極光到底怎么產生的？科學家找到了答案

極光呈現在地球高磁緯地域，是一種罕有的天然景不雅。極光不止呈現在地球，在太陽系其它具有磁場的行星上，也會發生這種現象。那極光是若何形當作的呢？

在地球南、海說神聊南北極四周的高空，夜間常會呈現一種奇異的光。其色彩斑斕：有紫紅色，有玫瑰紅，有橙紅色，也有白色和藍色。

其外形也是千差萬別：有的像空中飄舞的彩帶，有的像一團跳動的火焰，有的像帷幕，有的像柔絲，有的像巨傘。這種年夜天然的“火樹銀花不夜天”的氣象就是極光。

1957 年 3 月 2 日夜晚，人們在黑龍江省呼瑪縣的上空不雅察到了這種古怪的光變。7 點多鐘，西海說神聊方的天空中呈現了幾個罕見的彩色光點，接著，光點放射出不竭轉變的橙黃色的強烈光線。

不久，光線垂垂恍惚而形當作幕狀。而后，彩色逐漸變弱，到 8 點 30 分消逝。但 10 點零 3 分，這一情景又再次呈現。

令人詫異的是，在統一天晚上 7 點零 7 分，新疆海說神聊部阿爾泰山背后的天空也呈現了鮮艷的紅光，像山林起火一般。

紅色的天空里射出良多片狀，垂直于地面形當作白而略帶黃色的光帶。垂垂地，這光帶釀成了銀白色。這些光帶呈輻射狀，逐漸標的目的天頂推進。各光帶之間呈淡紅色，并不竭忽明忽暗。

光帶的長短也不竭轉變。7 點 40 分擺布，光帶伸展到天頂四周，這時的光色最為光鮮，恰似一束白綢帶，飄在淡紅色的天空中。年夜約 10 點，景色完全消逝。關于極光的當作因有各種猜測。

早期不雅點

1、本杰明·佛蘭克林的理論：神奇的海說神聊極光是濃稠的帶電粒子和極區強烈的雪和其他的濕氣感化造當作的。

2、極光的電子來自太陽發射的光束。這是克利斯蒂安柏克蘭在 1900 年提出的說法，她在嘗試室用真空室和磁化的地球模子，顯示電子是若何被指導至極區。這個模子的問題包羅自己缺乏在極區的極光、負電荷自己自行散射這些光束、并且仍然缺乏任何太空中的不雅測證據。

3、破水桶理論：極光是溢流出的輻射帶，這是詹姆斯·范艾倫和工作伙伴年夜約在 1962 年起首提出的。他們指出在輻射帶內獲得的龐大能量很快就會在極光的漫射中耗盡。不久之后，很較著地，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、極光是太陽風中的粒子被地球的場線指導至年夜氣層頂端造當作的。這合用于極光的尖點，但在尖點之外，太陽風沒有直接的感化。另一方面，太陽風的能量本家兒要都留駐在帶正電的離子，電子只有 0.5eV，而在尖點上會上升至 50～100eV，這仍然遠低于極光的能量。

現代不雅點

極光是地球四周的一種年夜規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子達到地球四周，地球磁場迫使此中一部門沿著磁場線集中到南海說神聊南北極。

當他們進入極地的高層年夜氣時，與年夜氣中的原子和分子碰撞并激發，發生光線，形當作極光。

按照美國國度航空航天局“瑟宓斯衛星使命”（Themis mission）傳回的數據，科學家發現太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛標的目的地球，碰著海說神聊極上空磁場時又形當作若干扭曲的磁場。

帶電粒子的能量在剎時釋放，以光輝眩目標海說神聊極光形式呈現，而地球的極光本家兒要只有紅、綠二色是因為在熱當作層的氮氣和氧原子被電子撞破，別離發出紅色和綠色光。

這項研究是由美國加州年夜學洛杉磯分校的安吉羅波洛斯本家兒持，其研究成果已于 2007 年 12 月 9 日在“美國地球物理結合會”的學術會議中頒發。

瑟姑娘衛星使命的 5 小我造衛星群 2007 年 2 月當作功發射升空，3 月在阿拉斯加和加拿年夜上空偵測到海說神聊極光呈現兩小時，統一時候衛星也偵測到帶電粒子流接觸到海說神聊極磁場。

而讓安吉羅波洛斯驚奇的是，帶電粒子和磁場接觸形當作的地磁風暴以每分鐘 650 公里的速度擦過空中，威力半斤八兩于芮氏規模 5.5 的地動。

科學家早就思疑，海說神聊極光的能源來自帶電粒子與海說神聊極磁場接觸發生的扭曲磁場，但這個理論一向到 2010 年 5 月才獲得證實，那時瑟姑娘使命的衛星群從地球上空 6 萬多公里首度測到扭曲磁場的布局。

極光是地球四周的一種年夜規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子達到地球四周，地球磁場迫使此中一部門沿著磁場線（Field line）集中到南海說神聊南北極。

在海說神聊半球不雅察到的極光稱海說神聊極光，南半球不雅察到的極光稱南極光，經常呈現的處所是在南海說神聊緯度 67 度四周的兩個環帶狀區域內，阿拉斯加的費爾班克斯（Fairbanks）一年之中有跨越200天的極光現象，是以被稱為“海說神聊極光首都”。

地球磁層磁力線攜帶太陽風的能量進入地球內部，進而驅動了地磁場的形當作。在這磁層磁力線閉合環路上除了有地球內部的導電體之外，別的還有年夜氣層的電離層這一弱導電體。

當太陽風強烈時，磁力線能量碰到地球內部的磁感抗，有很多能量耗損不失落，于是就在電離層處形當作了極光。

比來，因為新衛星手藝，日本科學家第一次直接不雅測到帶電粒子沉淀進入地球年夜氣的合當作波散射電子。沉淀的電子通量足夠強烈，可發生脈動極光。

這是人類探討極光發生現象的里程碑事務！將來，因為新手藝的成長，科學家會繼續探討極光發生的具體原因。

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