火星全球探勘者號 過(guò)去的地殼磁場(chǎng)異常資料,科學(xué)家發(fā)現輻射的地區是相對來(lái)說(shuō)是區域性的局部磁場(chǎng)最強的地區。這種相關(guān)性顯示,電子是通過(guò)火星地殼的磁力線(xiàn)與被激發(fā)的大氣層移動(dòng)。 南歐洲天文臺發(fā)表了在2000年11月拍攝到木星上極光的照片,和木星兩極上空的煙霧,這是科學(xué)家第一次清楚拍攝到木星兩極的情況。
木星(Jupiter)離地球( Earth )約六億一千萬(wàn)公里,過(guò)去,科學(xué)家曾經(jīng)利用太空總署(NASA)的哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),拍攝到木星極光( aurora )的照片,不過(guò),使用南歐洲天文臺(European Southern Observatory)的紅外線(xiàn)(infrared)望遠鏡,科學(xué)家可以更清楚地觀(guān)察到木星極光和北極上空的煙霧。 科學(xué)家指出,極光是環(huán)繞木星的磁軸(magnetic axis),而這些煙霧,是環(huán)繞著(zhù)木星的旋轉軸(rotation axis),是在極光環(huán)之下;煙霧是受到木星上的地帶風(fēng)(zonal winds)影響,這些地帶風(fēng)是在同一緯度(latitude)上移動(dòng)的;科學(xué)家相信,木星以十小時(shí)一次的迅速自轉,也會(huì )影響兩極上空煙霧的移動(dòng)。
對 土星極光 發(fā)射所做的一項新的研究,發(fā)現了一個(gè)二級極光卵形環(huán)(auroral oval),亮度是主極光卵形環(huán)的四分之一。主極光卵形環(huán)是十多年前首次在哈勃太空望遠鏡的圖像中看到的,此后其形態(tài)已被詳細確定,但關(guān)于其起源一直存在爭論。一種理論認為,它們是地球上所看到的極光卵形環(huán)(主要由與太陽(yáng)風(fēng)的相互作用形成)和木星上的極光卵形環(huán)(由與等離子流的相互作用形成)之間的一個(gè)混合結構。但土星二級極光卵形環(huán)的性質(zhì)表明,它是木星主極光卵形環(huán)的一個(gè)弱 對應體 ,它之所以相對較暗,是由于土星沒(méi)有一個(gè)像“ 木衛一 ”(有 火山噴發(fā) 活動(dòng))這樣的大型離子源。因此土星和木星上的極光形成過(guò)程是非常相似的,其外觀(guān)的差別是由比例尺差別造成的。 木星遠紫外線(xiàn)噴射最新觀(guān)測顯示,明亮的木星極光爆發(fā)很可能是由行星-衛星交互作用產(chǎn)生的,而不是受太陽(yáng)活動(dòng)性影響。研究小組指出,木星極光噴射揭示能量通過(guò)木星大磁氣圈傳輸和消散,然而主要的極光噴射是恒穩態(tài)行星旋轉的內部驅動(dòng),短暫的明亮發(fā)光通常被認為是外部太陽(yáng)風(fēng)受壓引發(fā)。Hisaki探測器和哈勃望遠鏡提供的證據表明,最新觀(guān)測到的明亮木星極光實(shí)際上是內部驅動(dòng)所致。強烈噴射從木星極冠區域延伸至木衛一極光跡象附近的緯度,暗示著(zhù)通過(guò)內部等離子循環(huán)過(guò)程,能量快速進(jìn)入木星極地區域。
木星觀(guān)測者知道這顆巨大行星經(jīng)常出現極光,比地球極光明亮數千倍,并且覆蓋范圍是地球面積數倍,通常他們認為木星極光是太陽(yáng)帶電粒子與木星磁場(chǎng)發(fā)生碰撞所產(chǎn)生的,也可能是由于木星和它的衛星單獨交互作用所致。
但是這些極光耀眼明亮周期類(lèi)似于地球極光,沒(méi)有人能夠明確跟蹤分析究竟是哪一種原因導致的。木星和木衛一交互作用產(chǎn)生的極光現象,木衛一表面火山釋放帶電離子和 電子云 ,進(jìn)入木星周邊彌漫強磁場(chǎng)的區域,這里的磁場(chǎng)是地球磁場(chǎng)強度的數千倍。 伴隨著(zhù)木星快速旋轉,木星磁場(chǎng)旋轉作用下?tīng)恳拘l一物質(zhì)環(huán)繞其周?chē)瑢е履拘菢O地出現強電場(chǎng)。這種加速離子和電子產(chǎn)生強極光現象,幾乎照亮了 電磁波譜 所有部分,但不包括紫外線(xiàn)、 X射線(xiàn) 高能波譜帶。
補充資料 極光是南北極地區特有的一種大氣發(fā)光現象。極光在東西方的神話(huà)傳說(shuō)中都留下了美麗的身影,現代科學(xué)的發(fā)展,使人類(lèi)能夠用理性的眼光看待極光,對它作出科學(xué)的解釋。
長(cháng)期以來(lái),極光的成因機理未能得到滿(mǎn)意的解釋。在相當長(cháng)一段時(shí)間內,人們一直認為極光可能是由以下三種原因形成的。一種看法認為極光是地球外面燃起的大火,因為北極區臨近地球的邊緣,所以能看到這種大火。另一種看法認為,極光是紅日西沉以后,透射反照出來(lái)的輝光。還有一種看法認為,極地冰雪豐富,它們在白天吸收陽(yáng)光,貯存起來(lái),到夜晚釋放出來(lái),便成了極光。總之,眾說(shuō)紛紜,無(wú)一定論。直到20世紀60年代,將地面觀(guān)測結果與衛星和火箭探測到的資料結合起來(lái)研究,才逐步形成了極光的物理性描述。
丹麥攝影師8月4日凌晨拍攝到的極光景觀(guān) 人們認識到,極光一方面與地球高空大氣和地磁場(chǎng)的大規模相互作用有關(guān),另一方面又與太陽(yáng)噴發(fā)出來(lái)的高速帶電粒子流有關(guān),這種粒子流通常稱(chēng)為太陽(yáng)風(fēng)。由此可見(jiàn),形成極光必不可少的條件是大氣、磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng),缺一不可。具備這三個(gè)條件的太陽(yáng)系其他行星,如木星和 水星 ,它們的周?chē)矔?huì )產(chǎn)生極光,這已被實(shí)際觀(guān)察的事實(shí)所證明。 地磁場(chǎng)分布在地球周?chē)惶?yáng)風(fēng)包裹著(zhù),形成一個(gè)棒槌狀的膠體,它的科學(xué)名稱(chēng)叫做磁層。為了更形象化,我們打這樣一個(gè)比方。可以把磁層看成一個(gè)巨大無(wú)比的電視機 顯像管 ,它將進(jìn)入高空大氣的太陽(yáng)風(fēng)粒子流匯聚成束,聚焦到地磁的極區,極區大氣就是顯像管的 熒光屏 ,極光則是電視屏幕上移動(dòng)的圖像。但是,這里的電視屏幕卻不是18英寸或24英寸,而是直徑為4000公里的極區高空大氣。通常,地面上的觀(guān)眾,在某個(gè)地方只能見(jiàn)到畫(huà)面的1/50。在電視顯像管中,電子束擊中電視屏幕,因為屏上涂有發(fā)光物質(zhì),會(huì )發(fā)射出光,顯示成圖像。同樣,來(lái)自空間的電子束,打入極區高空大氣層時(shí),會(huì )激發(fā)大氣中的分子和原子,導致發(fā)光,人們便見(jiàn)到了極光的圖像顯示。在電視顯像管中,是一對電極和一個(gè) 電磁鐵 作用于電子束,產(chǎn)生并形成一種活動(dòng)的圖像。在極光發(fā)生時(shí),極光的顯示和運動(dòng)則是由于粒子束受到磁層中電場(chǎng)和磁場(chǎng)變化的調制造成的。 丹麥攝影師8月4日凌晨拍攝到的極光景觀(guān) 極光不僅是個(gè)光學(xué)現象,而且是個(gè)無(wú)線(xiàn)電現象,可以用雷達進(jìn)行探測研究,它還會(huì )輻射出某些無(wú)線(xiàn)電波。有人還說(shuō),極光能發(fā)出各種各樣的聲音。極光不僅是科學(xué)研究的重要課題,它還直接影響到無(wú)線(xiàn)電通信,長(cháng)電纜通信,以及長(cháng)的管道和電力傳送線(xiàn)等許多實(shí)用工程項目。極光還可以影響到氣候,影響生物學(xué)過(guò)程。當然,極光也還有許許多多沒(méi)有解開(kāi)的謎。
產(chǎn)生極光的原因是來(lái)自大氣外的高能粒子(電子和 質(zhì)子 )撞擊高層大氣中的原子的作用。這種相互作用常發(fā)生在地球磁極周?chē)鷧^域。作為太陽(yáng)風(fēng)的一部分荷電粒子在到達地球附近時(shí),被地球磁場(chǎng)俘獲,并使其朝向磁極下落。它們與氧和氮的原子碰撞,擊走電子,使之成為激發(fā)態(tài)的離子,這些離子發(fā)射不同波長(cháng)的輻射,產(chǎn)生出紅、綠或藍等色的極光特征色彩。在太陽(yáng)活動(dòng)盛期,極光有時(shí)會(huì )延伸到中緯度地帶,例如,在美國,南到北緯40度處還曾見(jiàn)過(guò)北極光。極光有發(fā)光的帷幕狀、弧狀、帶狀和射線(xiàn)狀等多種形狀。發(fā)光均勻的弧狀極光是最穩定的外形,有時(shí)能存留幾個(gè)小時(shí)而看不出明顯變化。然而,大多數其他形狀的極光通常總是呈現出快速的變化。弧狀的和折疊狀的極光的 下邊緣 輪廓通常都比上端更明顯。極光最后都朝地極方向退去,輝光射線(xiàn)逐漸消失在彌漫的白光天區。造成極光動(dòng)態(tài)變化的機制尚示完全明了。在太陽(yáng)創(chuàng )造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱(chēng)為“太陽(yáng)風(fēng)”。這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流,該太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng),以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng),磁場(chǎng)使該顆粒流偏向地磁極,從而導致帶電顆粒與地球上層大氣發(fā)生化學(xué)反應,形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區同樣可看到這一現象,一般稱(chēng)之為北極光。 科學(xué)家已經(jīng)了解到,地球磁場(chǎng)并不是對稱(chēng)的。在太陽(yáng)風(fēng)的吹動(dòng)下,它已經(jīng)變成某種“流線(xiàn)型”。就是說(shuō)朝向太陽(yáng)一面的磁力線(xiàn)被大大壓縮,相反方向卻拉出一條長(cháng)長(cháng)的,形似 彗尾 的地球磁尾。磁尾的長(cháng)度至少有1000個(gè)地球半徑長(cháng)。當太陽(yáng)活動(dòng)發(fā)生劇烈變化時(shí)(如耀斑爆發(fā)),常引起地球磁層亞暴。 現年40歲的琳達-德雷克(Linda Drake)在過(guò)去的4年中拍攝了眾多美輪美奐的北極光圖片。每年她都會(huì )冒著(zhù)零下20度的低溫來(lái)到加拿大馬尼托巴省,以期能捕捉到最精彩的極光圖片。如圖右
2017年6月13日,日本國立極地研究所與 東京大學(xué) 、 京都大學(xué) 和 名古屋大學(xué) 的研究團隊宣布,利用高性能攝像機,歷時(shí)3年成功拍攝到高速閃爍的極光影像。短時(shí)間里重復出現明暗閃爍的特殊極光是在 氫離子 作用下產(chǎn)生。外界期待此研究能進(jìn)一步揭開(kāi)極光發(fā)生之謎。